現有圍護結構傳熱系數現場檢測方法

閱讀：2735發布時間：2016-3-16

現有圍護結構傳熱系數現場檢測方法
1.1 熱流計法[3]
熱流計是建筑能耗測定中常用儀表，該方法采用熱流計及溫度傳感器測量通過構件的熱流值和表面溫度，通過計算得出其熱阻和傳熱系數。其檢測基本原理為：在被測部位布置熱流計，在熱流計周圍的內外表面布置熱電偶，通過導線把所測試的各部分連接起來，將測試信號直接輸入微機，通過計算機數據處理，可打印出熱流值及溫度讀數。當傳熱過程穩定后，開始計量。為使測試結果準確，測試時應在連續采暖（人為制造室內外溫差亦可）穩定至少7d的房間中進行。
一般來講，室內外溫差愈大（要求必須大于20℃），其測量誤差相對愈小，所得結果亦較為，其缺點是受季節限制。該方法是目前國內外常用的現場測試方法，標準和美國ASTM標準都對熱流計法作了較為詳細的規定。
1.2 熱箱法[4]
熱箱法是測定熱箱內電加熱器所發出的全部通過圍護結構的熱量及圍護結構冷熱表面溫度。其基本檢測原理是用人工制造一個一維傳熱環境，被測部位的內側用熱箱模擬采暖建筑室內條件并使熱箱內和室內空氣溫度保持一致，另一側為室外自然條件，維持熱箱內溫度高于室外溫度8℃以上，這樣被測部位的熱流總是從室內向室外傳遞，當熱箱內加熱量與通過被測部位的傳遞熱量達平衡時，通過測量熱箱的加熱量得到被測部位的傳熱量，經計算得到被測部位的傳熱系數。
該方法的主要特點：基本不受溫度的限制，只要室外平均空氣溫度在25℃.以下，相對濕度在60%以下，熱箱內溫度大于室外zui高溫度8℃以上就可以測試。據業內技術專家通過交流認為：該方法在國內尚屬研究階段，其局限性亦是顯而易見的，熱橋部位無法測試，況且尚未發現有關熱箱法的標準或國內機構的標準。
1.3 紅外熱像儀法[5]
紅外熱像儀法目前還在研究改進階段，它通過攝像儀可遠距離測定建筑物圍護結構的熱工缺陷，通過測得的各種熱像圖表征有熱工缺陷和無熱工缺陷的各種建筑構造，用于在分析檢測結果時作對比參考，因此只能定性分析而不能量化指標。
通過以上幾種檢測方法的分析比較，筆者認為，熱流計法是目前國內外較為成熟的檢測方法，且已得到普遍應用。因此本文主要討論熱流計法。
2 熱流計法測試原理
熱流計法主要采用熱流計、熱電偶在現場檢測被測圍護結構的熱流量和其內、外表面溫度，通過數據處理計算出該圍護結構的傳熱系數，從而判定建筑物是否達到節能標準要求。
當熱流通過建筑物圍護結構時，由于其熱阻存在，在厚度方向的溫度梯度為衰減過程，使該圍護結構內、外表面具有溫差，利用溫差與熱流量之間的對應關系進行熱流量測定。
建筑物圍護結構的熱流量可通過在該圍護結構表面安裝平板狀熱流計測量，由于熱流計熱阻一般比被測圍護結構的熱阻小很多，當被測圍護結構背面貼上熱流計后，傳熱工況影響很少，可忽略不計。因而在穩定狀態下，流過熱流計的熱流量亦為被測圍護結構的熱流量。
圍護結構傳熱系數計算公式與誤差分析
圍護結構傳熱系數的定義為：在穩態傳熱條件下，圍護結構兩側空氣溫度差為1℃時，單位時間通過單位面積傳遞的熱量。單位為W/（m2·℃）。
根據定義，當傳熱處于穩態條件下時，通過圍護結構的熱流量應該與通過熱流計的熱流量相等。
結論
為了促進建筑節能工作的開展，本文對采用熱流計法現場實測圍護結構傳熱系數的準確性進行了研究與誤差分析。研究結果表明：
（1）當人為可實現較大溫差的一維傳熱過程時，采用熱流計法可得到較準確的傳熱系數測試結果，且可不受季節限制；
（2）測試結果處理時，應在傳熱過程基本達到熱穩定條件后，再進行數據采集與處理；
（3）建議采用日落后至日出前的數據來提高測量精度。
通過研究還發現，雖然熱流計法可對圍護結構傳熱系數進行較準確的現場實測，但要實現一維傳熱過程所需時間較長，這使節能建筑現場實測工作受到了限制。因此，為了推動建筑節能的開展，我們正在積極研究開發更新、更快和更準確的建筑節能現場檢測方法。

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