熱流計法在建筑節能檢測中的應用

孫濤 王偉

摘 要 在目前我國建筑行業不斷發展的背景下，建筑節能成為了人們關注的焦點，需要進行合理的建筑節能檢測，保證建筑節能施工技術效果。建筑節能檢測技術在實際運轉過程中存在著一些問題。本文目的是通過使用熱流測量設備創新測試流程，對檢測的技術方法不斷進行優化，以改進目前建筑節能檢測過程中出現的問題，并針對建筑行業當前的發展需求設計積極有效的解決方案。

關鍵詞 熱流計法 溫度傳感器 節能檢測

中圖分類號：TU111 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）09-0037-02

在目前的現場建筑能效測試中，一般使用熱箱法、熱流計法兩種主要的檢測方式，使用熱箱法，無法計算建筑工程中熱橋的比例，因此在參觀施工現場時不應使用該技術。熱流計法成為了目前使用的最常用檢測技術。因此，為滿足節能試驗的要求，應分析建筑技術中的圍護結構，特別是建筑的傳熱結構，這對于保證建筑工程的節能性能具有重要的作用。

1 建筑節能常用檢測分析

常見的檢測內容包括導熱系數檢測、密度檢測、抗壓強度檢測、黏結強度檢測、腐蝕性能檢測、力學性能檢測等。本文針對建筑保溫材料樣品調節狀態、導熱系數、材料密度檢測方法進行研究。

1.1 樣品調節狀態檢測

進行保溫材料樣品調節狀態檢測時，應采用適宜的操作技術，保障其樣品濕度、溫度達標，將樣品放在適宜的環境下，能夠使溫度、濕度保持平衡。完成保溫材料導熱系數測定工作后，應將保溫材料樣品放在烤箱中進行調節，保持通風和干燥，確保材料樣品達到質量標準要求。

1.2 導熱系數檢測

導熱系數是影響建筑保溫材料性能的重要因素之一。兩側溫度有所相差時單位面積內所傳遞的熱量。常見的保溫材料導熱系數檢測設備是雙試件平板導熱系數測定儀。保溫材料的導熱系數越來越高時，保溫功能便會越來越低，兩者之間成反比。實施保溫材料導熱系數測定工作時，需要進行重復性檢測，根據檢測數據進行科學分析，從溫度、密度、化學成分等方面對保溫材料進行分析，以判斷其保溫功能是否滿足于施工需求，保障熱工計算結果的準確性。

1.3 材料密度檢測

材料密度檢測是建筑節能保溫材料檢測工作中的重要組成部分，其需要根據不同保溫材料的類型，實施有效的密度檢測工作。一般情況下，建筑保溫材料中存在加大氣孔，實施密度檢測時需要了解保溫材料加大氣孔密度是否達標。與固相導熱系數相比，氣相導熱系數更小，保溫材料的氣孔率較大，密度較小。為了降低保溫材料的導熱系數，可采取兩種方式，即增大材料氣孔率和降低材料表觀密度。絕熱材料在導熱過程中受輻射的影響形成輻射換熱，絕熱材料密度小于一定數值后，導熱系數減小，但最終的減小值小于輻射換熱的增大值，難以起到良好的保溫效果。

2 熱流計法概念分析

2.1 建筑節能測試

在建筑行業，建筑節能測試主要是基于對整個建筑周期能耗的合理規劃，建筑節能工程主要是通過大量使用節能技術、設備和建筑材料來降低能耗，并通過建筑節能記錄技術的使用來達到施工效果。

2.2 熱流計法

2.2.1 熱流計法概述

熱流計法主要是利用熱流計、熱敏電阻等裝置在施工現場測量熱流和相關測量部位的內外溫差，再通過專用軟件計算傳熱系數。根據這個過程，分析建筑在節能方面是否能夠滿足設計與施工標準。

2.2.2 熱流計法原理

在熱流計法中，檢測熱流進入的部分，并根據現象降低熱流后的溫度，但由于存在內外出現的溫差問題，會出現因導熱系數有些偏差計算即可完成。在正常情況下，熱流計測得的熱量可以用來測量結構的總熱流[1]。

3 熱流計法在建筑節能檢測中存在的問題

3.1 熱慣性對試驗結果的影響

通過分析建筑工程的施工狀況，在測試結構傳熱系數時可以科學地分析熱慣性，通過外界溫度和熱流的變化來改善結構的影響。此外，審計人員在分析不同的包絡和不同的熱慣性時，應了解熱慣性與待測時間的關系，可以改進周期性變化，應考慮熱慣性對試驗結果的影響。具體效果如下：（1）為實現熱流計法在箱體結構內表面安裝中的有效應用，試驗方法的確定可避免壁式蓄熱器的影響關于測試結果;（2）試驗中，當熱慣性較大時，應進行結構循環穩定性試驗，減少發生熱慣性誤差;（3）在熱流中采用計算方法時，應選擇外界溫差波動小的環境，以實現對建筑物的有效檢測[2]。

3.2 熱量表熱阻對測試結果的影響

檢測外結構的熱傳導率時，應在墻面安裝雙面熱流計，如果接觸面積大于實際接觸面積，接觸熱阻會逐漸增加。應根據實際熱阻計算壁面、接觸面積和雙面熱流計的熱阻，否則會造成測試結果的誤差。因此，在測試建筑物的能源性能時，為避免出現此問題，應考慮以下幾點：（1）采用直列法固定，并確保與房屋結構平行;（2）在熱流計中的性能在外貼的情況下，要減少外界影響的因素，并在雙面熱流計周圍用石膏涂抹一個輕微的坡度。

3.3 引起測量誤差的問題

對于結構測量，部分結構測量存在誤差。（1）制造的探頭精度較差。選擇熱電偶和電堆時，生產不規范，使用不當，增加了測量誤差;（2）熱電偶大批量生產時，將熱電偶一一放置在壁內外兩側;（3）在使用單樣品熱流計熱導儀時，在使用該類設備出現附近誤差等現象時，需要確定單樣品熱流儀的熱導儀內部和內結構（4）熱流計電阻的使用影響熱流測量。（5）測量過程中，當外界溫度和陽光發生變化時。因此，在檢測誤差時，熱流量計的程序設置應使其自身的熱阻減小，并應選擇更薄、更大的導熱材料，以避免測量誤差[3]。

4 熱流計法在建筑節能檢測中的應用

4.1 明確選房標準

在使用熱流計法時，通過現場記錄概念的選擇，應在被測墻體或主體結構干燥后完成現場檢查。測試墻的長度和寬度應盡可能大，以提高房屋測試的有效性。但需要注意的是，在較大的房間里，房間的溫度不容易調節，所以在記錄房墻的寬度和長度時，厚度應設置為墻厚的8倍[4]。

4.2 建筑權限部分的選擇

通過分析建筑物的熱耗指標，分析圍護結構、傳熱系數和傳熱面積，按建筑屋面、外墻、地下室傳熱計算要求，進行現場建筑能效校核的測量可以提高非熱橋或地下室屋頂的檢查效率，實現建筑物檢查零件的科學選擇。

4.3 測點位置的選擇

在選擇測點位置時，盡可能選擇檢測的中心部位，例如檢測復雜結構時，應根據不同部位設置檢測系數，然后計算加權平均，盡量避免陽光直射。

4.4 熱量表和溫度傳感器的安裝

結合建筑節能測試的特性，熱流量計應直接安裝在被測房屋建筑的內表面。可采用導熱硅樹脂貼法，避開熱流層和壁縫。此外，應安裝在被測外結構的兩側。測量室內溫度時，溫度傳感器應安裝在距離房間中心1.60m處，以保證室內溫度的準確性。

4.5 房間邊界的檢測

在建筑物的熱力試驗中，如果墻體的蓄熱系數大，則建筑物結構表面的溫度響應慢。室內密閉性測試時，室內溫度隨著室外冷暖空氣穿透室內，熱表與墻體兩側的溫差逐漸增大，測量值也隨之增大。為避免試驗過程中室內與外界空氣發生熱交換，室內應保持密閉。而在目前的房屋建設中，檢查房屋時并沒有內置門，可以保證房間的完全密封。房間氣密性測試還應確保室內空調出風口和室外窗戶是關閉的，如果發現泄漏，可用膠帶密封房間，以提高房間密封的整體效率。

4.6 電源安全選擇

應用熱流計法應重點關注電源安全選擇，以提高電力線路檢測和安裝的整體效率。電源安全檢測應做到以下幾點：

（1）選擇電源時，應接上臨時電線，以保證設備運行的穩定性，如果電壓不穩定，對設備和人員存在隱患。（2）使用穩壓器時，應將溫度傳感器值設置為常溫值，若裝置有漏電現象，需接上溫度傳感器線，并附上屋頂防雷帶。（3）試驗和檢驗時，應連接屋頂和墻壁溫度傳感器，打開檢測儀的開關后，應調整溫度和熱流參數使其有效。傳感器數據測試[5]。

4.7 合理確定測量時間

建筑能效測試應在墻體蓄熱穩定后進行正式測試，測試需要采用累積測試方法，即每15分鐘自動記錄一次數據。另外，檢查輕型維修結構時，單位面積比熱容應小于20kJ/（kg·K），連續4次夜間試驗后，必須檢查相鄰計算結果的差異≤5%，方可以確保檢測的準確性。重維護結構檢查時，單位面積比熱容應控制在≥20kJ/（kg·K）范圍內。需要注意的是，在檢查測量時間時，應做到以下幾點：（1）計算特定熱阻R值時，計算值與前24小時之差必須在≤5的范圍內控制;（2）測試周期第一天和最后一天的R值誤差一般控制在≤5%的范圍內，最終讓試驗結果能夠滿足規范要求。

5 結論

為實現現場建筑節能的準確性，應以建設項目的建設為重點，積極推動熱流計法建筑節能指南和標準的實施，以促進建筑節能，確保建筑施工的經濟效益。在檢測建筑物的能效時，利用熱流計法可以結合建設工程的特點，設計建筑檢測方案，提高結構傳熱系數測量和結構傳熱系數檢測的準確性，現行建筑節能試驗中的結構作為參考。

參考文獻：

[1] 沈卉，張穎璐，尹琴.紅外熱像儀在井干式木建筑節能檢測中的應用[J].林業機械與木工設備，2019，47（02）：13-17.

[2] 屈成忠，郭海明.基于紅外熱像法的建筑圍護結構傳熱系數與風速的關系研究[J].建筑節能，2018，46（12）：56-59.

[3] 褚波.中國工程建設標準化協會“標準科技創新獎”評選結果揭曉[J].工程建設標準化，2018，239（10）：78-85.

[4] 王倫，朱堅，張宏春，等.熱橋柱位置對建筑物墻體熱工性能檢測結果的影響[J].建筑節能，2018，46（06）：133-137.

[5] 賈洪愿，李百戰，姚潤明.探討長江流域室內熱環境營造——基于建筑熱過程的分析[J].暖通空調，2019（04）：1-11.