孫濤 王偉
摘 要 在目前我國(guó)建筑行業(yè)不斷發(fā)展的背景下,建筑節(jié)能成為了人們關(guān)注的焦點(diǎn),需要進(jìn)行合理的建筑節(jié)能檢測(cè),保證建筑節(jié)能施工技術(shù)效果。建筑節(jié)能檢測(cè)技術(shù)在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過程中存在著一些問題。本文目的是通過使用熱流測(cè)量設(shè)備創(chuàng)新測(cè)試流程,對(duì)檢測(cè)的技術(shù)方法不斷進(jìn)行優(yōu)化,以改進(jìn)目前建筑節(jié)能檢測(cè)過程中出現(xiàn)的問題,并針對(duì)建筑行業(yè)當(dāng)前的發(fā)展需求設(shè)計(jì)積極有效的解決方案。
關(guān)鍵詞 熱流計(jì)法 溫度傳感器 節(jié)能檢測(cè)
中圖分類號(hào):TU111 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0745(2021)09-0037-02
在目前的現(xiàn)場(chǎng)建筑能效測(cè)試中,一般使用熱箱法、熱流計(jì)法兩種主要的檢測(cè)方式,使用熱箱法,無法計(jì)算建筑工程中熱橋的比例,因此在參觀施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)不應(yīng)使用該技術(shù)。熱流計(jì)法成為了目前使用的最常用檢測(cè)技術(shù)。因此,為滿足節(jié)能試驗(yàn)的要求,應(yīng)分析建筑技術(shù)中的圍護(hù)結(jié)構(gòu),特別是建筑的傳熱結(jié)構(gòu),這對(duì)于保證建筑工程的節(jié)能性能具有重要的作用。
1 建筑節(jié)能常用檢測(cè)分析
常見的檢測(cè)內(nèi)容包括導(dǎo)熱系數(shù)檢測(cè)、密度檢測(cè)、抗壓強(qiáng)度檢測(cè)、黏結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)、腐蝕性能檢測(cè)、力學(xué)性能檢測(cè)等。本文針對(duì)建筑保溫材料樣品調(diào)節(jié)狀態(tài)、導(dǎo)熱系數(shù)、材料密度檢測(cè)方法進(jìn)行研究。
1.1 樣品調(diào)節(jié)狀態(tài)檢測(cè)
進(jìn)行保溫材料樣品調(diào)節(jié)狀態(tài)檢測(cè)時(shí),應(yīng)采用適宜的操作技術(shù),保障其樣品濕度、溫度達(dá)標(biāo),將樣品放在適宜的環(huán)境下,能夠使溫度、濕度保持平衡。完成保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定工作后,應(yīng)將保溫材料樣品放在烤箱中進(jìn)行調(diào)節(jié),保持通風(fēng)和干燥,確保材料樣品達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。
1.2 導(dǎo)熱系數(shù)檢測(cè)
導(dǎo)熱系數(shù)是影響建筑保溫材料性能的重要因素之一。兩側(cè)溫度有所相差時(shí)單位面積內(nèi)所傳遞的熱量。常見的保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)檢測(cè)設(shè)備是雙試件平板導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀。保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)越來越高時(shí),保溫功能便會(huì)越來越低,兩者之間成反比。實(shí)施保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定工作時(shí),需要進(jìn)行重復(fù)性檢測(cè),根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析,從溫度、密度、化學(xué)成分等方面對(duì)保溫材料進(jìn)行分析,以判斷其保溫功能是否滿足于施工需求,保障熱工計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。
1.3 材料密度檢測(cè)
材料密度檢測(cè)是建筑節(jié)能保溫材料檢測(cè)工作中的重要組成部分,其需要根據(jù)不同保溫材料的類型,實(shí)施有效的密度檢測(cè)工作。一般情況下,建筑保溫材料中存在加大氣孔,實(shí)施密度檢測(cè)時(shí)需要了解保溫材料加大氣孔密度是否達(dá)標(biāo)。與固相導(dǎo)熱系數(shù)相比,氣相導(dǎo)熱系數(shù)更小,保溫材料的氣孔率較大,密度較小。為了降低保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù),可采取兩種方式,即增大材料氣孔率和降低材料表觀密度。絕熱材料在導(dǎo)熱過程中受輻射的影響形成輻射換熱,絕熱材料密度小于一定數(shù)值后,導(dǎo)熱系數(shù)減小,但最終的減小值小于輻射換熱的增大值,難以起到良好的保溫效果。
2 熱流計(jì)法概念分析
2.1 建筑節(jié)能測(cè)試
在建筑行業(yè),建筑節(jié)能測(cè)試主要是基于對(duì)整個(gè)建筑周期能耗的合理規(guī)劃,建筑節(jié)能工程主要是通過大量使用節(jié)能技術(shù)、設(shè)備和建筑材料來降低能耗,并通過建筑節(jié)能記錄技術(shù)的使用來達(dá)到施工效果。
2.2 熱流計(jì)法
2.2.1 熱流計(jì)法概述
熱流計(jì)法主要是利用熱流計(jì)、熱敏電阻等裝置在施工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量熱流和相關(guān)測(cè)量部位的內(nèi)外溫差,再通過專用軟件計(jì)算傳熱系數(shù)。根據(jù)這個(gè)過程,分析建筑在節(jié)能方面是否能夠滿足設(shè)計(jì)與施工標(biāo)準(zhǔn)。
2.2.2 熱流計(jì)法原理
在熱流計(jì)法中,檢測(cè)熱流進(jìn)入的部分,并根據(jù)現(xiàn)象降低熱流后的溫度,但由于存在內(nèi)外出現(xiàn)的溫差問題,會(huì)出現(xiàn)因?qū)嵯禂?shù)有些偏差計(jì)算即可完成。在正常情況下,熱流計(jì)測(cè)得的熱量可以用來測(cè)量結(jié)構(gòu)的總熱流[1]。
3 熱流計(jì)法在建筑節(jié)能檢測(cè)中存在的問題
3.1 熱慣性對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響
通過分析建筑工程的施工狀況,在測(cè)試結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)時(shí)可以科學(xué)地分析熱慣性,通過外界溫度和熱流的變化來改善結(jié)構(gòu)的影響。此外,審計(jì)人員在分析不同的包絡(luò)和不同的熱慣性時(shí),應(yīng)了解熱慣性與待測(cè)時(shí)間的關(guān)系,可以改進(jìn)周期性變化,應(yīng)考慮熱慣性對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響。具體效果如下:(1)為實(shí)現(xiàn)熱流計(jì)法在箱體結(jié)構(gòu)內(nèi)表面安裝中的有效應(yīng)用,試驗(yàn)方法的確定可避免壁式蓄熱器的影響關(guān)于測(cè)試結(jié)果;(2)試驗(yàn)中,當(dāng)熱慣性較大時(shí),應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)循環(huán)穩(wěn)定性試驗(yàn),減少發(fā)生熱慣性誤差;(3)在熱流中采用計(jì)算方法時(shí),應(yīng)選擇外界溫差波動(dòng)小的環(huán)境,以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的有效檢測(cè)[2]。
3.2 熱量表熱阻對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響
檢測(cè)外結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)率時(shí),應(yīng)在墻面安裝雙面熱流計(jì),如果接觸面積大于實(shí)際接觸面積,接觸熱阻會(huì)逐漸增加。應(yīng)根據(jù)實(shí)際熱阻計(jì)算壁面、接觸面積和雙面熱流計(jì)的熱阻,否則會(huì)造成測(cè)試結(jié)果的誤差。因此,在測(cè)試建筑物的能源性能時(shí),為避免出現(xiàn)此問題,應(yīng)考慮以下幾點(diǎn):(1)采用直列法固定,并確保與房屋結(jié)構(gòu)平行;(2)在熱流計(jì)中的性能在外貼的情況下,要減少外界影響的因素,并在雙面熱流計(jì)周圍用石膏涂抹一個(gè)輕微的坡度。
3.3 引起測(cè)量誤差的問題
對(duì)于結(jié)構(gòu)測(cè)量,部分結(jié)構(gòu)測(cè)量存在誤差。(1)制造的探頭精度較差。選擇熱電偶和電堆時(shí),生產(chǎn)不規(guī)范,使用不當(dāng),增加了測(cè)量誤差;(2)熱電偶大批量生產(chǎn)時(shí),將熱電偶一一放置在壁內(nèi)外兩側(cè);(3)在使用單樣品熱流計(jì)熱導(dǎo)儀時(shí),在使用該類設(shè)備出現(xiàn)附近誤差等現(xiàn)象時(shí),需要確定單樣品熱流儀的熱導(dǎo)儀內(nèi)部和內(nèi)結(jié)構(gòu)(4)熱流計(jì)電阻的使用影響熱流測(cè)量。(5)測(cè)量過程中,當(dāng)外界溫度和陽光發(fā)生變化時(shí)。因此,在檢測(cè)誤差時(shí),熱流量計(jì)的程序設(shè)置應(yīng)使其自身的熱阻減小,并應(yīng)選擇更薄、更大的導(dǎo)熱材料,以避免測(cè)量誤差[3]。
4 熱流計(jì)法在建筑節(jié)能檢測(cè)中的應(yīng)用
4.1 明確選房標(biāo)準(zhǔn)
在使用熱流計(jì)法時(shí),通過現(xiàn)場(chǎng)記錄概念的選擇,應(yīng)在被測(cè)墻體或主體結(jié)構(gòu)干燥后完成現(xiàn)場(chǎng)檢查。測(cè)試墻的長(zhǎng)度和寬度應(yīng)盡可能大,以提高房屋測(cè)試的有效性。但需要注意的是,在較大的房間里,房間的溫度不容易調(diào)節(jié),所以在記錄房墻的寬度和長(zhǎng)度時(shí),厚度應(yīng)設(shè)置為墻厚的8倍[4]。
4.2 建筑權(quán)限部分的選擇
通過分析建筑物的熱耗指標(biāo),分析圍護(hù)結(jié)構(gòu)、傳熱系數(shù)和傳熱面積,按建筑屋面、外墻、地下室傳熱計(jì)算要求,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)建筑能效校核的測(cè)量可以提高非熱橋或地下室屋頂?shù)臋z查效率,實(shí)現(xiàn)建筑物檢查零件的科學(xué)選擇。
4.3 測(cè)點(diǎn)位置的選擇
在選擇測(cè)點(diǎn)位置時(shí),盡可能選擇檢測(cè)的中心部位,例如檢測(cè)復(fù)雜結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)根據(jù)不同部位設(shè)置檢測(cè)系數(shù),然后計(jì)算加權(quán)平均,盡量避免陽光直射。
4.4 熱量表和溫度傳感器的安裝
結(jié)合建筑節(jié)能測(cè)試的特性,熱流量計(jì)應(yīng)直接安裝在被測(cè)房屋建筑的內(nèi)表面。可采用導(dǎo)熱硅樹脂貼法,避開熱流層和壁縫。此外,應(yīng)安裝在被測(cè)外結(jié)構(gòu)的兩側(cè)。測(cè)量室內(nèi)溫度時(shí),溫度傳感器應(yīng)安裝在距離房間中心1.60m處,以保證室內(nèi)溫度的準(zhǔn)確性。
4.5 房間邊界的檢測(cè)
在建筑物的熱力試驗(yàn)中,如果墻體的蓄熱系數(shù)大,則建筑物結(jié)構(gòu)表面的溫度響應(yīng)慢。室內(nèi)密閉性測(cè)試時(shí),室內(nèi)溫度隨著室外冷暖空氣穿透室內(nèi),熱表與墻體兩側(cè)的溫差逐漸增大,測(cè)量值也隨之增大。為避免試驗(yàn)過程中室內(nèi)與外界空氣發(fā)生熱交換,室內(nèi)應(yīng)保持密閉。而在目前的房屋建設(shè)中,檢查房屋時(shí)并沒有內(nèi)置門,可以保證房間的完全密封。房間氣密性測(cè)試還應(yīng)確保室內(nèi)空調(diào)出風(fēng)口和室外窗戶是關(guān)閉的,如果發(fā)現(xiàn)泄漏,可用膠帶密封房間,以提高房間密封的整體效率。
4.6 電源安全選擇
應(yīng)用熱流計(jì)法應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注電源安全選擇,以提高電力線路檢測(cè)和安裝的整體效率。電源安全檢測(cè)應(yīng)做到以下幾點(diǎn):
(1)選擇電源時(shí),應(yīng)接上臨時(shí)電線,以保證設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性,如果電壓不穩(wěn)定,對(duì)設(shè)備和人員存在隱患。(2)使用穩(wěn)壓器時(shí),應(yīng)將溫度傳感器值設(shè)置為常溫值,若裝置有漏電現(xiàn)象,需接上溫度傳感器線,并附上屋頂防雷帶。(3)試驗(yàn)和檢驗(yàn)時(shí),應(yīng)連接屋頂和墻壁溫度傳感器,打開檢測(cè)儀的開關(guān)后,應(yīng)調(diào)整溫度和熱流參數(shù)使其有效。傳感器數(shù)據(jù)測(cè)試[5]。
4.7 合理確定測(cè)量時(shí)間
建筑能效測(cè)試應(yīng)在墻體蓄熱穩(wěn)定后進(jìn)行正式測(cè)試,測(cè)試需要采用累積測(cè)試方法,即每15分鐘自動(dòng)記錄一次數(shù)據(jù)。另外,檢查輕型維修結(jié)構(gòu)時(shí),單位面積比熱容應(yīng)小于20kJ/(kg·K),連續(xù)4次夜間試驗(yàn)后,必須檢查相鄰計(jì)算結(jié)果的差異≤5%,方可以確保檢測(cè)的準(zhǔn)確性。重維護(hù)結(jié)構(gòu)檢查時(shí),單位面積比熱容應(yīng)控制在≥20kJ/(kg·K)范圍內(nèi)。需要注意的是,在檢查測(cè)量時(shí)間時(shí),應(yīng)做到以下幾點(diǎn):(1)計(jì)算特定熱阻R值時(shí),計(jì)算值與前24小時(shí)之差必須在≤5的范圍內(nèi)控制;(2)測(cè)試周期第一天和最后一天的R值誤差一般控制在≤5%的范圍內(nèi),最終讓試驗(yàn)結(jié)果能夠滿足規(guī)范要求。
5 結(jié)論
為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)建筑節(jié)能的準(zhǔn)確性,應(yīng)以建設(shè)項(xiàng)目的建設(shè)為重點(diǎn),積極推動(dòng)熱流計(jì)法建筑節(jié)能指南和標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施,以促進(jìn)建筑節(jié)能,確保建筑施工的經(jīng)濟(jì)效益。在檢測(cè)建筑物的能效時(shí),利用熱流計(jì)法可以結(jié)合建設(shè)工程的特點(diǎn),設(shè)計(jì)建筑檢測(cè)方案,提高結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)測(cè)量和結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)檢測(cè)的準(zhǔn)確性,現(xiàn)行建筑節(jié)能試驗(yàn)中的結(jié)構(gòu)作為參考。
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