現(xiàn)有圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法
1.1 熱流計(jì)法[3]
熱流計(jì)是建筑能耗測(cè)定中常用儀表，該方法采用熱流計(jì)及溫度傳感器測(cè)量通過構(gòu)件的熱流值和表面溫度，通過計(jì)算得出其熱阻和傳熱系數(shù)。其檢測(cè)基本原理為：在被測(cè)部位布置熱流計(jì)，在熱流計(jì)周圍的內(nèi)外表面布置熱電偶，通過導(dǎo)線把所測(cè)試的各部分連接起來，將測(cè)試信號(hào)直接輸入微機(jī)，通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理，可打印出熱流值及溫度讀數(shù)。當(dāng)傳熱過程穩(wěn)定后，開始計(jì)量。為使測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確，測(cè)試時(shí)應(yīng)在連續(xù)采暖（人為制造室內(nèi)外溫差亦可）穩(wěn)定至少7d的房間中進(jìn)行。
一般來講，室內(nèi)外溫差愈大（要求必須大于20℃），其測(cè)量誤差相對(duì)愈小，所得結(jié)果亦較為，其缺點(diǎn)是受季節(jié)限制。該方法是目前國(guó)內(nèi)外常用的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法，標(biāo)準(zhǔn)和美國(guó)ASTM標(biāo)準(zhǔn)都對(duì)熱流計(jì)法作了較為詳細(xì)的規(guī)定。
1.2 熱箱法[4]
熱箱法是測(cè)定熱箱內(nèi)電加熱器所發(fā)出的全部通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱量及圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷熱表面溫度。其基本檢測(cè)原理是用人工制造一個(gè)一維傳熱環(huán)境，被測(cè)部位的內(nèi)側(cè)用熱箱模擬采暖建筑室內(nèi)條件并使熱箱內(nèi)和室內(nèi)空氣溫度保持一致，另一側(cè)為室外自然條件，維持熱箱內(nèi)溫度高于室外溫度8℃以上，這樣被測(cè)部位的熱流總是從室內(nèi)向室外傳遞，當(dāng)熱箱內(nèi)加熱量與通過被測(cè)部位的傳遞熱量達(dá)平衡時(shí)，通過測(cè)量熱箱的加熱量得到被測(cè)部位的傳熱量，經(jīng)計(jì)算得到被測(cè)部位的傳熱系數(shù)。
該方法的主要特點(diǎn)：基本不受溫度的限制，只要室外平均空氣溫度在25℃.以下，相對(duì)濕度在60%以下，熱箱內(nèi)溫度大于室外zui高溫度8℃以上就可以測(cè)試。據(jù)業(yè)內(nèi)技術(shù)專家通過交流認(rèn)為：該方法在國(guó)內(nèi)尚屬研究階段，其局限性亦是顯而易見的，熱橋部位無法測(cè)試，況且尚未發(fā)現(xiàn)有關(guān)熱箱法的標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)內(nèi)機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)。
1.3 紅外熱像儀法[5]
紅外熱像儀法目前還在研究改進(jìn)階段，它通過攝像儀可遠(yuǎn)距離測(cè)定建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工缺陷，通過測(cè)得的各種熱像圖表征有熱工缺陷和無熱工缺陷的各種建筑構(gòu)造，用于在分析檢測(cè)結(jié)果時(shí)作對(duì)比參考，因此只能定性分析而不能量化指標(biāo)。
通過以上幾種檢測(cè)方法的分析比較，筆者認(rèn)為，熱流計(jì)法是目前國(guó)內(nèi)外較為成熟的檢測(cè)方法，且已得到普遍應(yīng)用。因此本文主要討論熱流計(jì)法。
2 熱流計(jì)法測(cè)試原理
熱流計(jì)法主要采用熱流計(jì)、熱電偶在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)被測(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱流量和其內(nèi)、外表面溫度，通過數(shù)據(jù)處理計(jì)算出該圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，從而判定建筑物是否達(dá)到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求。
當(dāng)熱流通過建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，由于其熱阻存在，在厚度方向的溫度梯度為衰減過程，使該圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)、外表面具有溫差，利用溫差與熱流量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行熱流量測(cè)定。
建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱流量可通過在該圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面安裝平板狀熱流計(jì)測(cè)量，由于熱流計(jì)熱阻一般比被測(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱阻小很多，當(dāng)被測(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)背面貼上熱流計(jì)后，傳熱工況影響很少，可忽略不計(jì)。因而在穩(wěn)定狀態(tài)下，流過熱流計(jì)的熱流量亦為被測(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱流量。
圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)計(jì)算公式與誤差分析
圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的定義為：在穩(wěn)態(tài)傳熱條件下，圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)空氣溫度差為1℃時(shí)，單位時(shí)間通過單位面積傳遞的熱量。單位為W/（m2·℃）。
根據(jù)定義，當(dāng)傳熱處于穩(wěn)態(tài)條件下時(shí)，通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱流量應(yīng)該與通過熱流計(jì)的熱流量相等。
結(jié)論
為了促進(jìn)建筑節(jié)能工作的開展，本文對(duì)采用熱流計(jì)法現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的準(zhǔn)確性進(jìn)行了研究與誤差分析。研究結(jié)果表明：
（1）當(dāng)人為可實(shí)現(xiàn)較大溫差的一維傳熱過程時(shí)，采用熱流計(jì)法可得到較準(zhǔn)確的傳熱系數(shù)測(cè)試結(jié)果，且可不受季節(jié)限制；
（2）測(cè)試結(jié)果處理時(shí)，應(yīng)在傳熱過程基本達(dá)到熱穩(wěn)定條件后，再進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與處理；
（3）建議采用日落后至日出前的數(shù)據(jù)來提高測(cè)量精度。
通過研究還發(fā)現(xiàn)，雖然熱流計(jì)法可對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)進(jìn)行較準(zhǔn)確的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，但要實(shí)現(xiàn)一維傳熱過程所需時(shí)間較長(zhǎng)，這使節(jié)能建筑現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)工作受到了限制。因此，為了推動(dòng)建筑節(jié)能的開展，我們正在積極研究開發(fā)更新、更快和更準(zhǔn)確的建筑節(jié)能現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法。