ISO 6781-12023 建筑物性能用红外法检测建筑物中的热、空气和水分不规则性第1部分一般程序标准立项发展报告

建筑物性能用红外法检测建筑物中的热、空气和水分不规则性第1部分：一般程序标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:PerformanceofBuildings—DetectionofHeat,AirandMoistureIrregularitiesinBuildingsbyInfraredMethods—Part1:GeneralProcedures摘要关键词：红外热成像；建筑热工检测；热、空气和水分不规则性；ISO6781-1:2023；建筑物性能；无损检测Keywords:infraredthermography;buildingthermalperformancetesting;heat,airandmoistureirregularities;ISO6781-1:2023;buildingperformance;non-destructivetesting一、引言1.1研究背景在全球碳中和战略深入推进和建筑节能标准不断提升的背景下，建筑物围护结构的热工缺陷检测已成为保障建筑能效目标实现的关键技术环节。建筑围护结构中的热桥、空气渗漏、保温层缺失、隐蔽水分侵入等不规则性问题，不仅直接影响建筑能耗水平，还可能引发结露、霉变、材料劣化等衍生问题，严重威胁建筑耐久性和室内环境健康。红外热成像技术因其非接触、大范围、快速直观的检测优势，已成为识别和定位上述不规则性的首要技术手段。然而，红外检测结果的准确性和可靠性高度依赖于检测条件、操作规范、仪器性能及数据分析方法等多种因素。缺乏统一的国际标准将导致不同检测人员、不同仪器设备在不同环境下获取的检测结果缺乏可比性和一致性。为此，国际标准化组织（ISO）长期致力于红外法建筑检测国际标准的制定与完善，ISO6781-1:2023即为该领域最新发布的纲领性标准文件。1.2标准基本信息-标准编号：ISO6781-1:2023-标准名称：建筑物性能用红外法检测建筑物中的热、空气和水分不规则性第1部分：一般程序-英文名称：Performanceofbuildings—Detectionofheat,airandmoistureirregularitiesinbuildingsbyinfraredmethods—Part1:Generalprocedures-发布机构：国际标准化组织（ISO）-ICS分类号：91.120.10（建筑物绝热）-发布日期：2023年8月4日-标准状态：现行-语言版本：英语1.3标准的国际地位ISO6781-1:2023由ISO/TC163（热性能和能源利用技术委员会）归口管理，是国际建筑热工检测领域的基础性方法标准。该标准取代了此前广泛使用的ISO6781:1983，并与其他相关国际标准共同构建了完整的红外法建筑检测标准体系。二、标准制定背景与发展历程2.1国际标准化历程红外热成像技术用于建筑检测的国际标准化工作可追溯至20世纪80年代初。1983年，ISO首次发布ISO6781:1983《热绝缘建筑围护结构热不规则性的红外检测方法》，该标准为建筑围护结构红外检测提供了最早的国际规范框架，奠定了该领域标准化工作的基础。此后数十年间，红外探测硬件技术经历了从制冷型焦平面探测器到非制冷型微测辐射热计的技术演进，探测器分辨率、热灵敏度（NETD）、测温精度等关键性能指标大幅提升；同时，无人机载红外检测、红外图像自动拼接、人工智能辅助缺陷识别等新兴应用模式不断涌现。检测设备性能的飞跃和应用场景的拓展，使得1983年版标准在仪器性能指标、检测条件控制、数据分析方法等方面的规定已明显滞后于技术发展需求。进入21世纪后，ISO/TC163启动了系统的修订工作，并决定将该标准扩展为多部分结构，以覆盖更广泛的检测需求和更细致的程序规定。最终形成了以ISO6781-1:2023为总纲（一般程序）、后续部分（如ISO6781-2等）为专项应用的分层级标准架构。2.2我国相关标准发展现状我国在红外法建筑检测领域已发布GB/T35627-2017《建筑围护结构热工缺陷红外热像检测方法》等国家标准，在工程建设行业也出台了JG/T269-2010等行业标准。然而，与ISO6781-1:2023相比，我国标准在检测条件精细化规定、不确定度分析、报告格式标准化等方面仍存在一定差距。ISO6781-1:2023的发布为我国标准体系的进一步完善提供了重要参考。三、标准主要内容3.1适用范围ISO6781-1:2023规定了使用红外热成像方法定性检测和评估建筑物围护结构热、空气和水分不规则性的一般程序。标准适用于以下方面评估：-建筑物围护结构中热桥、保温层缺陷等热不规则性的识别与定位；-建筑构件接缝处及开口部位空气渗漏路径的探测；-围护结构内部或表面水分积聚区域的检测与划定；-新建建筑工程质量验收中的热工缺陷排查；-既有建筑能耗诊断与节能改造前的缺陷甄别。标准明确限定其检测性质为“定性检测”，即侧重于不规则性的发现与定位，而非精确的定量热流测量；同时，该标准不适用于对建筑构件传热系数的精确实验室测定。3.2规范性引用文件标准引用了多项ISO关键文件，包括但不限于：ISO7345（热绝缘物理量和定义）、ISO9869系列（建筑构件热流和温度的现场测量）、ISO18436系列（状态监测与诊断人员认证要求）等，构建了完整的规范性引用体系。3.3术语和定义标准系统定义了以下关键术语：-热不规则性：围护结构表面温度分布与预期正常模式的显著偏差；-空气渗漏路径：空气通过围护结构非受控流动的通道；-水分不规则性：因水分存在或蒸发冷却导致的表面温度异常区域；-热反射温度：被测表面反射环境中其他物体辐射所对应的等效温度；-操作温度范围：红外热像仪能够进行有效测量和成像的环境温度范围。3.4检测原理与物理基础红外检测的基本物理原理基于斯特藩-玻尔兹曼定律：所有温度高于绝对零度的物体均向外发射红外辐射，其辐射能量与物体表面温度的四次方成正比。红外热像仪通过接收被测表面发射的红外辐射能量，将其转换为温度分布图像。建筑围护结构表面温度分布受到室内外温差驱动的一维稳态热流、热桥引起的局部热流集中、空气渗漏引起的对流传热，以及水分蒸发潜热吸收等多重热物理过程的综合影响。当上述过程中存在异常因素时，对应的表面温度将偏离正常分布模式，从而在红外图像中形成可识别的特征温度模式。标准对上述物理基础进行了系统阐释，为后续检测程序的科学性提供了理论支撑。3.5仪器要求与性能指标标准对红外热像仪提出了明确的性能要求，主要包括：-探测器类型与分辨率：建议使用非制冷微量热计型或制冷型红外探测器，探测器像素不低于320×240；-热灵敏度（NETD）：在30℃条件下应不劣于0.05℃（即50mK）；-测温精度：绝对测温精度不低于±2℃或读数的±2%；-工作波段：通常为8~14μm长波红外波段或3~5μm中波红外波段；-校准要求：仪器应定期进行校准，校准周期建议为12个月或根据使用频率适时调整。此外，标准还要求检测用辅助设备包括：温湿度记录仪（用于记录环境温湿度）、风速仪（用于测量环境风速）、表面接触温度计（用于验证红外测温结果）及照度计（用于记录太阳辐射影响）等。3.6检测环境条件控制环境条件是影响红外检测结果可靠性的决定性因素之一。标准对此提出明确要求：-温度条件：室内外温差应不小于10℃，宜大于15℃，以确保热不规则性在表面产生足够显著的温度信号；-太阳辐射：检测应避免在太阳直接辐射或反射辐射影响下进行，宜选择日出前或日落后时段，或选择建筑背阳面进行检测；-风速限制：环境风速应不超过10m/s（约5级风），因强风会削弱表面温度差异，掩盖热不规则性信号；-降水条件：检测期间不应有降水（雨、雪等），且围护结构表面应处于干燥状态，因表面水分会干扰温度分布模式；-室内环境稳定：检测前及检测期间，室内温度应保持相对稳定，各房间温差宜控制在±2℃以内。3.7检测程序标准规定的检测程序分为以下主要阶段：1.预检测阶段：收集建筑基本信息（建造年代、结构类型、围护构造等），了解业主或委托方的具体检测需求，初步勘察现场条件，确定检测方案的可行性。2.制定检测方案：根据检测目的确定检测范围、检测路线、图像采集密度和检测时间窗口。需要特别注意的是，对于不同类型的缺陷目标，应选择最适宜的检测时机。例如：检测保温层缺失宜在冬季采暖期间进行；检测空气渗漏宜选择风速较低的早晚时段；检测水分缺陷宜在雨后若干天或空调除湿运行期间进行。3.现场检测实施：按照预定路线使用红外热像仪逐区域采集热像图，同时记录环境参数（温湿度、风速、天气状况）、建筑运行状态（供暖或空调系统启停情况）以及热像图对应的具体位置信息。4.数据质量核查：对采集的热像图进行现场初步核查，确保图像清晰、温度量程合理、无反射干扰，必要时重新采集。5.图像分析与缺陷判定：在满足上述拍摄时机条件的前提下，分析人员结合热像图特征（温度梯度形态、等温线分布模式、温差幅值等）和建筑构造知识，判别热、空气和水分不规则性的类型与位置。6.报告编制：整理检测结果，编制规范的检测报告。3.8结果分析与判定依据标准强调红外检测结果应采用“相对比较”的方法进行分析：将目标区域与同条件下参考区域（对照区）的表面温度模式进行对比，基于温差幅值和温度分布形态特征来判定不规则性的存在及其严重程度。判定时需注意排除以下干扰因素：-太阳辐射引起的伪热斑；-表面材质差异导致的发射率差异；-反射温度变化引起的虚假信号；-检测时段内气象条件波动引起的温度漂移。标准同时指出，定性红外检测结果宜进一步结合其他定量检测手段（如热流计法、气密性测试等）进行综合验证。3.9报告编制要求标准对检测报告的内容和格式提出了明确要求。报告应至少包含以下核心内容：检测目的与范围；建筑基本信息；检测仪器信息（型号、序列号、校准有效期）；检测环境条件记录；热像图及对应可见光图像的对照呈现；检测结果分析；缺陷定位标注；结论与建议。标准化报告格式能够确保检测结果在不同机构之间具有可比性和可追溯性，对于工程质量验收、司法鉴定和节能改造决策等场景具有重要意义。四、标准修订的主要变化ISO6781-1:2023相较于ISO6781:1983，主要技术变化体现在以下方面：随着红外探测技术的跨越式发展，标准全面更新了仪器性能要求，引入热灵敏度、探测器分辨率、测温精度等量化指标。同时，新版标准显著强化了对环境条件的定量控制要求，将室内外最小温差从定性的“显著温差”明确量化至不低于10℃，并新增了风速上限的明确规定。在术语体系方面，标准系统性扩充并精确定义了热、空气和水分三类不规则性的术语和概念，为检测工作的规范化和行业交流提供了统一语言。此外，新版标准将报告格式由简单要求扩充为结构化、内容完整的章节体系，充分体现了现代检测行业对结果可追溯性和交付规范性的更高要求。标准还将适用范围从仅针对热不规则性拓展至涵盖空气渗漏和水分异常的综合检测，反映出现代建筑性能评价从单一热工指标向综合性能评估发展的趋势。五、主要参与单位介绍5.1ISO/TC163技术委员会ISO6781-1:2023由ISO/TC163（热性能和能源利用技术委员会）归口管理。ISO/TC163成立于1975年，是国际标准化组织下设的负责建筑环境和建筑系统热性能、能源利用领域标准制定的专业技术委员会，秘书处目前由日本工业标准调查会（JISC）承担。该技术委员会的工作范围涵盖：建筑材料和建筑产品的热性能测定方法、建筑构件热工特性的计算与测量方法、建筑整体热性能与能源消耗的评估方法，以及建筑暖通空调系统的能源利用效率等方面。ISO/TC163下设多个分技术委员会和工作组，其中与红外检测直接相关的工作组长期致力于红外热成像检测技术的标准化研究。多年来，ISO/TC163已发布了一系列具有广泛国际影响力的标准，包括ISO6946（建筑构件热阻和传热系数的计算方法）、ISO9869系列（建筑构件热流和温度的现场测量）、ISO13790（建筑能源使用的计算）等，为全球建筑节能标准化工作奠定了坚实基础。5.2标准制定协作机制ISO6781-1:2023的制定过程遵循ISO公认的国际标准制定程序，经历了提议阶段（NP）、准备阶段（WD）、委员会阶段（CD）、询问阶段（DIS）、批准阶段（FDIS）和出版阶段等若干关键阶段。来自数十个成员国家的专家通过各自的国家标准化机构参与标准草案的讨论、评议和投票。中国作为ISO正式成员国，通过中国建筑科学研究院有限公司等单位的专家参与了该标准的制定工作，积极反映了我国在建筑红外检测领域的技术经验和实践需求。六、标准的应用价值与影响6.1国际应用价值ISO6781-1:2023作为红外法建筑检测的国际纲领性文件，其发布对全球建筑检测行业产生深远影响。标准为各国建立统一的检测程序和评价准则提供了基准框架，有效促进了检测结果的国际互认。在绿色建筑评价、建筑节能认证和碳排放核算等日益国际化的应用场景中，基于统一标准的检测结果有助于消除技术壁垒，促进国际合作与交流。6.2对我国标准化工作的启示我国现行国家标准GB/T35627-2017《建筑围护结构热工缺陷红外热像检测方法》与ISO6781-1:2023在技术框架上具有一定一致性，但在环境条件量化控制、不确定度分析、报告格式规范等方面仍有待进一步完善。建议我国相关标准化技术机构积极跟踪ISO6781-1:2023的技术内容，适时启动国家标准修订或采标工作，促进我国建筑红外检测技术标准与国际接轨，提升我国在该领域的国际话语权和标准化水平。6.3技术发展趋势与展望红外检测技术正在向智能化、自动化和多源信息融合方向快速发展。无人机载红外检测系统已可实现大范围建筑围护结构的快速巡检；人工智能图像识别技术为红外图像的自动缺陷判读提供了新的可能；红外检测与三维激光扫描、建筑信息模型（BIM）的深度融合正在推动建筑数字化检测与智慧运维的一体化发展。ISO6781-1:2023所确立的一般程序框架为上述新技术在标准体系中的兼容与衔接预留了接口和空间。此外，随着ISO6781-2等后续部分的陆续制定和发布，红外检测标准体系将进一步完善，为建筑性能综合评价提供更加全面和精细化的技术支撑。七、结论ISO6781-1:2023《建筑物性能用红外法检测建筑物中的热、空气和水分不规则性第1部分：一般程序》是国际建筑红外检测领域最新的纲领性标准文件。该标准在继承ISO6781:1983基本框架的基础上，充分吸纳了数十年来红外探测技术发展成果和全球工程实践经验，系统完善了检测仪器性能要求、环境条件控制、检测程序规范、结果分析方法和报告编制要求等核心技术内容。该标准的发布标志着建筑红外检测领域国际标准化工作进入了一个新的发展阶段。其系统化、定量化和规范化的技术规定，为全球建筑围护结构热工缺陷检测提供了统一的技