現(xiàn)有圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)現(xiàn)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(gòu)件的熱流值和表面溫度，通過計算得出其熱阻和傳熱系數(shù)。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(nèi)外表面布置熱電偶，通過導(dǎo)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(shù)據(jù)處理，可打印出熱流值及溫度讀數(shù)。當(dāng)傳熱過程穩(wěn)定后，開始計量。為使測試結(jié)果準(zhǔn)確，測試時應(yīng)在連續(xù)采暖（人為制造室內(nèi)外溫差亦可）穩(wěn)定至少7d的房間中進行。
一般來講，室內(nèi)外溫差愈大（要求必須大于20℃），其測量誤差相對愈小，所得結(jié)果亦較為，其缺點是受季節(jié)限制。該方法是目前國內(nèi)外常用的現(xiàn)場測試方法，標(biāo)準(zhǔn)和美國ASTM標(biāo)準(zhǔn)都對熱流計法作了較為詳細(xì)的規(guī)定。
1.2 熱箱法[4]
熱箱法是測定熱箱內(nèi)電加熱器所發(fā)出的全部通過圍護結(jié)構(gòu)的熱量及圍護結(jié)構(gòu)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(huán)境，被測部位的內(nèi)側(cè)用熱箱模擬采暖建筑室內(nèi)條件并使熱箱內(nèi)和室內(nèi)空氣溫度保持一致，另一側(cè)為室外自然條件，維持熱箱內(nèi)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(nèi)向室外傳遞，當(dāng)熱箱內(nèi)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(jīng)計算得到被測部位的傳熱系數(shù)。
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(nèi)溫度大于室外zui高溫度8℃以上就可以測試。據(jù)業(yè)內(nèi)技術(shù)專家通過交流認(rèn)為：該方法在國內(nèi)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(fā)現(xiàn)有關(guān)熱箱法的標(biāo)準(zhǔn)或國內(nèi)機構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)。
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(jié)構(gòu)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(gòu)造，用于在分析檢測結(jié)果時作對比參考，因此只能定性分析而不能量化指標(biāo)。
通過以上幾種檢測方法的分析比較，筆者認(rèn)為，熱流計法是目前國內(nèi)外較為成熟的檢測方法，且已得到普遍應(yīng)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(xiàn)場檢測被測圍護結(jié)構(gòu)的熱流量和其內(nèi)、外表面溫度，通過數(shù)據(jù)處理計算出該圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，從而判定建筑物是否達到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求。
當(dāng)熱流通過建筑物圍護結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)內(nèi)、外表面具有溫差，利用溫差與熱流量之間的對應(yīng)關(guān)系進行熱流量測定。
建筑物圍護結(jié)構(gòu)的熱流量可通過在該圍護結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的熱阻小很多，當(dāng)被測圍護結(jié)構(gòu)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(wěn)定狀態(tài)下，流過熱流計的熱流量亦為被測圍護結(jié)構(gòu)的熱流量。
圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)計算公式與誤差分析
圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的定義為：在穩(wěn)態(tài)傳熱條件下，圍護結(jié)構(gòu)兩側(cè)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(jù)定義，當(dāng)傳熱處于穩(wěn)態(tài)條件下時，通過圍護結(jié)構(gòu)的熱流量應(yīng)該與通過熱流計的熱流量相等。
結(jié)論
為了促進建筑節(jié)能工作的開展，本文對采用熱流計法現(xiàn)場實測圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的準(zhǔn)確性進行了研究與誤差分析。研究結(jié)果表明：
（1）當(dāng)人為可實現(xiàn)較大溫差的一維傳熱過程時，采用熱流計法可得到較準(zhǔn)確的傳熱系數(shù)測試結(jié)果，且可不受季節(jié)限制；
（2）測試結(jié)果處理時，應(yīng)在傳熱過程基本達到熱穩(wěn)定條件后，再進行數(shù)據(jù)采集與處理；
（3）建議采用日落后至日出前的數(shù)據(jù)來提高測量精度。
通過研究還發(fā)現(xiàn)，雖然熱流計法可對圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)進行較準(zhǔn)確的現(xiàn)場實測，但要實現(xiàn)一維傳熱過程所需時間較長，這使節(jié)能建筑現(xiàn)場實測工作受到了限制。因此，為了推動建筑節(jié)能的開展，我們正在積極研究開發(fā)更新、更快和更準(zhǔn)確的建筑節(jié)能現(xiàn)場檢測方法。
