摘 要：本文依據(jù)JGJ/T 132-2009《居住建筑節(jié)能檢測標準》圍護結(jié)構(gòu)主體部位傳熱系數(shù)檢測方法以及GB/T 23483-2009《建筑物圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)及采暖供熱量檢測方法》關于圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)現(xiàn)場檢測的要求，通過對建筑圍護結(jié)構(gòu)墻體傳熱系數(shù)現(xiàn)場檢測方法、檢測設備部分裝置影響分析，并通過調(diào)研部分供應商相關設備、同類檢測設備現(xiàn)狀和使用經(jīng)驗，找出解決的部分設備關鍵技術重點。對我司在用檢測設備基礎上，提出進行技改建議，并在技改過程中實施，取得預期效果，滿足標準對相關指標現(xiàn)場檢測要求。

關鍵詞：建筑圍護結(jié)構(gòu)；傳熱系數(shù)；檢測裝置；環(huán)境模擬箱；熱流計

1 圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)現(xiàn)場檢測裝置改造必要性

建筑圍護結(jié)構(gòu)直接與大氣環(huán)境接觸，圍護結(jié)構(gòu)能耗是建筑使用能耗的重要組成部分。建筑物外墻傳熱面占整個建筑物外圍護結(jié)構(gòu)總面積的55%～65%，通過外墻傳熱所造成的能耗損失約占建筑外圍護結(jié)構(gòu)總能耗損失的45%～55%，外墻的傳熱性能是決定其保溫隔熱性能的重要因素。通過對國家實驗室以及廣州、深圳、東莞、清遠、中山、肇慶等建筑圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)現(xiàn)場檢測相關檢測設備考察及技術資料研究，發(fā)現(xiàn)有相當部分現(xiàn)場檢測手段、技術設備、精度指標仍未達到相關技術要求，因此需進行工藝更新和設備提升，以確保滿足現(xiàn)場檢測需要。

2擬進行技改檢測工藝設備重點介紹

目前，圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)現(xiàn)場檢測技術主要是熱流計法，其原理是通過測量圍護結(jié)構(gòu)墻體的熱流密度和內(nèi)外表面溫度差來計算傳熱系數(shù)。本次技改以標準相關內(nèi)容、機電設備的國家、行業(yè)標準為依據(jù)參照同類檢測設備的技術考察及使用經(jīng)驗進行。主要圍繞建筑圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)現(xiàn)場檢測，從檢測工藝原理、檢測設備、試件安裝要求及具體檢測方法等方面進行。技改主要涉及設備部分：環(huán)境模擬箱箱體、熱流計、溫度傳感器。檢測設備由室內(nèi)環(huán)境模擬箱、室外環(huán)境模擬箱、制冷設備、便攜式加熱風機、墻體構(gòu)件、室內(nèi)側(cè)空氣循環(huán)系統(tǒng)、室外側(cè)空氣循環(huán)系統(tǒng)、溫度控制傳感器及熱流計、溫度傳感器組成。設備利用空氣循環(huán)系統(tǒng)進行強迫對流，保證模擬箱內(nèi)空氣溫濕度均勻，應設計合理的氣流組織，氣流方向宜與試件表面平行。環(huán)境模擬試驗裝置可參考圖1。

（說明：1—室內(nèi)環(huán)境模擬箱；2—室外環(huán)境模擬箱；3—制冷設備；4—便攜式加熱風機；5—墻體構(gòu)件；6—室內(nèi)側(cè)空氣循環(huán)系統(tǒng)；7—室外側(cè)空氣循環(huán)系統(tǒng)；8—溫度控制傳感器；9—冷凝水排水口）

熱流計應直接安裝在受檢墻體的內(nèi)表面（即低溫側(cè)表面）上，且應與墻體表面完全接觸。每個試驗部位應至少布置4個熱流計。溫度傳感器應在受檢墻體兩側(cè)表面安裝。內(nèi)表面溫度傳感器應靠近熱流計安裝，外表面溫度傳感器宜在與熱流計相對應的位置安裝。熱流計和溫度傳感器的布點可參考圖2、圖3。

3擬解決的關鍵技術問題技改內(nèi)容

本項目根據(jù)相關檢測規(guī)范的要求，在調(diào)研各省市檢測單位圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)現(xiàn)場檢測的基礎上，結(jié)合我司在用檢測設備日常使用的基礎上，提出進行技改建議研究設計出新型的圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)現(xiàn)場檢測裝置，主要研究內(nèi)容有三個方面。

3.1移動平臺的設計研究

根據(jù)標準DB44/T 1700-2015《建筑墻體傳熱系數(shù)試驗規(guī)程》中條款6.3儀器設備要求，熱流計法用環(huán)境模擬箱的開口面積不應小于1.44 m2，環(huán)境箱進深不應小于220 mm，應能覆蓋全部的試驗熱流計。鑒于目前我司檢測設備均采用整體設計的方式，環(huán)境模擬箱尺寸長度為1300 mm，寬度為1300 mm，高度為500 mm，箱體外壁采用不透氣的保溫材料，內(nèi)表面采用不吸水、耐腐蝕的材料加上相關配件，箱體自重40Kg，設備體積大、質(zhì)量重，現(xiàn)場操作不方便，需要多個人力將檢測設備搬運到檢測點，費時費力，且環(huán)境模擬箱不能按現(xiàn)場環(huán)境調(diào)整，對于無法滿足設備安裝要求的場所，不能進行檢測，例如樓梯間高低梯級、內(nèi)墻面與外墻面存在高低差、地面存在高低差等現(xiàn)場復雜情況。

針對以上問題，本項目擬采用可移動式平臺的方式對裝置進行裝載。采用帶四組可帶鎖扣萬向輪的移動支撐架，將環(huán)境模擬箱、可伸縮支撐架、采集系統(tǒng)集合在可移動支撐架之上，增加試驗裝置的靈活性，實現(xiàn)檢測裝置的便捷性，便于外出檢測攜帶。移動可伸縮支撐架可以支撐環(huán)境模擬箱的重量，也可以安裝在箱體上長期使用，方便拆卸，框架的底部安裝可調(diào)節(jié)的支撐腳，可伸展長度1.0 m，以便在不同的地面條件下調(diào)整環(huán)境箱的水平度，針對不同種類地面都可以安裝使用。

3.2環(huán)境模擬箱密封部分設計研究

在進行建筑圍護結(jié)構(gòu)墻體傳熱系數(shù)現(xiàn)場檢測時，應在受檢墻體冷熱兩側(cè)或其中一側(cè)采用環(huán)境模擬箱，環(huán)境模擬箱具有較好的保溫隔熱性能而且能與墻體表面緊密吻合，采用加熱或制冷達到溫度平衡的方式建立室內(nèi)外溫度差。居住建筑冷熱溫差不宜小于10 K，公共建筑冷熱溫差不宜小于15K，且在檢測過程中的任何時刻，試件高溫側(cè)表面溫度均不得等于或低于試件低溫側(cè)表面溫度，試件高溫側(cè)表面溫度宜高于低溫側(cè)10/U（U為墻體傳熱系數(shù)值）以上，試驗持續(xù)時間不應少于96小時，受檢墻體內(nèi)外表面溫度應保持穩(wěn)定?，F(xiàn)我司檢測設備安裝方式，需要在受檢墻體打四組膨脹螺絲固定懸掛環(huán)境模擬箱，利用螺帽拉緊增加環(huán)境模擬箱與墻體的密封性，保證環(huán)境箱內(nèi)溫度均勻穩(wěn)定，減少設備邊緣熱損失及箱體熱損失對檢測數(shù)據(jù)產(chǎn)生的重大影響。但這樣的安裝方式必定會破壞檢測墻體，試驗完成后需要客戶后期修補。通過調(diào)研市場上部分供應商相關設備，一部分使用了支撐桿和真空吸附板，真空吸附板吸附地面利用真空泵通過地面外力推壓方式讓環(huán)境模擬箱緊貼墻體，雖然這種方式不用破壞受檢墻體，但利用支撐桿支撐使用真空吸盤只能應用在平整光滑的地面，對于粗糙表面無法牢靠吸附地面，隨著時間推移，設備容易移位，箱體不能有效緊貼墻面，產(chǎn)生間隙，增加設備邊緣熱損失及箱體熱損失，箱體內(nèi)溫度無法均勻穩(wěn)定。

本項目擬采用箱體配重、移動平臺支撐架自重裝置的方式來解決不破壞受檢墻體和增加密封性的問題。在箱體兩側(cè)分別安裝軸承，移動支撐架上部設計有向下45°滑動軌道，滑動軌道與支撐架構(gòu)成一個自重裝置，箱體安裝在本裝置滑動軌道上，利用環(huán)境模擬箱體自重重力，產(chǎn)生一個箱體向墻體的推壓力，緊密貼合墻體表面，增加密封性以保證環(huán)境模擬箱內(nèi)空氣溫度均勻，減少設備邊緣熱損失及箱體熱損失對數(shù)據(jù)的影響。環(huán)境模擬箱箱口需要安裝密封條，

3.3傳感器固定系統(tǒng)研究

圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)現(xiàn)場檢測技術主要是熱流計法，檢測時間需要至少96小時，熱流計應直接安裝在受檢墻體的表面上，且應與墻體表面完全接觸。每個試驗部位應至少布置4個熱流計。目前熱流計、溫度傳感器安裝在圍護結(jié)構(gòu)的表面上，通常做法是用膠帶將其粘貼在表面上，而在粗糙表面上，檢測時間長會導致粘貼不牢靠，傳感器與圍護結(jié)構(gòu)表面留有空氣間隙，影響測試結(jié)果，傳感器在測試過程中甚至會脫落，影響測試進度，膠帶也可能污染圍護結(jié)構(gòu)表面，甚至造成表面裝飾層脫落。因此，本項目利用氣動固定系統(tǒng)，根據(jù)傳感器與受檢墻面貼緊度來輸送恒定壓力，以期保障其檢測期間不從墻面脫落。氣動固定系統(tǒng)由空壓機、減壓閥、節(jié)流閥、手動換向閥、氣缸組等組成。需要壓縮空氣源分別提供壓力及流量，熱流計固定氣缸組需足夠的恒定10 N±5 N壓緊力，在檢測時讓熱流計穩(wěn)定貼緊墻面，且不超過它使用壓力。所需壓縮空氣系統(tǒng)按下面原理圖制作提供（圖4）。

（說明：1—壓縮機；2—貯氣罐；3—壓力表；4—手動球閥；5—過濾器；6—減壓閥；7—油霧器 ；8—節(jié)流閥；9—手動換向閥；10—壓緊氣缸組）

3.3.1設計結(jié)構(gòu)

關于安裝支架部分，設計一個安裝支架，其形狀和尺寸應與環(huán)境模擬箱和熱流計相匹配。在支架上設置安裝孔，用于固定氣缸。氣缸部分，選擇一個合適規(guī)格的氣缸，其推力和拉力應能夠滿足固定熱流計的要求。氣缸的行程應根據(jù)熱流計與墻體之間的距離進行選擇。將氣缸安裝在安裝支架上，通過螺栓或焊接固定。氣缸的活塞桿應朝向墻體方向。

關于電磁閥部分，選擇一個控制方式可以是手動電磁閥。電磁閥應能夠控制氣缸的進氣和排氣，實現(xiàn)氣缸的伸縮動作。將電磁閥安裝在附近的合適位置，通過氣體管路與氣缸連接。打開氣源，使氣缸的活塞桿伸出，推動安裝支架向墻體方向移動，從而將熱流計緊密地壓在墻體表面上。當需要拆卸熱流計時，通過電磁閥控制氣缸的排氣，使氣缸的活塞桿縮回，解除對安裝支架的推力，從而可以輕松地將熱流計從墻體表面上拆卸下來。

4結(jié)論

隨著建筑節(jié)能相關法規(guī)政策的發(fā)布和推行，節(jié)能型建筑正日益成為建筑行業(yè)的關注重點，也將是未來長期的發(fā)展趨勢。建筑外墻結(jié)構(gòu)在整個建筑能耗中占據(jù)著重要的比例。作為建筑外圍結(jié)構(gòu)的關鍵組成部分，墻體的節(jié)能是建筑設計中最重要的環(huán)節(jié)之一。本項目研究開發(fā)的圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)現(xiàn)場檢測裝置，可實現(xiàn)檢測過程不破壞現(xiàn)場墻體，適應各種不同環(huán)境安裝要求，減少設備邊緣熱損失及箱體熱損失對檢測數(shù)據(jù)產(chǎn)生重大影響。這就可確保檢測數(shù)據(jù)的準確性及可靠性，在用圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)現(xiàn)場檢測設備可通過相應系統(tǒng)技改提高檢測精度使檢測獲取的數(shù)據(jù)更加可信準確，能達到標準檢測精度要求，確保檢驗結(jié)論的準確性。今后希望與其他檢測機構(gòu)同行探討交流，共同進步，達到更好地理解和應用執(zhí)行相關標準目的。

參考文獻

[1]王海波，王立娟.圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的現(xiàn)場檢測裝置及實踐[J].建筑熱能通風空調(diào)，2018，37（8）：79-82，93．

[2]莊金迅，高超，張九紅.便攜式建筑圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)現(xiàn)場檢測儀的研制[J].實驗室研究與探索，2017，36（10）：80-83．

[3]羅振興.建筑圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)現(xiàn)場檢測方法的分析[J].住宅與房地產(chǎn)，2017，23（21）：155．