建筑墙体传热系数实验室检测技术解析

2021-04-03刘健

建筑与装饰 2021年7期

刘健

黄骅市永兴建设工程检测有限公司河北黄骅 061100

引言

为了实现社会可持续发展，在建筑领域方面，国家制定了绿色建筑、节能建筑的一系列政策。对建筑墙体的检测，主要是通过其传热系数分析墙体的保温性能，进而明确其在节能方面起到的作用，帮助建筑工程选择节能效果更好的墙体，推动建筑行业走向“绿色”、“节能”。

1 检测原理和实验室建设

第一，受我国检测设备性能的影响，其在运行过程中需要在检测室中交换热量，在实验室建设上需要保证其空间范围大，并且通风条件良好，提升热量散发效率。此外，检测方式如果是标定热箱法的话，还需要保证室内温度的稳定性，避免出现过大的温度波动，保证检测质量。第二，依托于稳定传热原理，实验室检测传热系数的方法主要有两种，分别为标定热箱法、防护热箱法，检测设备的结构为冷箱、热箱位于两侧，中间为放置墙体样品的试件框，其中热箱是对室内环境的模拟，包括室内风速、室内温度等，冷箱则是对室外环境的模拟，包括室外风速、室外温度等，在气流速度、空气温度、热辐射条件稳定的前提下，分别测量各部分的发热量和热流量，计算得出传热系数[1]。

2 检测设备处理

结合墙体样品待测量部分的大小，选择合适大小箱体，并保证箱体材料的热阻值可以在3.5m2·K/W或大于3.5m2·K/W，夹芯板的厚度应在150mm以上，并设置好热量导流板，保证热量的均匀有效传递，选择带有合适感温元件的检测设备。如感温元件为半导体温度传感器的检测设备，其精度更高，具有较强的抗干扰能力和稳定性，应用效果相较于其他感温元件更好。此外，处理好控制软件和控制仪表，提升设备可操作性，需要拥有如下功能：①人机对话功能，自动控制实验过程；②异常现象提示功能，帮助检测人员及时处理实验问题；③控温功能，可以在4小时之内将热箱和冷箱的温度控制成检测所需的温度；④采集信息、显示信息的功能，将检测过程进行图表化展示。此外，需要对检测设备进行标定处理，设定标定工况并验证标定结果，在此环节中需要采用已经经过长久存放的XPS板来充当标准样品，进行热导率等数据的测试，保证检测设备满足墙体传热系数的检测要求。

3 检测样品控制

检测墙体样品控制的重点就是对检测结果有严重影响的墙体含水率，相关实验数据表明，在墙体材料、检测条件既定的情况下，26%含水率检测得出的传热系数为1.92W/（m2·K），15%含水率的检测结果为1.54W/（m2·K），4%含水率的检测结果为1.12W/（m2·K），也就是说，以理论数值为依据，墙体具有越大的含水率其检测结果的偏差值就越大，可见控制其含水率的必要性。对此，受当前自然、技术、材料等各方面因素的影响，检测人员需要采用人工调节技术控制墙体含水率，建立热室，将已经经过7天养护处理墙体放置在其中，结合具体的墙体材料，调整热室内温度，有效蒸发其水分，直至墙体含水量可以降至5%以下，则可以结束这项工作。

4 设定检测参数

以国家标准要求为依据，检测人员需要设定好检测参数，保持检测过程中的平均温度可以在10到20℃之间，且最小温度差应当为20℃，将热箱、冷箱的空气流速设定于检测目的相符的数据上，基于墙体传热系数，设定-10.0℃的冷箱气温、32℃左右的计量热箱气温，在防护热箱法中防护热箱气温需要等同于计量热箱，形成自然对流的空气流速，而冷箱空气流速则需要和检测样品的冷表面保持50mm的距离，且保持3.0m/s的平均风速。同时，设定完检测参数之后，检测人员需要进行整体参数的检查工作，将参数设定情况进行一一记录，避免由于个人失误设定阻碍检测的顺利进行[2]。

5 安装检测样品

检查好检测样品表面的完整度，如果其表面带有连通空气孔，需要检测人员进行填堵处理，避免其对检测结果的影响。一方面，选择标定热箱法时，检测人员需要将检测样品和试件框之间存在的缝隙进行密封处理，密封材料最好选择发泡剂（单组分聚氨酯），其既可以保证密封的充分性，且操作方便，绝热效果良好。另一方面，如果选择的是防护热箱法，检测人员需要保证将计量箱内外侧不同的空气流通情况进行隔绝处理，并将检测样品平整放置，试件表面需要和设备鼻锥带进行均匀且充分的接触。

6 传感器和时间控制

检测人员需要合理布置传感器，最好可以将温度点进行均匀处理，获取检测样品的准确表面温度，不可以在温度传感器上覆盖铝箔纸，并防止在热桥处出现大量的温度测点。例如，在选择标定热箱实验室检测技术的处理上，检测人员需要将处于冷箱和热箱两侧的温度传感器和试件框、检测样品的接触处进行紧密贴合，从而精确测量在检测样品两侧存在的迂回热损。此外，在时间控制上，检测人员需要分析好墙体传热效果达到平衡条件下的时间范围。从现有墙体种类来看，大部分墙体实现稳态传热的时间都超过24小时，所以，检测人员需要将检测时间控制在2天左右，并做好数据的采集工作，明确其传热状态。例如，在3小时内采集12次数据信息，其之间的温度差、热功率等数据偏差值不超过1%，并且转变单方向变化形式，则表示其传热效果接近稳定。