比較分析了平屋面滲漏水檢測技術(shù)與方法，分別從檢測與傳輸、智能處理與分析、機械設計與外觀(guān)、工程實(shí)驗與驗證四個(gè)方面對平屋面滲漏水檢測設備的研制進(jìn)行了詳細闡述，并舉例介紹了該檢測設備的工程應用情況。
　　關(guān)鍵詞：平屋面；滲漏檢測；設備


     防治平屋面滲漏水是房屋修建和維護過(guò)程中的一項主要工作，每年我國各行業(yè)都要為工業(yè)廠(chǎng)房、倉庫、辦公用房、居民住宅等的平屋面防水滲漏牽涉大量精力。其中，滲漏點(diǎn)的判斷和確定是主要難點(diǎn)。國內目前對滲漏點(diǎn)的判斷主要是靠施工技術(shù)人員的目測和經(jīng)驗，現有的一些具備簡(jiǎn)單功能的儀器也無(wú)法完成針對性的檢測工作，對潛在的臨界滲漏點(diǎn)基本不能發(fā)現，治理時(shí)則是以大面積翻修、重作防水層為主。這樣做不僅不科學(xué)，而且要耗費大量的人力、物力和財力。因此，研究一種高效、智能的平屋面滲漏檢測技術(shù)與設備，顯得極其重要和迫切。
1   平屋面滲漏水檢測技術(shù)分析
1.1 常規檢測方法及評價(jià)
    1) 示蹤檢測法
    在有滲漏跡象的部位進(jìn)行灑水或蓄水實(shí)驗，判斷是否存在滲漏部位。該方法使用部位具有局限性，需要判斷人員有一定的專(zhuān)業(yè)知識和豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗。
    2)局部檢測法
    在女兒墻等有滲漏疑問(wèn)的部位，使用一定面積大小的片材將其覆蓋，周?chē)鸀⑺�或在雨后觀(guān)察，根據片材是否有吸附水的痕跡，判斷該部位是否存在滲漏現象。該法適用于小面積的特殊部位。
    3)直接觀(guān)察法
    拆除有滲漏疑問(wèn)部位的覆蓋物，直接觀(guān)察防水層的實(shí)際情況，根據平面部位防水層的細微裂紋的狀況，判斷防水層是否有進(jìn)一步做物理性能實(shí)驗的意義和價(jià)值。
    上述3種方法，是平屋面常用的滲漏水檢測方法，檢測效果的好壞取決于檢測人員的專(zhuān)業(yè)知識和經(jīng)驗，費時(shí)、費力且準確率不高。
1．2  無(wú)損檢測方法及評價(jià)
    1)超聲波檢測法
    由于屋面滲漏裂縫中存在空氣，而超聲波脈沖在混凝土中的“固—氣”界面傳播時(shí)幾乎產(chǎn)生全反射，剩下的一部分脈沖波繞過(guò)裂縫區才能傳播到接收換能器，導致傳播聲時(shí)的延長(cháng)。
     我們運用超聲波法對平屋面滲漏進(jìn)行現場(chǎng)實(shí)驗，取得了一系列數據。實(shí)驗結果表明，超聲波檢測法能夠有效確定屋面滲漏裂縫的分布區域。但是其換能器探頭的尺寸具有局限性，而且檢測過(guò)程復雜，當裂縫中存在其他填充物而不是空氣時(shí)，也會(huì )大大減小超聲波繞射的距離，對結果有較大的影響。所以，超聲波法只能適合檢測小范圍、貫通且不存在填充物的屋面裂縫。


2　紅外熱成像檢測法
    屋面發(fā)生滲漏后，由于水的比熱容和導熱性等與周?chē)�屋面混凝土材料有明顯差異，在吸收相同熱量的情況下，水升溫較慢，混凝土升溫較快。反映在屋面上，有滲漏的含水區域的溫度勢必低于完好的不含水區域，所以屋面有溫差存在，使用紅外熱成像儀對屋面溫度分布成像，就能看出含水區與干燥區的區別。圖1為運用紅外熱成像法對平屋面滲漏進(jìn)行現場(chǎng)實(shí)驗的檢測結果。

圖1見(jiàn)第9頁(yè)  紅外熱成像檢測法實(shí)驗結果
   
     實(shí)驗結果表明：光學(xué)照片(圖1—a)顯示的屋面區域基本已經(jīng)表干，無(wú)法確定是否存在滲漏；而從紅外熱成像圖片(圖1—b)中則可以看到溫度的不均勻分布，說(shuō)明屋面滲漏的含水區域與干燥區域的溫度差別明顯，能被紅外熱成像儀識別。但紅外熱成像設備的成本較高，且對檢測環(huán)境因素具有依賴(lài)性，即在溫差較大的時(shí)候效果明顯，反之則有所欠缺。
    3)電磁波檢測法研究
    電磁波能夠有效穿透絕大部分介質(zhì)�；炷�土在干燥時(shí)是絕緣的，對電磁波的傳導影響較小，而潮濕的混凝土卻是導體，導體對電磁波的傳導是有利的。因此，用電磁波穿透屋面時(shí)，若遇到干燥的地方，則接收到的電磁波能量較��；若遇到潮濕滲漏之處，則接收到較強的電磁波。
     我們運用電磁波法對平屋面滲漏進(jìn)行現場(chǎng)實(shí)驗，取得了一系列實(shí)驗數據。通過(guò)對不同時(shí)間的檢測數據的對比分析，完全可以確定出屋面的實(shí)際滲漏區域。說(shuō)明基于電磁波法的檢測裝置確實(shí)能夠對屋面含水區域產(chǎn)生響應，并且能夠定量地確定含水較多的區域。電磁波法是適合建筑物屋面滲漏檢測的方法，可以作為屋面滲漏檢測設備的基本檢測原理。
2  平屋面滲漏水檢測設備研制
    平屋面滲漏水檢測設備的研制主要分為檢測與傳輸、智能處理與分析、機械設計與外觀(guān)、工程實(shí)驗與驗證四個(gè)主要分系統。
2．1  檢測與傳輸分系統
     在分析屋面滲漏基本檢測原理的基礎上，確定設備工作原理為(如圖2所示)：通過(guò)振蕩電路發(fā)射與接收適當頻率的電磁波信號，使設備底部的平行電極板分別與接觸屋面形成電容，因滲漏引起的含水率變化導致電容發(fā)生變化，檢測出相應的電壓變化，建立其與含水率的對應關(guān)系，對檢測區域的含水率梯度進(jìn)行智能分析以確定滲漏區域。電極板是影響檢測精度的重要因素，將添加型導電涂料涂敷在絕緣布上復合制成新型電極板。其中，添加型導電涂料以多羥基的聚酯樹(shù)脂為基體，選用聚硅氧烷進(jìn)行改性，以增加樹(shù)脂柔軟性和耐熱老化性；導電填料選用炭黑和石墨，以改善涂料的加工性和施工性能；絕緣布選用熱硫化型硅橡膠，以改善強度、附著(zhù)力、耐油性和加工性。該電極板具有較小的電阻率、優(yōu)異的防水性能，與檢測面貼近度為90％以上，是一種全新的柔性電極形式。


圖2見(jiàn)第10頁(yè)  平屋面滲漏水檢測設備工作原理

     電磁波信號處理包括檢測信號的整形、整流、濾波、信號調節與放大。在將該模擬信號完成A／D轉換時(shí)，先后進(jìn)行了8位和24位兩種精度的A／D轉換設計，最終確定采用以SPI方式進(jìn)行通訊的24位A／D芯片ADSl210P。由此產(chǎn)生的數字信號，既可直接通過(guò)液晶屏顯示數值，也可以串口通信方式傳輸到工控機進(jìn)行智能分析。
    為了對設備行走距離進(jìn)行準確測量，進(jìn)行了紅外計步功能設計。由緊密連接在行走機構上的碼盤(pán)的轉動(dòng)，引起照射在碼盤(pán)上的紅外光的遮斷，再通過(guò)紅外接收裝置獲取這種斷續遮斷的光，即可計算出設備走過(guò)的距離。
2．2  智能處理與分析分系統
     該設備利用工控機系統對檢測數據進(jìn)行實(shí)時(shí)接收、顯示、智能分析和存儲。通過(guò)串口，工控機可以在檢測過(guò)程中實(shí)時(shí)接收、顯示檢測數據。在區域檢測完成之后，可以對檢測數據進(jìn)行智能分析，以確定滲漏區域，并能以三維柱狀、面狀和線(xiàn)狀的方式動(dòng)態(tài)顯示檢測數據，判斷效果直觀(guān)明了，還可以對檢測數據進(jìn)行存儲查閱。
     針對屋面滲漏檢測而專(zhuān)門(mén)研制開(kāi)發(fā)的工控機，具有相當的存儲容量和數據處理能力；環(huán)境適應能力強，在移動(dòng)過(guò)程中具有防硬件損傷、防數據丟失等能力；提供觸摸屏工作方式，操作方便靈活；采用液晶屏顯示方式，顯示效果準確、穩定、精致。另外，還專(zhuān)門(mén)研制了可工作4 h以上的鋰電池組，使設備具有交、直流雙電源工作功能。
    與此同時(shí)，采用PB、ASA混合編程技術(shù)設計開(kāi)發(fā)了建筑屋面滲漏檢測與專(zhuān)家分析軟件系統，該系統既可作為數據實(shí)時(shí)接收、顯示、分析和存儲系統與檢測設備配合使用，又可作為建筑物滲漏專(zhuān)家分析系統單獨運行，可以智能分析建筑物滲漏問(wèn)題，提出滲漏原因、滲漏治理方法和方案。
2．3  機械設計與外觀(guān)分系統
     在設備外觀(guān)與結構設計上，以滿(mǎn)足檢測原理與功能需求為基礎，兼顧工程美學(xué)要求。將整個(gè)設備分為檢測部、處理部和支撐部。檢測部位于下方，包括殼體、腔體 (內含檢測電路、電源系統等)、電極板、行走輪等；處理部位于上方，主要是工控機；支撐部則主要是起連接支撐作用的桿件。行走輪內置，采用前輪大后輪小的模式，保證前進(jìn)時(shí)的超高穩定性；外形采用水滴流線(xiàn)型設計，體形優(yōu)美，簡(jiǎn)潔大方。
    在設備攜帶與組裝方面也進(jìn)行了設計。設備外廓尺寸僅為長(cháng) 600 mm、寬400 mm、高150 mm，桿件連接后設備總高890 mm，質(zhì)量?jì)H為2 kg；檢測部為一體化設計，不僅強度高、安全性強，而且體積小、運輸便捷；設計了可拆裝式連接桿件，使各機構均可拆卸、組裝；連接桿件和附件均可與檢測設備機箱共同收放于一個(gè)包裝運輸箱中，攜運方便。
2．4  工程實(shí)驗與驗證分系統


    在研制該設備的過(guò)程中，還進(jìn)行了以下幾方面試驗工作:
    1)設計并實(shí)施了基準實(shí)驗。制作特定厚度混凝土塊作為標準試塊，通過(guò)對標準試塊進(jìn)行測試，模擬濕度范圍，以確定標準干燥、飽和及中間各階段狀態(tài)劃分，并完成了各種檢測率下的標準實(shí)驗，以確定濕度響應最靈敏的基準頻率。
    2)設計并實(shí)施了驗證試驗。先在確認沒(méi)有滲漏的實(shí)驗屋面上記錄含水率梯度，然后在相應屋面上人為制造滲漏，并將此時(shí)的含水率梯度與滲漏前數據進(jìn)行對比。驗證結果表明：含水率梯度變化與屋面滲漏區域具有相關(guān)性，發(fā)生屋面滲漏的地方，含水率梯度會(huì )發(fā)生突變。
    3) 設計并實(shí)施了影響因素實(shí)驗。在相同實(shí)驗屋面上，依據不同環(huán)境條件進(jìn)行實(shí)驗，以期掌握影響屋面含水率梯度變化的因素及其影響程度。實(shí)驗結論表明：溫度、濕度、初始水量、表干時(shí)間和防水類(lèi)型等都是含水率梯度變化的影響因素，且遵循相應的變化規律，并由此分析得到了8位和24位兩種檢測精度下的判漏標準。
    4)設計并實(shí)施了現場(chǎng)實(shí)驗。在不同時(shí)段、不同地點(diǎn)、不同影響因素下，對多個(gè)現場(chǎng)屋面進(jìn)行了實(shí)驗，為設備校訂提供了支持，提高了設備檢漏的精度，也為后臺智能分析系統的準確性提供了豐富的實(shí)測數據和分析資料。
3  平屋面滲漏水檢測設備在工程中的應用
     某軍校位于重慶市區，有一1972年竣工、主體四層、局部三層的磚混結構教學(xué)樓，屋面防水工程為細石混凝土剛性防水，設計厚度為50 mm，強度等級為 C20。由于建造年代久遠，雖然屋面防水層經(jīng)過(guò)多次修繕，仍然存在滲漏現象，影響了房屋的正常使用。課題組按甲方要求對長(cháng)21 m、寬9 m、總計 189 m^2的平屋面進(jìn)行滲漏檢測和治理。2003年8月10日中午中雨過(guò)后，該屋面開(kāi)始發(fā)生滲漏。8月12日對屋面觀(guān)察，發(fā)現雨水口排水不暢，雨水口周?chē)�存有部分積水；8月14日對屋面雜物進(jìn)行清理，用平屋面滲漏水檢測設備對屋面進(jìn)行檢測，共用時(shí)20 min。根據“屋面滲漏檢測與專(zhuān)家分析系統”所提供的檢測報告，共有7處是較強滲漏點(diǎn)，分別位于4個(gè)不同區域；同時(shí)，檢測報告還給出了滲漏點(diǎn)的確切位置和滲漏區域的大小。在隨后的屋面維修中，對4個(gè)滲漏區域進(jìn)行了點(diǎn)修補。經(jīng)過(guò)1年多的使用考驗，該屋面沒(méi)有發(fā)現新的滲漏水現象，說(shuō)明檢測報告是準確可靠的。
4  結語(yǔ)
    平屋面滲漏水檢測設備在各類(lèi)屋面的滲漏檢測中進(jìn)行了大面積工程應用實(shí)踐，結果表明：該設備可解決已建屋面滲漏區域準確檢測的難題；應用于新建屋面的工程驗收，也能起到準確判斷防水工程質(zhì)量，確保防水工程不滲、不漏、不裂的作用。檢測方法簡(jiǎn)單實(shí)用，檢測過(guò)程方便快捷，檢測結果及時(shí)準確，達到了高效、智能、便攜的目標，是目前國內治理工程滲漏水的先進(jìn)技術(shù)和設備之一。