建筑节能现场检验方法及其影响因素.docx

建筑节能现场检验方法及其影响因素费慧慧, 段恺( 北京中建建筑科学技术研究院, 北京 100076) 摘要 介绍建筑节能现场检测方法, 用直接法和间接法测试建筑物耗热量, 来检验建筑物的节能效果;热箱法测试的影响因素。 关键词 建筑节能; 现场试验; 检验方法; 传热系数; 热量; 影响因素 中图分类号 tu 11113 文献标识码 b 文章编号 100228498 (2000) 0720031203the on s ite check m e thod s an d in f luen t ia l fa c tor s ofcon struc t iona l en ergy con serva t ionf e i hu i2hu i,duan ka i(b e ij ing b u ild ing r esea rch i ns t itu te of cs c e c , b e ij ing 100076, c h ina )a bstra c t: in th is a r t ic le, au tho r s in t ro du ced som e o n site ch eck m e tho d s o f b u ild in g en e rgyco n se rva t io n , te sted h ea t co n sum p t io n o f a b u ild in g w ith tw o m e tho d s, d irec t o n e an din d irec t o n e, to ve r ify th e effec t o f en e rgy co n se rva t io n o f th e b u ild in g, an d u sed“h ea t2bo x ”m e tho d to te st th e in f lu en t ia l fac to r s.key word s: b u ild in g en e rgy co n se rva t io n; o n site ch eck; ch eck m e tho d; h ea t2t ran sfe ren ce co eff ic ien t; h ea t qu an t ity; in f lu en t ia l fac to r s我国从建筑节能工作开展以来, 取得了一些成绩, 但建筑能耗的降低并不显著。建筑能耗以采暖能 耗为例, 可分为建筑物本身的耗热量和供热采暖系统能耗两部分。从建筑物本身的耗热量分析, 主要原 因有: 节能材料的实验室检测数据与工程使用的 数据不同, 实验室是在干燥至恒重状态下测试的数 据, 而工程使用的材料, 根据使用环境的湿度不同, 会吸收一定的水分, 随着吸湿量的增加, 其节能效果会有所降低, 因而在使用时应考虑其差异。厂家送 检的材料与工程上使用的材料性能会有一定的差 别, 如样板制作与大面积施工的差别、材料性能的差 别等。因此, 对进场的材料应进行主要性能现场复 检。施工构造与设计构造有一定差异。建筑物的围护结构, 如墙体、屋面等大多数竣工后是隐蔽的, 一般看不到内部结构, 在建筑节能工作 开展的近期, 仅靠资料不足以判断其节能与否, 应在工程完工后进入现场检测, 评定其节能效果。北京市 城乡建设委员会于2000 年1 月发布了北京市标准44- 2000民用建筑节能检验标准 ( 采暖dbj /t 01-居住建筑部分) ( 试行) , 明确规定对于采暖居住建筑进行现场检验的方法。现场检验方法对住宅建筑现场节能检验有2 种方法可以采1 收稿日期 2000203227; 修订日期 2000 205211 作者简介 费慧慧( 1946) , 女, 浙江吴兴人, 北京中建建筑科学技术研究院副院长, 高级工程师, 北京市南苑新华路一号100076, 电话: ( 010) 67992220- 307蒸气将由高温、高压的室内一侧向室外一侧迁移, 在此路径上如存在冷凝界面, 而且在此处饱和蒸气压小于水蒸气分压 力, 就有出现冷凝现象的可能性。(2) 因为室内表面温度高于接近外表面的材料层中的温 度值, 故如在外表面附近材料层中产生液态水, 则其将会沿 逆温度梯度方向迁移到内表面附近的材料层。(3) 由温度较高的室内一侧向外表面渗透的水蒸气如果 在外表面受到较大的蒸气渗透阻的作用, 外表面材料的附近将会形成大面积含水区, 如果该区域处于负温区, 则会出现冰冻区域。参考文献:12涂逢祥等. 建筑节能技术m .北京: 中国计划出版社, 1996( 日) 山田雅士. 建筑结露 m . 北京: 中国建筑工业出版社,1985gb 50176- 93 民用建筑热工设计规范 s .db 21/1007- 1998 民用建筑节能设计标准实施细则 s .34施工技术第29卷32用: 直接法, 即在采暖期, 实测建筑物耗热量, 计算建筑物单位耗热量; 间接法, 即通过测试围护结构 传热系数和房间气密性, 计算建筑物单位耗热量。两 种测试方法的最终结果均与设计标准值 ( 耗热量指 标) 对比, 判断其节能与否。111 直接法直接法测试是采用热源法, 即在建筑物的采暖 入户管道上安装温度仪表和流量仪表, 测量建筑物 测试期消耗的总热量, 计算建筑物单位耗热量。被测 建筑物应处在正常采暖条件下, 测试所采用的仪器以超声波热量计为宜, 安装在建筑物采暖的入户管 道上, 待供热稳定后, 测试室内、外空气温度, 供、回水热流量。有效连续观测不少于7d。根据被测采暖建 筑的面积、室内外温差和测得的消耗总热量, 计算标准规定的温差条件下建筑物单位耗热量。112 间接法11211围护结构传热系数测定 可用热箱法或热流计法测试, 这里介绍热箱法。 热箱法测试原理是人工制造1个一维传热环境,被测部位的内侧用热箱测试, 热箱和室内模拟采暖条件, 另一侧为室外(自然条件)。通过测量热箱的发 热量得到被测部位的传热量, 计算得到该被测部位 的传热系数。热箱法测试宜在室外平均空气温度在25以下 (最好在无风或微风的阴天) 实测2 3d; 室 内外平均温差控制在10以上, 最低温差8。测试所采用的主要仪器有小型热箱仪、加热器、红外温度 计等。测试方法如下: 用红外温度计测试被测围护结 构内表面温度场分布情况, 分析、选择能代表被测围 护结构的构造部位; 选择测点位置, 不靠近热桥、裂 缝和有空气渗透的部位, 尽可能选择太阳辐射影响小的部位; 测试室内外空气和内外表面温度、热箱内 空气温度、热量和热箱开口面积, 计算被测部位传热 系数。11212房间气密性测定 房间气密性可采用示踪气体法或气压法测得。测试条件均应在室外风力小于3级, 测试时堵上被测 房间风道通风口。一般情况下宜采用气压法。气压法测试原理是在人工制造一定压差条件 下, 测定空气通过被测房间缝隙的渗透性能。测试仪 器可采用鼓风门气密性测定仪。测试方法如下: 将鼓风门气密性测定仪安装在被测户门上; 对室内加压 ( 减压) , 使室内外形成正 (负) 压差达到60p a 稳定后, 停止加压 ( 减压) , 使其 自然下降, 当压差每递减5p a 时, 从表上读出压力和热量; 计算压差为50p a 时的换气次数, 再换算成自然条件下的房间换气次数。11213计算建筑物单位耗热量 通过围护结构各部位的传热系数和房间的气密性, 按照 j gj 26 - 95民用建筑节能设计标准 ( 采暖 居住建筑部分) , 计算标准规定的温差条件下建筑物单位耗热量。113评定方法 无论直接法还是间接法测得的标准规定温差条件下建筑物单位耗热量 ( 无人居住的条件下测得的值需减去建筑物内部得热) 符合建筑节能设计要求 时, 评定该建筑物符合建筑节能设计标准, 反之, 为 不符合建筑节能设计标准。从以上检验方法中可看出: 直接法实测建筑物 耗热量必须在供热采暖稳定期测试, 而间接法围护结构传热系数测定基本不受采暖期限制, 房间气密 性测定受室外风力限制, 不受季节限制, 因此我们认 为间接法对节能工程现场检验更具有现实意义。2 热箱法测试传热系数的误差分析211实测传热系数值与设计传热系数值比较 用热箱法对建筑物围护结构的墙面、屋面、楼梯间隔墙、外窗等部位进行了测试, 实测传热系数与设计传热系数比较最小绝对误差为0% , 最大绝对误差 为1219% , 平均绝对误差为511% 。212 实测传热系数值与计算传热系数值比较用热箱法对建筑物不同结构的墙面进行测试, 实测传热系数与计算传热系数比较, 最小绝对误差 为019% , 最大绝对误差为812% , 平均绝对误差为413% 。 从以上热箱法测试结果与设计值和计算值的比较, 说明此方法在实际工程检测中是可行的。3 影响建筑节能检测结果的外界因素影响检测结果的外界因素很多, 在此着重分析 室内外温差和太阳辐射对测试结果的影响。311太阳辐射对墙体传热系数测试结果的影响表1太阳辐射对墙体传热系数测试结果的影响传热系数序号平均温度( )w /(m k )2室内n- 1 室外k 值 n- 1n- 1 t n- 11 3310401011 171482112115156 211541167 01145 2 36106 01027 23190 11323 12116 11325 3144 01046 如表1所示, 1号为用热箱法对无遮挡墙体, 在9月21日20o 00 9月23日07o 00 ( 晴天) 的测试结果。2号为用热箱法对有遮挡墙体, 在9月28日20o 00 9月费慧慧等: 建筑节能现场检验方法及其影响因素2000 n o. 73330 日07 o 00 ( 阴天) 的测试结果。从表1 可以看出, 1 号 墙体由于受太阳辐射的影 响, 室内外温差的标准差为21154, 使得测试结果 k 值 的标准差为01145。而2 号墙体由于室内外温差的标准差为11325, 测试结果 k 值的标准差仅为01046。由 此可见, 受太阳辐射一组测表2 实测与间接计算建筑物单位耗热量比较标准值间接计算值序实测单位耗热量(w /m 2)耗热量指标(w /m 2)单位耗热量(w /m 2)与实测实测传值误差热系数实测换气次数( 1/h )检测部位传热系数w /(m 2k )换气次数( 1/h )号( % )w /(m 2k )西向墙北向窗 屋面 地下室 顶板 北向墙 西向墙 屋面南向窗 南向窗 楼梯间墙 西向墙 东向墙 屋面屋面 地下室 顶板 外窗018241000160015501853138016001701201601514151510314012220160182018201604104101183018201820160016001550151519161641401820191018231093131017701840182015801310154014试 k值的标准差是不受太3阳辐射一组测试 k 值的标准差的312 倍。说明太阳辐 射直接影响测试结果的准 确性, 因此在测试时应采取遮挡措施, 以尽可能减少太 阳辐射的影响。312 室内外温差对测试 结果的影响201601519151911211014420160151519131614150134170417041702105注: 表2中的建筑物体形系数均大于013。于8的条件下, 只要测试人员严格按照测试方法操对同一试验墙, 在室内外温差不同条件下测试,分析温差对测试结果 k 值的影响。该墙的构造为作, 是可以将外界影响因素降到最低, 使测试结果有可比性, 更接近真值。这种测试方法的最大特点是 秋、冬和春季均可测试, 主体结构完工后即可测试。 是一种适用于节能工程的质量控制和节能工程竣工 验收的快测方法。砖墙+水泥砂浆, 室内240mm40mm e p s + 27mm外温差为315 1718。从测试结果看, 室内外温差小于316时, 数据不稳 定, 误差较大为2914% , 其标准差分别是温差为817和大于917时的414 倍和818 倍; 室内外温差等于817 时, 误差为911% , 其标准差是温差大于917时的210 倍; 室内外温差大于917时数据趋于稳定, 误差在616% 和410% 之间, 其标准差小, 为01006。可见, 测试 期室内外温差越小, 多维传热越明显, 热损失相对增大,k 值测试误差也越大, 反之, k 值测试误差越小。所以室 内外温差宜控制在10 20。313实测与间接计算建筑物耗热量比较 直接法测试建筑物耗热量必须在采暖期, 为了适应建筑施工验收需要, 可以在非采暖期采用间接法测试围护结构传热系数和房间气密性, 计算建筑 物耗热量。其结果如表2所示, 实测所得建筑物单位 耗热量与用热箱法测试围护结构传热系数和测试房 间气密性来计算建筑物单位耗热量是基本一致的, 最小误差为211% , 最大误差为1415% , 平均误差为611% 。其最大误差和平均误差均小于15% , 说明此检测方法是可行的。从以上结果来看,