圍護(hù)結(jié)構(gòu)結(jié)露及最大允許傳熱系數(shù)

既有建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法研究 西安交通大學(xué)姚建波王灃浩王東洋孟祥兆王新軻 摘要：鑒于建筑節(jié)能現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試是目前我國(guó)建筑熱工與暖通空調(diào)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)、難題，本文介紹了建筑 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的幾種現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法，對(duì)其檢測(cè)依據(jù)、數(shù)據(jù)處理、影響因素提出分析，以期對(duì)這一問(wèn)題的解決 提供幫助。 關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能；傳熱系數(shù)；現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè) 1引言 隨著能源和環(huán)境形勢(shì)日益嚴(yán)峻，建筑節(jié)能將 是我國(guó)的一項(xiàng)長(zhǎng)期國(guó)策。傳熱系數(shù)是建筑熱工節(jié) 能設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)。建筑構(gòu)件（如門、窗等） 的傳熱系數(shù),可在實(shí)驗(yàn)室條件下對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。而 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)是在建造過(guò)程中形成的，其傳熱系 數(shù)需要現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)才能確定。通過(guò)檢測(cè)建筑的實(shí)際 傳熱性能,來(lái)判定建筑保溫隔熱系統(tǒng)的產(chǎn)品、技術(shù) 是否符合節(jié)能設(shè)計(jì)要求,以此來(lái)鑒定新系統(tǒng)的產(chǎn) 品、技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)等，同時(shí)對(duì)分析建筑物實(shí)際運(yùn) 行中的能耗狀況和施工過(guò)程的偏差也起著非常重

建筑節(jié)能現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試是目前我國(guó)建筑熱工與暖通空調(diào)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和難題,本文介紹了建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的幾種現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法,對(duì)其檢測(cè)依據(jù)、檢測(cè)特點(diǎn)等進(jìn)行了分析。環(huán)境因素對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)有重要的影響,通過(guò)試驗(yàn)對(duì)溫差、輻射和風(fēng)速等進(jìn)行了分析,以期對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)問(wèn)題的解決提供幫助。

建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的檢測(cè) 一適用范圍 適用于嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)設(shè)置集中采暖的居住建筑及節(jié)能技術(shù)措 施的節(jié)能效果檢驗(yàn)。 二引用標(biāo)準(zhǔn) jgj132-2001《采暖居住建筑節(jié)能檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》 三儀器設(shè)備 建筑熱工溫度熱流巡回檢測(cè)儀 四檢測(cè)條件 檢測(cè)期間室內(nèi)平均溫度應(yīng)保持基本穩(wěn)定，熱流計(jì)不得受陽(yáng)光直 射，圍護(hù)結(jié)構(gòu)被測(cè)區(qū)域的外表面宜避免雨雪侵襲和陽(yáng)光直射，檢測(cè)持 續(xù)時(shí)間不應(yīng)少于96h。 五建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)主體部位的傳熱系數(shù)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。 六試驗(yàn)步驟 1測(cè)點(diǎn)位置的確定 測(cè)量主體部位的傳熱系數(shù)時(shí)，測(cè)點(diǎn)位置不應(yīng)靠近熱橋，裂縫和有 河北xxxx技術(shù)有限公司 作業(yè)指導(dǎo)書 第1頁(yè)共4頁(yè) 第a版第0次修訂 主題：建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的檢測(cè)頒布日期：2005年12月01日 空氣滲漏的部位，不應(yīng)受加熱、制冷裝置和風(fēng)扇的直接影響。 2

隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能減排及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施,一種基于asa的新型建筑材料被引入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。以北京昌平某一采用該技術(shù)的生態(tài)節(jié)能示范房為研究對(duì)象,分別采用熱箱法和熱流計(jì)法進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱性能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明,基于asa的新型節(jié)能建筑具有較好的節(jié)能效果,其外墻傳熱系數(shù)平均測(cè)試結(jié)果為0.716w/(m2.k),傳熱系數(shù)平均測(cè)試結(jié)果比理論計(jì)算值高19%。

建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)檢測(cè)記錄 津資a-j 工程名稱1檢測(cè)單位 溫度傳感器熱流計(jì)核驗(yàn)合格證號(hào) 測(cè)量數(shù)據(jù) 時(shí)間 12345 檢測(cè)方法持續(xù)時(shí)間 熱流計(jì)核驗(yàn)合格證號(hào) 內(nèi)表面溫度 月日時(shí) 熱流密度 外表面溫度 內(nèi)表面溫度 月日時(shí) 熱流密度 外表面溫度 內(nèi)表面溫度 月日時(shí) 熱流密度 外表面溫度 內(nèi)表面溫度 月日時(shí) 熱流密度 外表面溫度 內(nèi)表面溫度 月日時(shí) 熱流密度 外表面溫度 內(nèi)表面溫度 月日時(shí) 熱流密度 外表面溫度 內(nèi)表面溫度 月日時(shí) 熱流密度 外表面溫度 內(nèi)表面溫度 月日時(shí) 熱流密度 外表面溫度 內(nèi)表面溫度 月日時(shí) 熱流密度 外表面溫度 計(jì)算: 結(jié)論： 審核人：記錄人： 資a-j8-4 5

1前言為了貫徹國(guó)家有關(guān)節(jié)約能源的法律、法規(guī)和政策,檢驗(yàn)采暖居住建筑的實(shí)際節(jié)能效果,我國(guó)于2001年出臺(tái)了建筑節(jié)能現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)《采暖居住建筑節(jié)能檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》(jgj132—2001),為建筑節(jié)能工作的最終把

既有建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法研究——鑒于建筑節(jié)能現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試是目前我國(guó)建筑熱工與暖通空調(diào)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)、難題，本文介紹了建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的幾種現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法，對(duì)其檢測(cè)依據(jù)、數(shù)據(jù)處理、影響因素提出分析，以期對(duì)這一問(wèn)題的解決提供幫助。

為了解既有建筑的熱工性能現(xiàn)狀,對(duì)夏熱冬冷地區(qū)既有建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的檢測(cè)方法進(jìn)行了研究,并取得了較好的效果:不同季節(jié)用熱流計(jì)法現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)墻體傳熱系數(shù)與理論計(jì)算值基本一致。

·42·　　2003年11期 1　前言 建筑節(jié)能現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)《采暖居住建筑節(jié)能檢 驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》(jgj131-2001)的發(fā)布實(shí)施，為建筑節(jié)能政 策的執(zhí)行提供了一個(gè)科學(xué)的依據(jù)，使得建筑節(jié)能由傳 統(tǒng)的間接計(jì)算、目測(cè)定性評(píng)判到現(xiàn)在的直接測(cè)量，這 項(xiàng)工作從此進(jìn)入了由定性到定量、由間接到直接、由 感性判斷到科學(xué)檢測(cè)的新時(shí)期，避免了原來(lái)感性檢測(cè) 帶來(lái)的各執(zhí)己理難以服眾的弊端，同時(shí)也使各方依據(jù) 科學(xué)的檢測(cè)方法和科學(xué)的檢測(cè)結(jié)果，完成工作時(shí)有章 可循，維護(hù)自己利益時(shí)有據(jù)可援。 但是該標(biāo)準(zhǔn)在執(zhí)行過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題。該標(biāo) 準(zhǔn)第4.4.7條規(guī)定，建筑節(jié)能現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)應(yīng)在采暖期進(jìn) 行，這給具體的檢測(cè)工作帶來(lái)諸多不便。眾所周知，建 筑工程一年中各個(gè)時(shí)期都有竣工的，不具有同一性， 那么在非采暖期竣工的工程就不能及時(shí)進(jìn)行檢驗(yàn)，按 規(guī)定也不能備案驗(yàn)收，而等到采暖期進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)收又 是不現(xiàn)實(shí)的。針對(duì)這種情況，我們對(duì)建筑熱工檢

以空調(diào)客車廂體結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,利用有限差分法分析了非穩(wěn)態(tài)情況下二維溫度場(chǎng)的分布,并計(jì)算鋼制骨架存在時(shí)的傳熱損失,與一維計(jì)算方法進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)空調(diào)客車熱橋的附加傳熱損失為50%左右,熱橋傳熱引起的附加冷熱損失不能忽略,一維計(jì)算方法存在較大的誤差.

以住宅的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、朝向和當(dāng)?shù)貧夂虻奶攸c(diǎn)為研究對(duì)象,選取南、北朝向不同窗墻比的圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳熱分析,建立了不同窗墻比的圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱模型,計(jì)算出南北朝向的逐時(shí)熱流密度值,并作為計(jì)算窗戶傳熱的邊界條件,利用fluent軟件對(duì)進(jìn)行數(shù)值模擬。模擬結(jié)果表明隨著窗墻比的增加,圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量迅速上升。

濕(moisture,包括氣態(tài)和液態(tài)水)是影響建筑外墻性能的決定因素,常規(guī)的建筑能耗計(jì)算或者圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱計(jì)算一般采用較粗略的經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行修正,為了研究濕對(duì)傳熱的影響,本文采用動(dòng)態(tài)濕熱耦合程序計(jì)算了不同的濕條件下對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱。理論計(jì)算選取典型氣候區(qū)適用的圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式,將每種圍護(hù)結(jié)構(gòu)置于不同的條件下進(jìn)行傳熱量計(jì)算并與常規(guī)狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比,歸納出建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱計(jì)算時(shí)不同濕條件所產(chǎn)生的效應(yīng),結(jié)論和總結(jié)可用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱計(jì)算時(shí)考慮使用環(huán)境影響的修正值。

既有建筑節(jié)能改造是降低建筑能耗的一個(gè)重要途徑.對(duì)既有建筑進(jìn)行改造,必須了解其圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能和能耗狀況,才能設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)合理的節(jié)能改造方案.現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)正是獲取這些數(shù)據(jù)的一種手段.本文對(duì)既有建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能基礎(chǔ)數(shù)據(jù)測(cè)定的一種方法——雙面熱流計(jì)法測(cè)定圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的方法作一介紹,為既有建筑節(jié)能改造基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集提供一種行之有效的方法.

通過(guò)對(duì)夏熱冬冷地區(qū)民用建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)在穩(wěn)定狀態(tài)下,蒸汽滲透及冷凝量的計(jì)算,提出了對(duì)空調(diào)建筑外墻外保溫系統(tǒng)需進(jìn)行結(jié)露驗(yàn)算的要求,為夏熱冬冷地區(qū)公共建筑外墻外保溫系統(tǒng)的合理構(gòu)造提供依據(jù)。

在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)傳熱條件下熱橋表面溫度和熱流強(qiáng)度的測(cè)試實(shí)驗(yàn),將實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別與二維穩(wěn)態(tài)傳熱模擬軟件ptda的模擬計(jì)算結(jié)果及我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的一維簡(jiǎn)化方法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明,ptda的模擬結(jié)果較精確,而現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中的簡(jiǎn)化方法的誤差較大,應(yīng)及時(shí)修訂。

為了快速準(zhǔn)確地計(jì)算建筑圍護(hù)中熱橋傳熱,提出了等效平板法。將熱橋傳熱分解為室外溫、鄰室溫、室溫3種邊界輸入主導(dǎo)的傳熱過(guò)程,用fourier方法分析了每種傳熱過(guò)程在邊界輸入按照正弦波規(guī)律變化的物理現(xiàn)象;得到了一維等效平板,并用于計(jì)算這幾種傳熱過(guò)程的傳熱量。在動(dòng)態(tài)邊界輸入條件下通過(guò)等效平板傳入室內(nèi)的熱流與通過(guò)熱橋傳入室內(nèi)的熱流吻合得很好,且計(jì)算速度遠(yuǎn)高于現(xiàn)有計(jì)算方法,可方便地集成到常規(guī)建筑能耗模擬程序中。

通過(guò)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱橋部位結(jié)露理論分析和計(jì)算,找出形成結(jié)露的原因,分析了結(jié)露后對(duì)人類生存環(huán)境所帶來(lái)的危害,并提出防治措施,旨在要求建設(shè)各方主體,在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等環(huán)節(jié)實(shí)施節(jié)能措施時(shí),對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱橋部位保溫處理的重要性應(yīng)有深刻的認(rèn)識(shí)。特別是在既有建筑節(jié)能改造時(shí),對(duì)熱橋部位更應(yīng)引起足夠的重視。

本文通過(guò)分析建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)結(jié)露現(xiàn)象的原因,闡述結(jié)露現(xiàn)象的預(yù)防重點(diǎn),并探討防止結(jié)露問(wèn)題的途徑。

寒冷地區(qū)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)露的解決措施

工程建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》送審稿（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)程》）審查會(huì)于2012年6月4日至5日在廣州召開(kāi)。會(huì)議由住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部建筑環(huán)境與節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)主持，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)定額研究所領(lǐng)導(dǎo)出席會(huì)議。廣州市建筑科學(xué)研究院有限公司等標(biāo)準(zhǔn)編制組成員代表參加會(huì)議。

辦公建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)型式影響能源消耗。針對(duì)外墻為干掛石材的辦公建筑墻體進(jìn)行熱工性能分析,建立圍護(hù)結(jié)構(gòu)與墻體的傳熱數(shù)學(xué)模型,采用有限差分法進(jìn)行仿真。通過(guò)監(jiān)測(cè)墻體溫度變化分析外圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入到室內(nèi)熱量情況,判定辦公建筑墻體圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能狀況。通過(guò)采取三次樣條插值環(huán)境溫度函數(shù)作為有限差分法的數(shù)據(jù),輸入傳熱數(shù)學(xué)模型,模擬墻體的傳熱性能,得出如下結(jié)論:干掛石材外墻的辦公建筑內(nèi)墻表面溫度在不同氣候環(huán)境下波動(dòng)不大,節(jié)能效果較好。

黃土高原的厚重型被覆圍護(hù)結(jié)構(gòu)建筑是一種獨(dú)特的居住建筑,圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過(guò)程是其室內(nèi)熱環(huán)境研究的關(guān)鍵。本文作者首次提出運(yùn)用有限元和有限差分結(jié)合,研究了厚重型被覆圍護(hù)結(jié)構(gòu)在動(dòng)態(tài)條件下的傳熱過(guò)程,并建立了厚重型被覆圍護(hù)結(jié)構(gòu)建筑室內(nèi)熱環(huán)境的動(dòng)態(tài)數(shù)值計(jì)算方程組。數(shù)學(xué)模型計(jì)算實(shí)例的計(jì)算結(jié)果與測(cè)試數(shù)據(jù)吻合較好,計(jì)算方法正確可行。