創新「感應」科技偵察潛在危樓

劉淑君

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香港八月份暴雨連場,引至多宗山洪暴發、山泥傾瀉事件,普遍影響市內樓宇地基變得疏鬆脆弱,容易導致大廈倒塌及外牆鬆脫剝落的危險。

 

本港現時約有五萬幢樓高超過100米(約30層)的樓宇正受到樓宇老化、颱風吹襲、短椿違規等問題的困擾,而它們的建築周期為50年。香港城市大學製造工程及工程管理學系洪友仁講座教授說:「香港有很多高樓建於斜坡之上,遇上雨季,山泥可能鬆脫,影響地基,十分危險。」

 

現時有關強制性檢查樓宇的立法尚未完善,也沒有可靠有效的方法檢驗樓宇。目前香港檢測樓宇的技術,主要靠敲打或拿取石屎樣本作檢測,容易出現人為主觀判斷偏差。洪教授成功研製兩項創新「感應」技術—「晶石感應器」和「激光剪切干涉法」(shearography)—有效檢測樓宇倒塌及外牆剝落的潛在危險。兩項創新技術反映城大學者不獨科研成就卓越,而且關心社會,致力服務社群。

 

把「晶石感應器」植入樓宇椿柱中,便能長期監察樓宇結構是否健全。晶石的顏色會隨著椿柱所承受壓力的變化而轉變,為樓宇結構的安全問題發出警號。研究員可以透過電腦設備遙距閱讀及分析感應器所錄得的數據,以長期監察樓宇結構的情況。此外,洪教授利用本人發明的一種光學傳感技術,「激光剪切干涉法」,結合聲波的感應技術,成功研發一種快速有效的方法,檢測樓宇外牆是否有鬆脫剝落的危險。「激光剪切干涉法」每次約在兩秒時間檢測約一平方米面積的外牆,較人手敲打快速得多,而且所錄得科學化的數據較人為判斷可靠。

 

洪教授原本想把諾貝爾得獎者Dennis Gabor教授發明的「全息干涉法」(holography)應用於工業途上。但由於「全息干涉法」在工廠的噪音和不穩定環境不能發揮作用,洪教授遂研究「激光剪切干涉法」。

 

「激光剪切干涉法」利用激光照射在物件上產生的散斑,對物件的表面進行全場檢測。正如傳統超聲波無破損檢測技術,激光剪切干涉法不必切開物件或破壞其完整性,

惟激光剪切干涉法較超聲波技術快上千倍,亦無需在測試物表面加上塗液,所以更有效和方便。洪教授的「激光剪切干涉法」已獲美國聯邦民航局指定為檢測飛機輪胎之用的技術;美國太空總署亦採用此項技術來測試穿梭機的結構。「激光剪切干涉法」還可廣泛應用在橋樑、機場、堤壩、發電廠、地下鐵路系統,以及其他基礎設備的安全測試中。

 

 

 

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