【摘 要】為改善居住建筑室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量，提高人民居住水平，提高采暖、空調(diào)能源利用效率，貫徹執(zhí)行國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，2001年《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》頒布實(shí)施。該標(biāo)準(zhǔn)在提出節(jié)能50%的同時(shí)，對(duì)建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能也進(jìn)行了相應(yīng)規(guī)定。建筑的施工質(zhì)量非常關(guān)鍵，因此《節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)》在設(shè)計(jì)階段保證了建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能達(dá)到目標(biāo)要求，建造完后的節(jié)能要求也應(yīng)考慮在內(nèi)。而國(guó)內(nèi)外評(píng)價(jià)建筑節(jié)能是否達(dá)標(biāo)，大多采用建筑熱工法現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。

【關(guān)鍵詞】圍護(hù)結(jié)構(gòu)；傳熱系數(shù)；傳熱阻；試驗(yàn)方法及誤差分析；樣本抽樣及判定

（一）專(zhuān)業(yè)名詞

1、圍護(hù)結(jié)構(gòu)： 建筑物及房間各面的圍擋物。分透明和不透明兩部分：不透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)有墻、屋頂和樓板等；透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)有窗戶(hù)、天窗和陽(yáng)臺(tái)門(mén)等。按是否同室外空氣直接接觸，又可分外圍護(hù)結(jié)構(gòu)（如外墻、屋面、外門(mén)、外窗等）和內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)（如隔墻、樓板、內(nèi)門(mén)、內(nèi)窗等）。

2、圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)是表征圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量大小的一個(gè)物理量，是圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能的評(píng)

價(jià)指標(biāo)，也是隔熱性能的指標(biāo)之一，因此圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)顯得尤為重要。

3、圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱阻

圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱阻是指圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱過(guò)程中熱流沿途所受到的熱阻之和（熱阻是指在穩(wěn)定狀態(tài)下，與熱流方向垂直的物體兩表面溫度差除以熱流密度），它主要包括兩部分內(nèi)容：一部分是表面換熱阻，另一部分是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱阻。表面換熱阻分為內(nèi)表面換熱阻和外表面換熱阻。圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱阻按下式計(jì)算：Ro Ri R Re 式中：Ri——內(nèi)表面換熱阻，取0.11（m2?K/W）；Re ——外表面換熱阻，取0.04 （m2?K/W）；R ——圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱阻（m2?K/W）。圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱阻的計(jì)算：

單層結(jié)構(gòu)熱阻：R = δ/λ 式中：δ——材料厚度（m）；λ——材料導(dǎo)熱系數(shù)（W/m?K）。

多層結(jié)構(gòu)熱阻：R = R1 + R2 +….+ Rn = δ1/λ1+ δ2/λ2+ …… + δn/λn

式中 R1、R2¨¨¨Rn——各層材料的熱阻（m2?K/W）；

δ1、δ2¨¨¨ δn——各層材料的厚度（m）；

λ1、λ2¨¨¨λn——各層材料的導(dǎo)熱系數(shù)（W/m?K）。

4、圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)表示：K0 1/ R 式中：R0 ——圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱阻（m2?K/W）。

（二）試驗(yàn)方法

a、熱流計(jì)法

指用熱流計(jì)進(jìn)行熱阻測(cè)量并計(jì)算傳熱阻或傳熱系數(shù)的測(cè)量方法。熱流計(jì)是建筑能耗測(cè)定中常用儀表，該方法是按穩(wěn)態(tài)傳熱原理設(shè)計(jì)的測(cè)試方法，采用熱流計(jì)及溫度傳感器測(cè)量通過(guò)構(gòu)件的熱量和表面溫度，通過(guò)計(jì)算即可求得建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱阻和傳熱系數(shù)。當(dāng)熱流通過(guò)建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，由于其熱阻存在，在圍護(hù)結(jié)構(gòu)厚度方向的溫度梯度為衰減過(guò)程，使該圍護(hù)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(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行熱流量測(cè)定。

b、熱箱法

指用標(biāo)定防護(hù)箱對(duì)構(gòu)件進(jìn)行熱阻和傳熱系數(shù)的測(cè)量方法。該方法是測(cè)定熱箱內(nèi)電加熱器所發(fā)出的全部通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱量及圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷熱表面溫度。其檢測(cè)原理為：用人工制造一個(gè)一維傳熱環(huán)境，被測(cè)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，這樣被測(cè)部位的熱流總是從室內(nèi)向室外傳遞；當(dāng)熱箱內(nèi)加熱量與被測(cè)部位的傳遞熱量達(dá)平衡時(shí)，通過(guò)測(cè)量熱箱的加熱量得到被測(cè)部位的傳熱量，經(jīng)計(jì)算得到被測(cè)部位的傳熱系數(shù)。

該方法的主要特點(diǎn)：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(duì)濕度在60%以下，熱箱內(nèi)溫度大于室外最高溫度8℃以上就可以測(cè)試。該方法目前尚屬研究階段。

c、紅外熱像儀法

紅外熱像圖像法可精確計(jì)算出建筑熱工檢測(cè)中所需要的重要數(shù)據(jù)，通過(guò)攝像儀可遠(yuǎn)距離測(cè)定建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工缺陷，測(cè)得的各種熱像圖可表征有熱工缺陷和無(wú)熱工缺陷的各種建筑物構(gòu)造。該方法在分析檢測(cè)結(jié)果時(shí)可用作對(duì)比參考，目前仍在完善中。

d、動(dòng)態(tài)測(cè)試方法

動(dòng)態(tài)測(cè)試方法是采用熱流計(jì)法，通過(guò)熱力學(xué)方程考慮測(cè)試期間溫度及熱流的較大變化幅度，對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析計(jì)算的方法。

以上幾種檢測(cè)方法中，熱流計(jì)法具有穩(wěn)定、易操作、精度高、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，是目前國(guó)內(nèi)外常用的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 9869《建筑構(gòu)件熱阻和傳熱系數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量》、美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTM C 1046 《建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件熱流和溫度的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量》和ASTM C 1155 《由現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)確定建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件熱阻》都對(duì)熱流計(jì)法做了詳細(xì)規(guī)定，被各界各國(guó)所接受；熱箱法在國(guó)內(nèi)尚屬研究階段，其局限性主要是無(wú)法測(cè)試熱橋部位；而紅外熱像儀法只能定性分析，難于量化。

（三）試驗(yàn)步驟

檢測(cè)時(shí)間宜選在最冷月且應(yīng)避開(kāi)氣溫劇烈變化的天氣。在設(shè)置集中采暖或分散采暖系統(tǒng)的地區(qū)，冬季檢測(cè)應(yīng)在采暖系統(tǒng)正常運(yùn)行后進(jìn)行；在無(wú)采暖系統(tǒng)的地區(qū)，冬季應(yīng)采用電暖氣人為提高室內(nèi)溫度后進(jìn)行檢測(cè)。其他季節(jié)可采取人工加熱或制冷的方式建立室內(nèi)外溫差。圍護(hù)結(jié)構(gòu)高溫側(cè)表面溫度宜高于低溫側(cè)10/K℃（K為圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的數(shù)值）以上并且不低于10℃；在檢測(cè)過(guò)程中的任何時(shí)刻均不得等于或低于低溫側(cè)表面溫度。檢測(cè)持續(xù)時(shí)間不應(yīng)少于96h。檢測(cè)期間，室內(nèi)空氣溫度應(yīng)保持基本穩(wěn)定，被測(cè)區(qū)域外表面宜避免雨雪侵襲和陽(yáng)光直射。《民用建筑節(jié)能工程現(xiàn)場(chǎng)熱工性能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》DGJ32/J 23-2006中對(duì)熱流計(jì)法作出了以下規(guī)定。

1、構(gòu)件表面溫度傳感器及安裝

屋頂、墻體、樓板內(nèi)外表面溫度測(cè)點(diǎn)各不得少于3個(gè)；表面溫度測(cè)點(diǎn)應(yīng)選在構(gòu)件有代表性的位置。測(cè)點(diǎn)位置不應(yīng)靠近熱橋、裂縫和有空氣滲漏的部位，不應(yīng)受加熱、制冷裝置和風(fēng)扇的直接影響。溫度傳感器應(yīng)在被測(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)表面安裝。內(nèi)表面溫度傳感器應(yīng)靠近熱流計(jì)安裝，外表面溫度傳感器宜在與熱流計(jì)相對(duì)應(yīng)的位置安裝。表面溫度傳感器連同0.1m長(zhǎng)引線(xiàn)應(yīng)與被測(cè)表面緊密接觸，應(yīng)采取有效措施使傳感器表面的輻射系數(shù)與被測(cè)構(gòu)件表面的輻射系數(shù)基本相同。

2、熱流計(jì)及安裝

熱流計(jì)及其標(biāo)定應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑用熱流計(jì)》JG/T3016）的規(guī)定。屋頂、墻體、樓板熱流測(cè)點(diǎn)各不得少于3個(gè)；測(cè)點(diǎn)應(yīng)選在構(gòu)件代表性的位置。熱流計(jì)應(yīng)直接安裝在被測(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面上，且應(yīng)與表面完全接觸；測(cè)點(diǎn)位置不應(yīng)靠近熱橋、裂縫和有空氣滲漏的部位，不應(yīng)受加熱、制冷裝置和風(fēng)扇的直接影響。熱流計(jì)表面的輻射系數(shù)應(yīng)與被測(cè)構(gòu)件表面的輻射系數(shù)基本相同。

3、測(cè)試

檢測(cè)應(yīng)在系統(tǒng)正常運(yùn)行后進(jìn)行。自然通風(fēng)狀態(tài)檢測(cè)，持續(xù)檢測(cè)時(shí)間應(yīng)不小于2d，其中天氣晴好日不少于1d，逐時(shí)記錄各點(diǎn)溫度、熱流數(shù)據(jù)。采暖（空調(diào)）均勻升（降）溫過(guò)程不小于1d，恒溫過(guò)程應(yīng)不小于5d，降（升）溫過(guò)程不小于1d，逐時(shí)記錄各點(diǎn)溫度、熱流數(shù)據(jù)。

4. 熱阻采用動(dòng)態(tài)分析法計(jì)算，當(dāng)測(cè)試條件符合《采暖居住建筑節(jié)能檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ132）時(shí)，也可采用算術(shù)平均法計(jì)算。

1）采用動(dòng)態(tài)分析法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí)：采用恒溫期5d的測(cè)試數(shù)據(jù)按表1的方法計(jì)算熱阻；當(dāng)計(jì)算結(jié)果滿(mǎn)足以下一種狀態(tài)時(shí)，其熱阻計(jì)算值即為實(shí)測(cè)值。

2）采用算術(shù)平均法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí)：按下式計(jì)算熱阻：R=（θi-θe）/Q

3）當(dāng)有確切數(shù)據(jù)，可以考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料含水率的影響，并對(duì)熱阻進(jìn)行修正。

（四）樣本抽樣

同一居住小區(qū)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫措施及建筑平面布局基本相同的建筑物，作為一個(gè)樣本隨機(jī)抽樣。抽樣比例不低于樣本比數(shù)的10%，至少1幢；不同結(jié)構(gòu)體系建筑、不同保溫措施的建筑物應(yīng)分別抽樣檢測(cè)。公共建筑應(yīng)逐幢抽樣檢測(cè)。抽樣建筑應(yīng)在頂層與標(biāo)準(zhǔn)層進(jìn)行至少2處墻體、屋面的熱阻檢測(cè)，至少1組窗氣密性檢測(cè)。

（五）判定規(guī)則

1. 檢測(cè)結(jié)果滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求或有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，判斷合格。

2. 當(dāng)其中有一項(xiàng)或若干項(xiàng)目檢測(cè)結(jié)果不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求或有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，且差距不大于5%，

允許對(duì)這些項(xiàng)目進(jìn)行加倍抽樣復(fù)檢；當(dāng)加倍抽樣復(fù)檢結(jié)果均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求或有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，判

定合格，否則判為不合格。當(dāng)其中一項(xiàng)或若干項(xiàng)目檢測(cè)結(jié)果不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求或有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，

且差距大于5%時(shí)，判定這些項(xiàng)目不合格。

參考文獻(xiàn)：

[1]李繼業(yè)主編：《建筑節(jié)能工程檢測(cè)》，化學(xué)工業(yè)出版社2012年10月出版

[2]DGJ32/J19-2006《民用建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)程》

[3]GB 50411-2007《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》

[4]DBJ50-102-2010《重慶居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》

[5]JGJ134-2010《夏熱冬冷地區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》