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建筑节能现场检测技术分析

  摘要:本文综述了几种建筑物围护结构传热系数现场检测方法的原理、操作方法、适用条件,指出各种方法的优缺点及注意事项。 

  关键词:建筑节能检测 

  中图分类号: TE08文献标识码:A文章编号:    

  一、目前国内节能建筑检测的几种方法 

  根据国家采暖居住建筑节能检验标准的要求,检测的项目内容有很多,本文仅对围护结构传热系数测定技术及常用的方法进行探讨。 

  1、热红外摄像仪法 

  热红外摄像仪法目前还在研究改进阶段,它是通过摄像仪可远距离测定建筑物围护结构的热工缺陷,通过测得的各种热像图可表征有热工缺陷和无热工缺陷的各种建筑构造,用于在分析检测结果时做对比参考,只能是定性分析而不能量化指标。通过对以上几种检测方法的分析比较,笔者认为,热流计法是目前国内外较为成熟的检测方法,且已得到普遍应用。 

  2、热箱法 

  热箱法是测定热箱内电加热器所发出的全部通过围护结构的热量及围护结构冷热表面温度。热箱法基本检测原理是用人工制造一个一维传热环境,被测部位的内侧用热箱模拟采暖建筑室内条件并使热箱内和室内空气温度保持一致,另一侧为室外自然条件,维持热箱内温度高于室外温度8℃以上,这样被测部位的热流总是从室内向室外传递,当热箱内加热量与通过被测部位的传递热量达平衡时,通过测量热箱的加热量得到被测部位的传热量,经计算得到被测部位的传热系数。该方法的主要特点:基本不受温度的限制,只要室外平均空气温度在25℃以下,相对湿度在60%以下,热箱内温度大于室外最高温度8℃以上就可以测试。据业内技术专家通过交流认为:该方法在国内尚属研究阶段,其局限性亦是显而易见的,热桥部位无法测试,况且尚未发现有关热箱法的国际标准或国内权威机构的标准。 

  3、热流计法 

  热流计是建筑热耗测定中常用仪表,通过它来测量建筑物围护结构或各种保温材料的传热量及物理性能参数,其检测基本原理为:在被测部位至少布置两块热流计,在热流计的周围布置4个铜——康铜热电偶,对应的冷表面上也相应的布置4个热电偶,通过导线把所测试的各部分连接起来,将测试信号直接输入微机,通过计算机数据处理,可打印出热流值及温度读数。通过瞬变期,达稳定状态后,计量时间包括足够数量的测量周期,以获得所要求精度的测试数值。为使测试结果具有客观性,测试时应在连续采暖(人为制造室内外温差亦可)稳定至少7d的房间中进行,检测时间宜选在最冷月份且应避开气温剧烈变化的天气。一般来说,室内外温差愈大(要求必须大于20℃),则其读数误差相对愈小,所得结果亦较为精确,其缺点是受季节限制。该方法是目前国内外常用的现场测试方法,国际标准、美国ASTM标准都对热流计法作了较为详细的规定。 

  二、热流计法在工程中的实际运用技术 

  1、热流计法所用的检测仪器仪表 

  (1)温度与热流巡回检测仪,系智能型检测仪器。采用了最新单片机系统,可测量76路信号,其中56路测量温度,其余20路测量热流,可直接测量热流计的电动势。 

  (2)温度传感器配合相应的二次仪表。常用的温度传感器有铂电阻、铜电阻、热敏电阻和热电偶。用来检测室内外温度、采暖系统供回水温度等。 

  (3)热流计、自动控温仪、红外摄像仪等。 

  2、实际运用技术 

  通过对济南、淄博、莱芜、济宁、诸城等地建筑节能试点示范工程进同时又验证了理论计算的正确性与否。我们把仪器自动存储的数据(有上千组)打印出来,选择数据比较稳定的热流值及室内外表面的温差等数据,通过综合分析,筛选整理,最终计算出其被测部位的热阻值: 

  R=Δt/C·E 

  其中, 

  R——围护结构热阻,m2·K/W; 

  Δt——冷热表面温差,℃; 

  C——热流计标定系数,W/m2·mV; 

  E——电动势(热流计读数),mV。 

  最后即可得出围护结构的传热系数: 

  K=1/(Ri+R+Re)。 

  为了得到较为准确的测试结果,我们在实际工程检测时总结了现场操作时应注意的几个问题,仅供大家参考。一是热流计的粘贴问题,实测中由于黄油使用方便,对建筑物造成的破坏小,得到了较多的应 

  用。但黄油也有干燥收缩现象,加上在贴片时热流计被挤压变形,热流计在预压力的作用下缓慢恢复原状,使热流计与墙体之间出现空隙,造成热流计两表面温差变小,读数变小,显示围护结构的热阻“大”,误差大大增加。我们通过实际工程检测,注意黄油的粘贴方式,用宽透明胶带补充固定的方法,取得了较好的效果。二是自动控制仪测量室内温度的探头一般应设在房间的中央离地1.60m处,使室内环境温度较为准确。三是在测试过程中尽量减少被测房间的开启次数。建筑热工测试,是测试建筑物壁体的传热热流和温度,由于墙体蓄热系数大,结构表面温度反应很慢,要在几小时后才能看到,这是房间的蓄热放热过程,而气温随门外冷空气的进入,导致热流计两面温差变大,读数变大。四是温度与热流巡回自动检测仪器是精密电子仪器,测试中只能放在非加热房间内。五是热流计的测点位置不应靠近热桥、裂缝和有空气渗漏的部位,不应受加热制冷装置和风扇的直接影响,否则严重影响测试数据。 

  目前,我们研制开发了建筑节能检测技术应用软件,使检测仪的功能有了很大的提高和完善,输入相关数据后,计算机就自动计算出建筑物耗热量,自动评判建筑物的热工性能是否达标,无需再进行手工计算。该科研项目已通过省级鉴定。 

  三、结语 

  国家最近颁布了《采暖居住建筑节能检验标准》(JGJ132—2001),它是在认真总结我国在热工检测和供热系统测试的实践经验基础上,参考有关国际和国外的先进标准制订的,是节能建筑检测的重要依据。 

  针对热流计法受环境温度的限制问题,笔者认为,从热工学的角度讲,采用加热室内温度,保证室内外温差20℃以上的条件下测试是可行的,尤其是在夏季,亟待解决的问题是如何控制室内外温差。目前尚未有人对这种方法进行试验研究及相应的基础理论研究,因此迫切需要开发研究出一套简便可靠的不受季节影响的现场检测设备及检测技术,以解决热流计法受环境季节影响的问题。 

  参考文献: 

  [1]彭昌海.关于建筑节能现场测试的几点思考[J].暖通空调,2005,(3):51-53. 

  [2]朱传晟.建筑节能现场检测技术初探[J].节能,2002,(6):43-44. 

  [3]田斌守.建筑节能现场检测围护结构传热系数的讨论[J].节能,2003,(11):42-44. 

  [4]潘雷,陈宝明,方肇洪,等.围护结构的现场检测和数据处理方法[J].建筑热能通风空调,2005,24(6):80-84. 

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