频率特性法现场检测围护结构热工性能

表达 ，这种 谐性 扰量 所 引起 的 系统反 应称 为频率 响应 ，它 考虑 了壁体 或房 间对 多 阶性扰量 的 幅值衰 减和 波形 的时 间 延迟 。由于系统 的传递 函数只取决于系统本身的特性 ，因此 建筑的材料和形式一 旦确 定 ，就可求得其围护结构的传递 函 数 。即围护结构对各 阶谐 波的衰减倍数和延迟时 间只与本身 的特性有关 ，与室外 条件 无关 ，其幅频和相频特性 因围护结 构的热工性能而异 ，是其 热工性能的特征值 。因此 ，围护结
理 ，对围护结构 的热工性能进 行检测 。在控制工程 中频率 特性 的定义 ：线性定 常系统输 出量 的振 幅（ 幅值 ） 和相位 随输 入信 号的频 率而变化 的规律 性 ，称 为系统 的频 率特性 （ 或频
率响应） 。
箱法 、控温箱一热流计 法和 常功率平面热源法 ，目前主要用 于实验室 对单一 构件 的检 测Ｌ ２ Ｉ ４ Ｊ ，但每种 围护结构 都由许 多 材料和部 件组 成 ，且 热桥 （ 或 冷桥） 的影 响很大 Ｊ ，故 其用 于现 场检测的技术 尚不成熟 。红外热像仪法 目前主要用于配
公式 的使 用局限性 。同时通过模拟计算值和实验实 测值 的对 比 ，验证 了频率特性法用于建筑 围护结构热工性能 检测的准
确可靠性 。
测定 的方 法按 传 热过程 主要 分 为稳态 法和 非稳 态法 两 种Ｌ ２ Ｊ ，主要的方 法有热流计 法 、热箱法 、控 温箱一热流计 法 和常功率 平面热源法 Ｊ ，另外红 外热像仪法也 常用于检测 围 护结 构 的热 工性 能缺 陷 Ｊ 。其 中热 流计 法使 用广 泛 ，但 因
的频率特性曲线图 ， 证明了频率特性是材料的固有特性 ， 并可以利用材￣ ４ ＇ Ｂ ｔ 频率特性检测围护结构热工性能 。 同时通过理论公式计算 、 数值模拟 、 实验测试和工 程设计软件计算结 果作对比分析 ， 验证 了频率特性法 用于 建筑围护结构热 工性能的检测准确 可靠性 ，提出现有理论计 算公式还
需进一步完善 。
关键词 ： 建筑节能 ； 围护结构 ； 频率特性 ； 热工性能 ； 现场检测
中圈分类号 ： Ｔ Ｕ ５ ０
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ： １ ６ ７ ４ — ８ １ ４ Ｘ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ５ — ０ ０ ７ ８ — ０ ４
建 筑节 能是 我 国可持 续发 展 战略 的重要 组成 部分 ，建 筑物 通过 围护 结构 传热 ，其 耗热 量 占整 个建 筑使 用能耗 的 ７ ３ ％ ～７ ７ ％” Ｊ 。目前国内已有节能标准对建筑物围护结构热 工性能的设计 和施 工验收做了节能要求 ，对建筑 围护结构热 工性能检测 的主要指标是其传热系数 ，实验室 中测试的方法
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频率特性法现场检测 围护结构热工性能
Ｆｉ ｅ ｌ ｄ Ｔｅ ｓ ｔ ｏ ｎ Ｔｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ Ｐｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍ ａｎ ｃ ｅ ｏ ｆ Ｂｕ ｉ ｌ ｄｉ ｎ ｇ Ｅｎ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｅ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ａｎ ｓ ｏ ｆ Ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ Ｃｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ Ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ
也 相 对 比 较 成 熟 ，而且 已经 制 定 了一 系 列 的 国 际规 范 。
本 文 针 对 围 护 结 构 热 工 性 能 检 测 的现 状 ，提 出 一 种 围 护 结 构 热 工 性 能 现 场 检 测 的 新 方 法 — — 频 率 特 性 法 。通 过 对 不 同材 料 的 数 值 模 拟 和 理 论 计 算 的对 比 分析 ，发 现 了 理 论 计 算
波的振幅在围护结构 内逐层 减小 ，延迟是指波的最大值或最
小值出现的时间逐层推迟 。
在采 用拉普拉斯变换法求解建筑 负荷 时 ，对于 普通材料
的 围 护 结 构 ，将 其 热 传 Baidu Nhomakorabea 过 程 的 系 统 视 为 线 性 定 常 系 统 ，用
制 ，严重制约着建筑节能工作 的进一 步开展 。建筑热工性能 检测 急需 具有方便 、快速 、准确且 能全面综合反应围护结构
谐波反应法计算空调负荷是将扰量视 为连续的周期性函数曲 线 ，从而可将其分解成多 阶谐波 的叠 加 ，并用傅立叶级数来
整体热工性能 等优 点的测试方法 ，以提高现场测试 水平 。
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李洪凤 ，马 立 ，王佳妮 ’ ， 付 锴 （ １ ． 西南 科技大 学土木工 程与建筑 学院， 四 川 绵阳６ ２ １ ０ １ ０ ２ ． 四川大学， 西
南科技大学土木工程与建筑学院 ，四川 绵阳 ６ ２ １ ０ １ ０）
摘要 ： 提出频率特性法对 围护 结构的热工性能进行现场检测 的新 思路和方法 。通过对不 同材 料的模拟计算和对比分析 ，绘制了单一均 质材 料
测 试 条 件 要 求 较 高 ，受 环 境 影 响 因素 多 ，测 试 误 差 高 达 到 １ ０ ％ ，成 为 传 热 系 数 现 场 测 试 的一 个 重 要 弊 端 Ｌ ５ 。对 于 热
１ 频率特性法的引用
频 率 特 性 法 的 理 论 是 基 于 控 制 工 程 理 论 的 频 率 特 性 原
室外温度波和太 阳辐射 当量温度波在围护结构 内周期性 地传热 ，围护结构不可 能完全抵抗和隔离室外热作用 ，但对
室 外 周 期 性 热 作 用 能 起 到 衰 减 和 延 迟 的 效 果 。所 谓 衰 减 是 指
合其他 方法使用 ，目前还不能单 独用来完整的检测围护结构
的热 工性 能 。 综 上 所 述 ， 目前 国 内 的 检 测 方 法 和 手 段 还 存 在 诸 多 限