建筑節能維護結構傳熱系數檢測結果的探討

張云清

摘 要：圍護結構熱工性能對于建筑節能意義重大，對工程進行圍護結構傳熱系數現場檢測，是驗證建筑物節能效果的有效手段之一。通過熱計流法檢測維護結構傳熱系數，探討檢測結果與設計值之間的關系，對工程實際檢測將具有重要的指導意義。

關鍵詞：現場檢測，維護結構傳熱系數，熱流計法

1檢測結果的現狀

我單位于2008年開展建筑節能維護結構傳熱系數的檢測，根據歷年來檢測報告的結果來看，維護結構傳熱系數檢測值大于設計值，并且超出了設計值的1.2倍，而根據《陜西省建筑節能工程施工質量驗收規程》中規定：“建筑物維護結構主體部位的傳熱系數不應大于設計值的1.2倍”，因此造成施工中按照設計施工，檢測結果卻不符合設計要求的情況普遍存在。針對這種情況，我們探討存在問題的原因并能夠找出實際檢測的傳熱系數與其理論的（設計的）傳熱系數存在的聯系，則對工程實際檢測將具有重要的指導意義。

2檢測結果大于設計值的原因分析

2.1 檢測方法

根據《居住建筑節能檢測標準》（JGJ/T 132-2009）和《公共建筑節能檢測標準》（JGJ/T 177-2009）的有關規定，對已建成的建筑物外圍護結構傳熱系數，進行檢測，圍護結構傳熱系數現場檢測宜采用熱流計法。該方法是國家檢測標準的首選方法，在國際上也是公認的方法，因此我們把熱流計法作為首選方法。

使用熱計流法在現場熱工性能檢測中主要注意以下幾點：

（1）測試位置的選擇，應選擇有代表性的位置進行檢測，選擇的頂層測試位置（測試間）最好能兼顧墻體和屋面的熱阻測試。測點位置應選擇能代表所測構件的位置，不應靠近門窗、熱橋、裂縫和有空氣滲漏的部位，不應受加熱和制冷電器的直接影響。

（2）溫度傳感器在受檢維護結構兩側表面安裝。內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熱流計相對應的位置安裝。表面溫度傳感器連同0.1 m長引線應與被測表面緊密接觸，以真實反映被測表面的溫度，傳感器表面的輻射系數與被測構件表面的輻射系數基木相同。

（3）注意陽光及環境輻射、熱流計表面空氣波動的影響。熱流計不得受陽光直射，圍護結構被測區域的外表面宜避免雨雪侵襲和陽光直射。

2.2檢測條件

按照標準要求，工程竣工12個月后才能進行維護結構傳熱系數檢測，檢測時間宜選在最冷月，且應避開氣溫劇烈變化的天氣。對設置采暖系統的地區，冬季檢測應在采暖系統正常運行后進行；對未設置采暖系統的地區，應在認為適當地提高室內溫度后進行檢測。在其它季節，可采取任工加熱或制冷的方式建立室內外溫差。現在的工程在竣工后，都不能滿足檢測時間的條件，迫于交房壓力，檢測時間都不能達到竣工12個月之后，因此，存在檢測結果大于設計值的現象。

2.3工程實際做法

在檢測的一部分工程中，工程保溫做法改變原設計內容，保溫材料的選擇和保溫材料的參數沒有達到設計要求，因此這些工程維護結構傳熱系數檢測結果肯定不符合設計值，這些工程不做討論。

現針對建筑維護結構完全按照設計施工的情況進行討論。

2.4維護結構傳熱系數的設計值

在設計時，對外圍護結構傳熱系數，標準規定是考慮熱橋后的平均值，而實際檢測則選擇的是建筑典型外墻面檢測，并沒有考慮平均傳熱系數，因此也有一定差異。

圍護結構傳熱系數計算公式為：

式中，R --圍護結構傳熱阻，㎡·K·W-1；δi--圍護結構i的厚度，m；λi--圍護結構i的導熱系數，W·m-1·K-1。

圍護結構干狀綜合傳熱系數即理論綜合傳熱系數，記作Kl，考慮到圍護結構總傳熱熱阻包括內外表面換熱熱阻和各材料熱阻，故其計算公式為：

式中，Rn為圍護結構內表面換熱阻，Rn=0.11㎡·K·W-1；Rw為圍護結構外表面換熱阻，Rw=0.04㎡·K·W-1；其他參數同上。

實驗綜合傳熱系數記作Ks，考慮到圍護結構總傳熱熱阻包括內外表面換熱熱阻和各材料熱阻，故用算術平均法計算Ks的方法見公式：

式中，Rn—圍護結構內表面換熱阻，Rn=0.11m2·K·W-1；Rw—圍護結構外表面換熱阻，Rw=0.04m2·K·W-1； —測點內表面某時刻的溫度，℃；

—測點外表面某時刻的溫度，℃；qi—測點內表面某時刻的熱流密度，W·m-2。

2.5材料導熱系數

材料的導熱系數是指在穩定傳熱條件下，1m厚的材料在兩側表面溫差為1K時，1秒內通過1平方米面積傳遞的熱量，單位為W/m·K。在設計中材料導熱系數的取值應該是針對干狀的。保溫材料的導熱系數與材料的密度和濕度有關，而在實際施工中，建筑節能工程施工完成后，保溫材料有一個吸濕過程，導致保溫材料的導熱系數偏離設計值，而建筑圍護結構材料一般為多孔介質，在施工中會吸入水分，或因為潮濕的空氣環境也會吸入水汽。由于在材料孔隙中含有氣（汽）和水，在圍護結構傳熱過程中伴有流體擴散、相變等，引起傳熱傳質的復雜性，因此不同的含水率會反映出不同的傳熱能力。因此維護結構材料的導熱系數理論值與實際竣工后的實際測量值有一定偏差，導致維護結構傳熱系數的檢測值呈現波動狀況。而根據這些情況，我單位委托長安大學對檢測結果隨竣工時間之間的聯系進行了研究，研究表明，建筑建成初期的一定的時間內，含濕量在升高，在竣工后50天左右達到最高，然后下降，在100天左右其下降開始趨于平穩。在建筑建成初期，其外層保溫材料有一個吸濕過程，這個過程持續近50左右天，由于這個過程很短，很難通過多個實驗次數得到這期間的傳熱系數的變化規律，因此檢測時間應避開竣工50天之內。我單位實際情況是在竣工后委托單位委托后，到進現場檢測時間超過50天周期。

3結語

維護結構傳熱系數現場檢測受各方面條件的影響，在檢測時間不能滿足檢測標準要求的情況下，通過檢測結果和研究，我們應盡可能使檢測結果接近設計值：

3.1在實際檢測中應選擇在北墻上進行，另外屋頂測點局部要做遮陽處理，且應選擇在室外溫度相對較低的季節進行。

3.2在建筑建成初期，其圍護結構外層保溫材料有一個吸濕過程，這個過程在竣工后將持續近50天左右天達到最大值。檢測時間應該盡量避開這段時間。

3.3圍護結構實驗綜合傳熱系數隨時間線性減小。