建筑节能维护结构传热系数检测结果的探讨

张云清

摘 要：围护结构热工性能对于建筑节能意义重大，对工程进行围护结构传热系数现场检测，是验证建筑物节能效果的有效手段之一。通过热计流法检测维护结构传热系数，探讨检测结果与设计值之间的关系，对工程实际检测将具有重要的指导意义。

关键词：现场检测，维护结构传热系数，热流计法

1检测结果的现状

我单位于2008年开展建筑节能维护结构传热系数的检测，根据历年来检测报告的结果来看，维护结构传热系数检测值大于设计值，并且超出了设计值的1.2倍，而根据《陕西省建筑节能工程施工质量验收规程》中规定：“建筑物维护结构主体部位的传热系数不应大于设计值的1.2倍”，因此造成施工中按照设计施工，检测结果却不符合设计要求的情况普遍存在。针对这种情况，我们探讨存在问题的原因并能够找出实际检测的传热系数与其理论的（设计的）传热系数存在的联系，则对工程实际检测将具有重要的指导意义。

2检测结果大于设计值的原因分析

2.1 检测方法

根据《居住建筑节能检测标准》（JGJ/T 132-2009）和《公共建筑节能检测标准》（JGJ/T 177-2009）的有关规定，对已建成的建筑物外围护结构传热系数，进行检测，围护结构传热系数现场检测宜采用热流计法。该方法是国家检测标准的首选方法，在国际上也是公认的方法，因此我们把热流计法作为首选方法。

使用热计流法在现场热工性能检测中主要注意以下几点：

（1）测试位置的选择，应选择有代表性的位置进行检测，选择的顶层测试位置（测试间）最好能兼顾墙体和屋面的热阻测试。测点位置应选择能代表所测构件的位置，不应靠近门窗、热桥、裂缝和有空气渗漏的部位，不应受加热和制冷电器的直接影响。

（2）温度传感器在受检维护结构两侧表面安装。内表面温度传感器应靠近热流计安装，外表面温度传感器宜在热流计相对应的位置安装。表面温度传感器连同0.1 m长引线应与被测表面紧密接触，以真实反映被测表面的温度，传感器表面的辐射系数与被测构件表面的辐射系数基木相同。

（3）注意阳光及环境辐射、热流计表面空气波动的影响。热流计不得受阳光直射，围护结构被测区域的外表面宜避免雨雪侵袭和阳光直射。

2.2检测条件

按照标准要求，工程竣工12个月后才能进行维护结构传热系数检测，检测时间宜选在最冷月，且应避开气温剧烈变化的天气。对设置采暖系统的地区，冬季检测应在采暖系统正常运行后进行；对未设置采暖系统的地区，应在认为适当地提高室内温度后进行检测。在其它季节，可采取任工加热或制冷的方式建立室内外温差。现在的工程在竣工后，都不能满足检测时间的条件，迫于交房压力，检测时间都不能达到竣工12个月之后，因此，存在检测结果大于设计值的现象。

2.3工程实际做法

在检测的一部分工程中，工程保温做法改变原设计内容，保温材料的选择和保温材料的参数没有达到设计要求，因此这些工程维护结构传热系数检测结果肯定不符合设计值，这些工程不做讨论。

现针对建筑维护结构完全按照设计施工的情况进行讨论。

2.4维护结构传热系数的设计值

在设计时，对外围护结构传热系数，标准规定是考虑热桥后的平均值，而实际检测则选择的是建筑典型外墙面检测，并没有考虑平均传热系数，因此也有一定差异。

围护结构传热系数计算公式为：

式中，R --围护结构传热阻，㎡·K·W-1；δi--围护结构i的厚度，m；λi--围护结构i的导热系数，W·m-1·K-1。

围护结构干状综合传热系数即理论综合传热系数，记作Kl，考虑到围护结构总传热热阻包括内外表面换热热阻和各材料热阻，故其计算公式为：

式中，Rn为围护结构内表面换热阻，Rn=0.11㎡·K·W-1；Rw为围护结构外表面换热阻，Rw=0.04㎡·K·W-1；其他参数同上。

實验综合传热系数记作Ks，考虑到围护结构总传热热阻包括内外表面换热热阻和各材料热阻，故用算术平均法计算Ks的方法见公式：

式中，Rn—围护结构内表面换热阻，Rn=0.11m2·K·W-1；Rw—围护结构外表面换热阻，Rw=0.04m2·K·W-1； —测点内表面某时刻的温度，℃；

—测点外表面某时刻的温度，℃；qi—测点内表面某时刻的热流密度，W·m-2。

2.5材料导热系数

材料的导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料在两侧表面温差为1K时，1秒内通过1平方米面积传递的热量，单位为W/m·K。在设计中材料导热系数的取值应该是针对干状的。保温材料的导热系数与材料的密度和湿度有关，而在实际施工中，建筑节能工程施工完成后，保温材料有一个吸湿过程，导致保温材料的导热系数偏离设计值，而建筑围护结构材料一般为多孔介质，在施工中会吸入水分，或因为潮湿的空气环境也会吸入水汽。由于在材料孔隙中含有气（汽）和水，在围护结构传热过程中伴有流体扩散、相变等，引起传热传质的复杂性，因此不同的含水率会反映出不同的传热能力。因此维护结构材料的导热系数理论值与实际竣工后的实际测量值有一定偏差，导致维护结构传热系数的检测值呈现波动状况。而根据这些情况，我单位委托长安大学对检测结果随竣工时间之间的联系进行了研究，研究表明，建筑建成初期的一定的时间内，含湿量在升高，在竣工后50天左右达到最高，然后下降，在100天左右其下降开始趋于平稳。在建筑建成初期，其外层保温材料有一个吸湿过程，这个过程持续近50左右天，由于这个过程很短，很难通过多个实验次数得到这期间的传热系数的变化规律，因此检测时间应避开竣工50天之内。我单位实际情况是在竣工后委托单位委托后，到进现场检测时间超过50天周期。

3结语

维护结构传热系数现场检测受各方面条件的影响，在检测时间不能满足检测标准要求的情况下，通过检测结果和研究，我们应尽可能使检测结果接近设计值：

3.1在实际检测中应选择在北墙上进行，另外屋顶测点局部要做遮阳处理，且应选择在室外温度相对较低的季节进行。

3.2在建筑建成初期，其围护结构外层保温材料有一个吸湿过程，这个过程在竣工后将持续近50天左右天达到最大值。检测时间应该尽量避开这段时间。

3.3围护结构实验综合传热系数随时间线性减小。