淺析現(xiàn)代住宅建筑節(jié)能檢測(cè)技術(shù)

【摘要】節(jié)房屋是人們居住生活和生產(chǎn)不可缺少的重要資源。隨著我國(guó)建筑業(yè)的不斷發(fā)展，越來越多的新型建筑材料也在陸續(xù)的應(yīng)用之中。人們對(duì)于房屋建筑技術(shù)的要求也越來越高。本文就是在此基礎(chǔ)地上對(duì)于房屋建筑技術(shù)中的保溫節(jié)能等技術(shù)做了簡(jiǎn)單地介紹，對(duì)于其新技術(shù)的應(yīng)用也做出了淺要的分析。并且，提出了相關(guān)技術(shù)問題的見解。希望能夠?qū)σ院蟮姆课萁ㄖ峁椭?/p>

【關(guān)鍵詞】住宅建筑；概述；節(jié)能檢測(cè)；方法；技術(shù)

我國(guó)的建筑能耗正在隨著城市化建設(shè)進(jìn)程的高速發(fā)展而逐年大幅上升。近年來更是達(dá)全社會(huì)能源消耗量的32%之高。在我國(guó)現(xiàn)有的建筑中，95%以上是高能耗建筑。在這種情況下，如果還是繼續(xù)執(zhí)行現(xiàn)有的節(jié)能水平較低的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，難免會(huì)造成很重的能耗負(fù)擔(dān)和治理方面的困難。也就是說，現(xiàn)有的設(shè)計(jì)并不能符合國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施。能源的高損耗使我們亟待解決的重中之重。由于我國(guó)建筑面積龐大，且房屋建筑面積占有相當(dāng)大的比例，因此，房屋節(jié)能檢測(cè)技術(shù)就顯得尤為重要。房屋建筑的節(jié)能技術(shù)包括了保溫節(jié)能技術(shù)，隔聲節(jié)能技術(shù)，防暑節(jié)能技術(shù)等等眾多領(lǐng)域的節(jié)能技術(shù)。我國(guó)已經(jīng)在原有的建筑技術(shù)之上采取了大量的新技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐，并且取得了一系列的理想效果。

1 住宅建筑節(jié)能檢測(cè)概述

節(jié)能建筑的常規(guī)檢測(cè)技術(shù)近幾年在國(guó)內(nèi)已有所發(fā)展，特別是在北方寒冷地區(qū)，已經(jīng)形成了較為完善的測(cè)試手段，包括小區(qū)耗煤量、單位建筑面積耗熱量，建筑物外圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)、以及管網(wǎng)情況測(cè)試等。已經(jīng)形成了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《采暖居住建筑節(jié)能檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)JGJ132-2001，適合夏熱冬冷地區(qū)的節(jié)能建筑檢測(cè)技術(shù)也有所發(fā)展，如江蘇省建筑科學(xué)研究院、上海市建筑科學(xué)研究院等單位都取得了不小的成績(jī)。但是不管是采暖地區(qū)還是夏熱冬冷地區(qū)，都受季節(jié)限制，采暖標(biāo)準(zhǔn)以強(qiáng)制性條文規(guī)定檢測(cè)必須在最冷季節(jié)進(jìn)行。夏熱冬冷地區(qū)則需要在最冷、最熱月進(jìn)行。另外，每次測(cè)試周期都比較長(zhǎng)，少則3～5天，多則2～3周。所結(jié)果才能相對(duì)比較準(zhǔn)確。建筑物熱傳遞過程實(shí)際上是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過但為了簡(jiǎn)單起見，有關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)采用的是靜態(tài)指檢測(cè)指標(biāo)自然也必須是一套靜態(tài)的特征值。動(dòng)態(tài)過通過測(cè)試用靜態(tài)特征值來描述，要滿足精度要求，必須使動(dòng)態(tài)過程盡量靜態(tài)化，采暖(空調(diào))檢測(cè)布在最冷(熱)月，可以最大限度地減少室內(nèi)外溫差變化，另外，通過多周期(假設(shè)以天為周期)的測(cè)平均值來消除室外溫度變化對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。國(guó)內(nèi)研究成果多體現(xiàn)在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《采暖居住建節(jié)能檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ132-2001中，針對(duì)夏熱冬冷地的內(nèi)容不多。

2 節(jié)能檢測(cè)方法分析

2.1 直接能耗計(jì)量法

檢測(cè)時(shí)，對(duì)進(jìn)行檢測(cè)的建筑物單元提供熱源(或其他能源，轉(zhuǎn)變?yōu)闊嵩?，待穩(wěn)定后，測(cè)試室內(nèi)外溫度，計(jì)量熱源供應(yīng)總量。根據(jù)建筑面積、實(shí)測(cè)室內(nèi)外空氣溫差、實(shí)測(cè)能源消耗推算標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫差條件下的建筑物單位耗熱量。這種方法理論直觀，可以直接得到建筑物總體能耗。這種方法測(cè)得的建筑能耗綜合反映了建筑外墻、屋面、樓地面、門窗等外圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)、空氣滲透、生活得熱等因素對(duì)能耗的影響，對(duì)建筑物集中供暖能耗統(tǒng)計(jì)特別有效。但是，由于這種檢測(cè)，只反映建筑物的綜合能耗狀況，難以反映建筑物各部分對(duì)節(jié)能的貢獻(xiàn)。無法直接得出如屋面或墻體的保溫隔熱施工質(zhì)量是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求的結(jié)論。另外，直接能耗計(jì)量法測(cè)試期間耗能量大，只有采暖建筑在采暖期才可能使用，限制了適用區(qū)域和測(cè)試季節(jié)。

2.2 局部能耗計(jì)量法

典型的方法為熱箱法。基本原理為人為制造一個(gè)一維傳熱環(huán)境，被測(cè)部位的內(nèi)側(cè)用熱箱模擬建筑室內(nèi)熱環(huán)境條件并和室內(nèi)采暖空氣溫度保持一致。被測(cè)部位的外側(cè)為室外自然條件，或外掛冷箱，形成穩(wěn)定的內(nèi)外溫度場(chǎng)。計(jì)量熱箱功耗，就可以得到被測(cè)部位構(gòu)件的熱阻。該方法工作原理類似于防護(hù)熱箱法，對(duì)于夏熱冬冷地區(qū)除冬季少數(shù)干燥、陰天的日子外，大部分時(shí)間均需采用外掛冷箱的方法，才能做到一維穩(wěn)定的傳熱條件。如果直接計(jì)量熱箱能耗，則無法消除熱(冷)箱四周邊緣的非一維傳熱效應(yīng)。如果在熱箱內(nèi)套計(jì)量箱，則會(huì)因?yàn)閮?nèi)套計(jì)量箱覆蓋面積過小，檢測(cè)精度受影響。

2.3 穩(wěn)態(tài)熱流計(jì)法

即現(xiàn)行采暖地區(qū)國(guó)標(biāo)法。檢測(cè)思路是設(shè)法在被測(cè)結(jié)構(gòu)的兩側(cè)形成較為穩(wěn)定的溫度場(chǎng)，測(cè)試該溫度場(chǎng)作用下通過被測(cè)結(jié)構(gòu)的熱流量穩(wěn)態(tài)熱流計(jì)法的基本要求是被測(cè)構(gòu)件兩側(cè)的溫度場(chǎng)要“穩(wěn)定”。對(duì)于室內(nèi)，人工控制可以基本實(shí)現(xiàn)相對(duì)的穩(wěn)定。但對(duì)于室外氣候，測(cè)試時(shí)無法實(shí)現(xiàn)人工干預(yù)。

3 宅建筑節(jié)能檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用措施

3.1 建筑外門窗檢測(cè)

建筑外門窗的節(jié)能檢測(cè)主要包括保溫性和氣密性能的檢測(cè)。門窗是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中熱工性能最薄弱的構(gòu)件，通過建筑門窗的能耗在整個(gè)建筑物能耗中占有相當(dāng)可觀的比例。調(diào)查表明，我國(guó)北方一些地區(qū)的采暖建筑由于采用普通鋼門窗，冬季通過外窗的傳熱與空氣滲透耗熱量之和，可達(dá)全部建筑能耗的50%以上;夏季通過向陽面門窗進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射所得的熱量，成為空氣負(fù)荷的主體。

1）外門窗保溫性能以傳熱系數(shù)為評(píng)定指標(biāo)。其檢測(cè)方法為標(biāo)定熱箱法。試件一側(cè)為熱箱，模擬采暖建筑冬季室內(nèi)氣候條件，另一側(cè)為冷箱，模擬冬季室外氣候條件，在對(duì)試件縫隙進(jìn)行密封處理，試件兩側(cè)各自保持穩(wěn)定的空氣溫度、氣流速度和熱輻射條件下，測(cè)量熱箱中電暖氣的發(fā)熱量，減去通過熱箱外壁和試件框的熱損失，除以試件面積與兩側(cè)空氣溫差的乘積，即可得出試件的傳熱系數(shù)。

2）外門窗的氣密性檢測(cè)一般可采用壓力法，就是利用風(fēng)機(jī)等增壓或減壓的原理，使建筑外門窗內(nèi)外之間人為造成壓力差，測(cè)定在該壓力差條件下的空氣滲透量。

3.2 住宅外墻保溫檢測(cè)

外墻保溫系統(tǒng)的節(jié)能檢測(cè)主要包括系統(tǒng)耐候性試驗(yàn)、系統(tǒng)抗風(fēng)載性能試驗(yàn)、系統(tǒng)抗沖擊性能試驗(yàn)、抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)和傳熱系數(shù)測(cè)定試驗(yàn)等。而在當(dāng)前的建筑節(jié)能檢測(cè)中，主要技術(shù)是能夠快速準(zhǔn)確地測(cè)定建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能，即得出外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)。

根據(jù)公式R=Δt/q可知，只要測(cè)量出外墻內(nèi)外表面的溫差值Δt和通過外墻的熱流值q就可以計(jì)算出墻體的熱阻值R。然而存在的問題是:一方面由于墻體的傳熱是屬于不穩(wěn)定傳熱，在同一時(shí)刻所測(cè)得的溫度值和熱流值，實(shí)際上由于溫度波的時(shí)間延遲，兩者在時(shí)間上不吻合;另一方面，由于墻體的蓄熱作用，由外表面進(jìn)入墻體內(nèi)部的熱流值與同一時(shí)刻由墻體內(nèi)部流過內(nèi)表面的熱流不一致。當(dāng)出現(xiàn)這樣問題時(shí)，必須注意1)當(dāng)室外空氣溫度周期變化時(shí)，墻體內(nèi)外表面和墻體內(nèi)部的溫度變化也都是呈周期性變化，外墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)室外溫度波產(chǎn)生衰減和延遲兩個(gè)作用。2)外墻的傳熱特性與材料層的排列次序、材料的蓄熱系數(shù)，以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱惰性指標(biāo)有關(guān)系。熱惰性指標(biāo)越大，室外溫度波被減弱的程度越大。材料的蓄熱系數(shù)越大，其抵抗溫度波動(dòng)的能力越強(qiáng)，因此，將蓄熱系數(shù)大的材料布置在外墻內(nèi)側(cè)，可以提高室內(nèi)熱穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

鑒于建筑能耗對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的巨大影響，因此在節(jié)能檢測(cè)方面應(yīng)提高認(rèn)識(shí)，實(shí)施全過程監(jiān)控，對(duì)節(jié)能檢測(cè)嚴(yán)格執(zhí)行，依法推進(jìn)建筑節(jié)能檢測(cè)工作。另外建筑節(jié)能的新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工藝、新建材的應(yīng)用，對(duì)建筑節(jié)能的影響意義深遠(yuǎn)，所以節(jié)能檢測(cè)的關(guān)鍵還在在新技術(shù)和新材料的開發(fā)上。

參考文獻(xiàn)

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