围护结构热工性能现场检测方法

围护结构热工性能现场检测方法

围护结构传热系数是表征围护结构传热量大小的一个物理量，是围护结构保温性能的评价指标，也是隔热性能的指标之一。热流计法是目前国内外常用的现场测试方法，国际标准和美国ASTM 标准都对热流计法作了较为详细的规定。国家行业标准《采暖居住建筑节能检验标准》中明确指出：围护结构传热系数的现场检测宜采用热流计法或经国家质量技术监督部门认定的其他方法。

1. 检测原理

围护结构传热系数可定义为：在稳态传热条件下，围护结构两侧空气温度差为1℃时，单位时间通过单位面积传递的热量，热流计法其本质是要求通过热流计的热流即为通过被测对象的热流，并且该热流平行于温度梯度方向，即通过热流计的热流为一维传导，并且不考虑向四周的扩散，此时只要同时测得冷热两端的温度，即可根据公式计算出被测对象的热阻和传热系数。

2.热流计传感器介绍

热流计是一种用于测定建筑围护结构热流密度的传感，输出的电信号是通过热流计热流密度的函数。它由芯、热电堆、骨架、表面板及引线柱组成，如图 1 所示。

图 1 热流计构造图

3.热工性能现场检测方法

（1）刚刚完工的外围护结构含水率特别高，检测时热流值不稳定，对现场热工性能检测的数据会有异议。所以检测房间的选择现场检测宜在受检墙体已干透或主体结构施工完成至少3个月后进行。使墙体基本干燥后对墙体进行热工性能检测，当测试主体部位的传热系数时，为了使传热过程接近一维传热，检测墙面长度和宽度越大越好，一定程度上检测房间越大越好。热流计的测点位置应尽量选择在大面积墙面的中央。如果建筑结构复杂，需按不同部位设置测点，求加权平均值。另外考虑到房间的内外空气流动所选房间要易于封闭。温度测点应选择在热流计测点边沿15 cm处，室外对应位置也应布置温度测点，在被测部位的内表面布置至少3块热流计，在热流计的周围布置不少于3个铜－康铜热电偶，在对应的外表面也同样地布置相应的热电偶，将这些热流计和热电偶用导线与温度、热流巡回自动检测仪连接之后，在内侧用加热器加热、或用空调控温，将温度设定为内外相差10℃以上，每30 min记录1次数据，开始一段时间的数据只能作为参考。当相邻2次测量的计算结果相差不大于5%时即可结束测量，或者观察巡检仪上的读数，当温度和热流计的读数不再发生趋势性变化后，继续连续测4 h结束测量。由于热流计热阻一般比被测围护结构的热阻小很多，传热工况影响很小，因此热流计的热阻可以忽略不计，所以在稳定状态下，流过热流计的热流量亦为被测围护结构的热流量。

（2）热流计和温度传感器的安装方法：热流计应直接安装在被测围护结构的内表面。为了保证接触良好、测量准确、装拆方便，热流片宜采用导热硅脂粘贴，并用粘性较强的胶带纸“井”型固定，以防热流片和墙体间有空隙和掉落，温度传感器应在被测围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与热流片相对应的位置安装。温度传感器连同 1 m长引线应与被测表面紧密接触，传感器表面的辐射系数应与被测表面基本相同。在测室内温度时，温度传感器一般应设在房间的中央离地面1．60 m处，使室内的环境温度较为准确。

（3）检测时为了防止房间内与外界空气进行热交换，需把房间紧紧封闭。但很多工地在检测时并没有安装房门，此时可以采用建筑保温中常用的材料保温板来封闭房间。最好能用一块大的保温板正好把门全部封住，如果没有类似大的保温板可以采用几个小的保温板拼成一个门状大的保温板把房门封住，再用胶带彻底把边缘粘住封死。倘若房间有空调孔也可切割出与孔洞相应大小的保温板把空调孔堵死。此外检测时窗户也要关紧如有渗漏可用胶带封闭。

（4）试测检查把连接屋顶屋面和墙面的各温度传感器和热流计的前端插到检测仪器的端口上，并记下相应的位置。打开检测仪器开关．观察各传感器所显示的温度和热流量参数是否与此时所处的环境温度相匹配，如果不匹配需追查原因并诊断，当传感数据都吻合时即可测试。

（5）测量时间的控制检测时待墙体蓄热稳定后方可进行正式测试，检测时间应>96 h。采用累积式测法，每30 min自动记录数据1次。对于轻型围护结构：单位面积比热容<20 KJ ／(kg·K)，宜使用夜间采集数据f（日落后1 h至日出)计算围护结构的热阻。当经过连续4个夜间测量之后，相邻2次测量的计算结果相差≤5％时即可结束测量。对于重型围护结构：单位面积比热容≥20 KJ／（kg·K），应使用全天采集数据(24 h的整数倍)计算围护结构的热阻，且只有在下列条件得到满足时方可结束测量：末次热租R计算值与24h 之前的R 计算值相差≤5％；检测期间内第 1 个INT(2 ×DT ／3)天数内与最后一个同样长的天数内的计算值相差≤ 5％f。注：d 为检测持续天数，INT 表示取整数部分1。

4.现场操作

参考资料：

（1）庄一心《围护结构热工性能现场检测技术分析与探讨》工程质量2006.No.12

（2）田斌守《建筑节能现场检测方法》江苏建筑2011年第2期（总第 140期）