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夏熱冬冷地區節能建筑的檢測評估方法探討工學論文
摘要：本文結合成都地區節能展示中心的情況，論述了在節能住宅的檢測評估與認定標準中，應該檢測些什么內容，哪些檢測項目有標準可依，哪些可借鑒采暖地區的節能檢測標準，哪些尚需在制定評估認定標準時加以擴充完善，且應經相關專家評議后才能在實踐中應用。
關鍵詞：節能 保溫隔熱 傳熱系數
1 引言
隨著國家《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》的深入貫徹執行，對節能住宅的檢測評估與認定似乎成了一個熱門課題，許多地方都在制定檢測認定標準。那么在這個檢測認定標準中，應該檢測些什么內容，哪些檢測項目有標準可依，哪些可借鑒采暖地區的節能檢測標準，哪些尚需在制定評估認定標準時加以擴充完善，且應經相關專家評議后才能在實踐中應用，結合成都地區節能展示中心的情況談一些個人看法。
2 節能住宅評估認定標準中需測試的各種參量
我理解在節能住宅評估認定標準中應分小區規劃節能評估和單體建筑節能評估。小區規劃節能評估包括節能住宅朝向、間距（綜合考慮日照、自然通風、采光等要求），建筑布局及建筑形態等要求，這些從對設計圖紙的審查就可搞定，無需進行具體度量。單體建筑節能評估需依設計圖計算單體住宅的體型系數，分朝向計算窗墻面積比，這些資料一般在設計圖紙的節能篇都能找到，評估人員僅需復核即可。需具體測試的是以上提及的節能設計標準中應達到的各種熱工參量。下面分類列出這些參量。
2.1 外圍護結構保溫隔熱性能測試
（1）外墻主體部位及屋頂的傳熱系數測定，外墻平均傳熱系數及D值通過計算解決；
（2）外窗及戶門（或陽臺門）的傳熱系數測定；
（3）外窗及陽臺門的空氣滲透性能測定；
（4）底層架空自然通風樓板的傳熱系數測定。
2.2 內圍護結構保溫性能測定
主要包含分戶墻和層間樓板的傳熱系數測定。
2.3 室內熱環境參數（含室內空氣溫濕度、平均輻射溫度、室內風速）的測量。
3 各類參量的測試方法及設備
以上諸類參量可分為實驗室與現場測試兩大類，下面就成都節能展示中心采用的測試方法分別予以闡述：
3.1 實驗室測量
3.1.1 外窗及戶門（或陽臺門）的傳熱系數測量：
測試依據國家相關標準GB/T /8484-2002《建筑外窗保溫性能分級及檢測方法》及GB/T 16729-1997《建筑外門保溫性能分級及其檢測方法》用紫微智能型建筑門窗保溫性能測試設備BW-1520D進行檢測。該設備數據采集，存儲及溫控全部由計算機進行控制。熱室采用交流穩壓電源供電的電暖氣加熱，冷室采用變頻調速制冷機組供冷，室溫波動小，能耗低，控溫精度高。
3.1.2 外窗及戶門（或陽臺門）空氣滲透性能等級測量：
依據國家標準GB 7107-86《建筑外窗空氣滲透性能及其檢測方法》，在四川建科院專用實驗室的靜壓箱內進行測量。
3.1.3 墻體傳熱系數的測量
依據國標GB/T13475-92《建筑構件穩態熱傳遞性質的測定 標定和防護熱箱法》用紫微BW-1212WT設備用標定熱箱法進行測量。該設備數據采集、存儲及溫控全部由計算機自動控制。
3.2 現場測量
3.2.1 墻體及屋頂（或底層架空自然通風樓板）傳熱系數的現場測量：
測試參照國家行業標準《采暖居住建筑節能檢驗標準》JGJ 132- 2001 J 85-2001進行。
墻體、屋頂或樓板結構層熱阻：
R＝ （m2·k/w）
——內表面各測點逐時溫度平均值℃；
——外表面各測點逐時溫度平均值℃；
——內、外表面測點逐時熱流密度平均值w/m2。
值得注意的是，按上述標準熱流計應貼在被測圍護結構內表面，這在氣候干燥的北方地區，問題不是很大，但在氣候濕度較大的夏熱冬冷地區，由于圍護結構存在熱濕傳遞使得進入圍護結構和從圍護結構流出的熱流密度不等。按陳啟高教授80年代初[1]的研究，應求貫通熱流密度即將內、外表面測點逐時熱流密度平均值再行平均。最后求圍護結構傳熱阻Ro＝R+Ri+Re，Ri及Re分別為內、外表面換熱阻，按相關標準取值，傳熱系數
K＝ （w/m2·k）
成都地區節能展示中心用美國惠普Agilent 34970A數據采集儀配專用測試軟件測逐時熱流密度及溫度。溫度用銅-鏮銅熱電偶溫度傳感器，熱流密度用熱流傳感器進行測定。該采集儀可采集、存儲50000個數據，并可通過R232接口同計算機進行通訊及導出數據，亦可用專用軟件自動生成曲線及計算傳熱系數等。測試時用變頻空調機組使室溫保持恒定，室內空氣溫度可依冬、夏不同按標準取值。
3.2.2 分戶墻和層間樓板傳熱系數的現場測量：
參考3.2.1條測定分戶墻或樓板結構層熱阻，而后計算傳熱阻Ro＝R+2Ri，因分戶墻或層間樓板兩表面均在室內故應取內表面換熱阻值的2倍。
3.2.3 住宅屋頂及西、東墻隔熱性能的測定：
不論是在自然通風或室內空調條件下，圍護結構內表面溫度均是評價圍護結構隔熱性能的重要指標。在空調條件下，通過圍護結構傳入室內的熱流密度，與內表面溫度和室內的氣溫之差成正比。對重質圍護結構可通過測得圍護結構逐時內表面溫度，而后求得圍護結構衰減倍數νo和延遲時間△，
νo＝
——室外綜合溫度波幅（℃）；
——圍護結構內表面溫度波幅（℃）；
＝– ＝–
＝+
從以上諸式中可看出，要求得νo，需逐時測量室外空氣溫度te，圍護結構內表面溫度θi，水平面太陽輻射總照度I等并需測圍護結構外表面對太陽輻射熱的吸收系數，而后間接求得以上各參量，并算出圍護結構衰減倍數νo，并求得圍護結構內表面溫度最高值出現時間及室外綜合溫度最高值出現時間的差值△，即
△=–
以νo及△的值大小可對重質圍護結構隔熱性能進行評價。對輕質圍護結構除內表面溫度外的其它評價參量尚需予以研究。
成都節能展示中心用美國Davis電子氣象站逐時測室外空氣溫度te，水平面太陽輻射總照度I，用天空輻射儀測屋頂及西、東墻面外表面對太陽輻射熱的吸收系數。美國Davis電子氣象站有數據即時采集、即時顯示（數字及圖表）等功能專用軟件，并可作出所選幾日（月或年）的室外氣象參數的變化趨勢圖表，求得氣象參數平均值、最大值及最小值等，對觀察所測日室外氣象參數的變化規律，幫助選擇分析數據，大有裨益。
內表面溫度及室內空氣溫度的逐時測量用銅-鏮銅熱電偶溫度傳感器測定，測空氣溫度熱電偶傳感器外罩內部涂黑的鋁箔套筒。
3.2.4 室內熱環境參數的測量
節能住宅不能以犧牲室內舒適（或較舒適）熱環境為代價，否則就失去了節能的意義。成都節能展示中心在室內熱環境的測量中，對室內空氣溫度、濕度及室內風速用日本KANOMAX公司的A533-01型測試儀進行檢測。該儀器測室內風速量程為0.05~5.00m/s，分辨率為0.01m/s，精度為±2%；測室內空氣溫度量程為0.0~60.0℃，分辨率為0.1℃，精度為±0.5℃；測室內空氣相對濕度傳感器量程為2.0~98.0%RH，分辨率為0.1%RH。當量程為2~80%RH時，精度為±2.0%RH；當量程為80~98%RH時，精度為±3.0%RH。該儀器具有數據采集、存儲功能，并可通過R232接口和計算機進行通訊，并導出數據。該儀器的計算模式可自動求得測試數據的最大、最小及平均值。測壁面平均輻射溫度可在房間內6個表面分別布點（如有門窗內表面應分別布點，與墻面求加權平均值）測得諸墻面溫度而后求得室內平均輻射溫度，再參考人的衣著熱阻及人體代謝率，依據以上測試量即可求得PMV或PPD指標，從而可判定該室內熱環境的舒適程度。當然如能用專用熱舒適度計測更好，但丹麥前些年產品沒有R232接口，也不能和計算機通行通訊，僅能由自帶打印機打印出數據，使用不便且價格昂貴，現在是否有和計算機接口的換代產品，無從而知。
4 結語
通過成都節能展示中心的建設及節能住宅評估體系認定標準的研究，本人有以下體會：
（1）節能檢測作為評估體系中的主要組成部分，應加強相關測試方法及測試設備的研究；
（2）應加強對輕質圍護結構隔熱評價理論的研究，在這方面并沒有較為成熟的理論；
（3）對圍護結構傳熱系數現場測量中，熱流計單面或雙面貼應進行相關的實驗比對研究，如在防護熱箱（或標定熱箱）中測量結果間的互比，來作出印證；
（4）以上介紹的僅是成都節能展示中心的一些做法，現在測試技術發展很快，相信會有多種測試設備適用于我們的評估測試，需同行們去發現、挖掘。
參考文獻
[1] 陳啟高 《鋁箔紙板在冷庫圍護結構中的濕熱性態》 科技資料 80-001 重慶建筑工程學院科技情報科 1980年1月
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