夏熱冬冷地區(qū)節(jié)能建筑的檢測評估方法探討工學論文

時間：2024-07-29 05:11:16 建筑學畢業(yè)論文我要投稿

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　　摘要：本文結(jié)合成都地區(qū)節(jié)能展示中心的情況，論述了在節(jié)能住宅的檢測評估與認定標準中，應該檢測些什么內(nèi)容，哪些檢測項目有標準可依，哪些可借鑒采暖地區(qū)的節(jié)能檢測標準，哪些尚需在制定評估認定標準時加以擴充完善，且應經(jīng)相關專家評議后才能在實踐中應用。

夏熱冬冷地區(qū)節(jié)能建筑的檢測評估方法探討工學論文

　　關鍵詞：節(jié)能保溫隔熱傳熱系數(shù)

　　1 引言

　　隨著國家《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》的深入貫徹執(zhí)行，對節(jié)能住宅的檢測評估與認定似乎成了一個熱門課題，許多地方都在制定檢測認定標準。那么在這個檢測認定標準中，應該檢測些什么內(nèi)容，哪些檢測項目有標準可依，哪些可借鑒采暖地區(qū)的節(jié)能檢測標準，哪些尚需在制定評估認定標準時加以擴充完善，且應經(jīng)相關專家評議后才能在實踐中應用，結(jié)合成都地區(qū)節(jié)能展示中心的情況談一些個人看法。

　　2 節(jié)能住宅評估認定標準中需測試的各種參量

　　我理解在節(jié)能住宅評估認定標準中應分小區(qū)規(guī)劃節(jié)能評估和單體建筑節(jié)能評估。小區(qū)規(guī)劃節(jié)能評估包括節(jié)能住宅朝向、間距（綜合考慮日照、自然通風、采光等要求），建筑布局及建筑形態(tài)等要求，這些從對設計圖紙的審查就可搞定，無需進行具體度量。單體建筑節(jié)能評估需依設計圖計算單體住宅的體型系數(shù)，分朝向計算窗墻面積比，這些資料一般在設計圖紙的節(jié)能篇都能找到，評估人員僅需復核即可。需具體測試的是以上提及的節(jié)能設計標準中應達到的各種熱工參量。下面分類列出這些參量。

　　2.1 外圍護結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能測試

　�。�1）外墻主體部位及屋頂?shù)膫鳠嵯禂?shù)測定，外墻平均傳熱系數(shù)及D值通過計算解決；

　�。�2）外窗及戶門（或陽臺門）的傳熱系數(shù)測定；

　　（3）外窗及陽臺門的空氣滲透性能測定；

　�。�4）底層架空自然通風樓板的傳熱系數(shù)測定。

　　2.2 內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)保溫性能測定

　　主要包含分戶墻和層間樓板的傳熱系數(shù)測定。

　　2.3 室內(nèi)熱環(huán)境參數(shù)（含室內(nèi)空氣溫濕度、平均輻射溫度、室內(nèi)風速）的測量。

　　3 各類參量的測試方法及設備

　　以上諸類參量可分為實驗室與現(xiàn)場測試兩大類，下面就成都節(jié)能展示中心采用的測試方法分別予以闡述：

　　3.1 實驗室測量

　　3.1.1 外窗及戶門（或陽臺門）的傳熱系數(shù)測量：

　　測試依據(jù)國家相關標準GB/T /8484-2002《建筑外窗保溫性能分級及檢測方法》及GB/T 16729-1997《建筑外門保溫性能分級及其檢測方法》用紫微智能型建筑門窗保溫性能測試設備BW-1520D進行檢測。該設備數(shù)據(jù)采集，存儲及溫控全部由計算機進行控制。熱室采用交流穩(wěn)壓電源供電的電暖氣加熱，冷室采用變頻調(diào)速制冷機組供冷，室溫波動小，能耗低，控溫精度高。

　　3.1.2 外窗及戶門（或陽臺門）空氣滲透性能等級測量：

　　依據(jù)國家標準GB 7107-86《建筑外窗空氣滲透性能及其檢測方法》，在四川建科院專用實驗室的靜壓箱內(nèi)進行測量。

　　3.1.3 墻體傳熱系數(shù)的測量

　　依據(jù)國標GB/T13475-92《建筑構(gòu)件穩(wěn)態(tài)熱傳遞性質(zhì)的測定標定和防護熱箱法》用紫微BW-1212WT設備用標定熱箱法進行測量。該設備數(shù)據(jù)采集、存儲及溫控全部由計算機自動控制。

　　3.2 現(xiàn)場測量

　　3.2.1 墻體及屋頂（或底層架空自然通風樓板）傳熱系數(shù)的現(xiàn)場測量：

　　測試參照國家行業(yè)標準《采暖居住建筑節(jié)能檢驗標準》JGJ 132- 2001 J 85-2001進行。

　　墻體、屋頂或樓板結(jié)構(gòu)層熱阻：

　　R＝（m2·k/w）

　　——內(nèi)表面各測點逐時溫度平均值℃；

　　——外表面各測點逐時溫度平均值℃；

　　——內(nèi)、外表面測點逐時熱流密度平均值w/m2。

　　值得注意的是，按上述標準熱流計應貼在被測圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面，這在氣候干燥的北方地區(qū)，問題不是很大，但在氣候濕度較大的夏熱冬冷地區(qū)，由于圍護結(jié)構(gòu)存在熱濕傳遞使得進入圍護結(jié)構(gòu)和從圍護結(jié)構(gòu)流出的熱流密度不等。按陳啟高教授80年代初[1]的研究，應求貫通熱流密度即將內(nèi)、外表面測點逐時熱流密度平均值再行平均。最后求圍護結(jié)構(gòu)傳熱阻Ro＝R+Ri+Re，Ri及Re分別為內(nèi)、外表面換熱阻，按相關標準取值，傳熱系數(shù)

　　K＝（w/m2·k）

　　成都地區(qū)節(jié)能展示中心用美國惠普Agilent 34970A數(shù)據(jù)采集儀配專用測試軟件測逐時熱流密度及溫度。溫度用銅-鏮銅熱電偶溫度傳感器，熱流密度用熱流傳感器進行測定。該采集儀可采集、存儲50000個數(shù)據(jù)，并可通過R232接口同計算機進行通訊及導出數(shù)據(jù)，亦可用專用軟件自動生成曲線及計算傳熱系數(shù)等。測試時用變頻空調(diào)機組使室溫保持恒定，室內(nèi)空氣溫度可依冬、夏不同按標準取值。

　　3.2.2 分戶墻和層間樓板傳熱系數(shù)的現(xiàn)場測量：

　　參考3.2.1條測定分戶墻或樓板結(jié)構(gòu)層熱阻，而后計算傳熱阻Ro＝R+2Ri，因分戶墻或?qū)娱g樓板兩表面均在室內(nèi)故應取內(nèi)表面換熱阻值的2倍。

　　3.2.3 住宅屋頂及西、東墻隔熱性能的測定：

　　不論是在自然通風或室內(nèi)空調(diào)條件下，圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度均是評價圍護結(jié)構(gòu)隔熱性能的重要指標。在空調(diào)條件下，通過圍護結(jié)構(gòu)傳入室內(nèi)的熱流密度，與內(nèi)表面溫度和室內(nèi)的氣溫之差成正比。對重質(zhì)圍護結(jié)構(gòu)可通過測得圍護結(jié)構(gòu)逐時內(nèi)表面溫度，而后求得圍護結(jié)構(gòu)衰減倍數(shù)νo和延遲時間△，

　　νo＝

　　——室外綜合溫度波幅（℃）；

　　——圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度波幅（℃）；

　�。建C ＝–

　�。�+

　　從以上諸式中可看出，要求得νo，需逐時測量室外空氣溫度te，圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度θi，水平面太陽輻射總照度I等并需測圍護結(jié)構(gòu)外表面對太陽輻射熱的吸收系數(shù)，而后間接求得以上各參量，并算出圍護結(jié)構(gòu)衰減倍數(shù)νo，并求得圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度最高值出現(xiàn)時間及室外綜合溫度最高值出現(xiàn)時間的差值△，即

　　△=–

　　以νo及△的值大小可對重質(zhì)圍護結(jié)構(gòu)隔熱性能進行評價。對輕質(zhì)圍護結(jié)構(gòu)除內(nèi)表面溫度外的其它評價參量尚需予以研究。

　　成都節(jié)能展示中心用美國Davis電子氣象站逐時測室外空氣溫度te，水平面太陽輻射總照度I，用天空輻射儀測屋頂及西、東墻面外表面對太陽輻射熱的吸收系數(shù)。美國Davis電子氣象站有數(shù)據(jù)即時采集、即時顯示（數(shù)字及圖表）等功能專用軟件，并可作出所選幾日（月或年）的室外氣象參數(shù)的變化趨勢圖表，求得氣象參數(shù)平均值、最大值及最小值等，對觀察所測日室外氣象參數(shù)的變化規(guī)律，幫助選擇分析數(shù)據(jù)，大有裨益。

　　內(nèi)表面溫度及室內(nèi)空氣溫度的逐時測量用銅-鏮銅熱電偶溫度傳感器測定，測空氣溫度熱電偶傳感器外罩內(nèi)部涂黑的鋁箔套筒。

　　3.2.4 室內(nèi)熱環(huán)境參數(shù)的測量

　　節(jié)能住宅不能以犧牲室內(nèi)舒適（或較舒適）熱環(huán)境為代價，否則就失去了節(jié)能的意義。成都節(jié)能展示中心在室內(nèi)熱環(huán)境的測量中，對室內(nèi)空氣溫度、濕度及室內(nèi)風速用日本KANOMAX公司的A533-01型測試儀進行檢測。該儀器測室內(nèi)風速量程為0.05~5.00m/s，分辨率為0.01m/s，精度為±2%；測室內(nèi)空氣溫度量程為0.0~60.0℃，分辨率為0.1℃，精度為±0.5℃；測室內(nèi)空氣相對濕度傳感器量程為2.0~98.0%RH，分辨率為0.1%RH。當量程為2~80%RH時，精度為±2.0%RH；當量程為80~98%RH時，精度為±3.0%RH。該儀器具有數(shù)據(jù)采集、存儲功能，并可通過R232接口和計算機進行通訊，并導出數(shù)據(jù)。該儀器的計算模式可自動求得測試數(shù)據(jù)的最大、最小及平均值。測壁面平均輻射溫度可在房間內(nèi)6個表面分別布點（如有門窗內(nèi)表面應分別布點，與墻面求加權(quán)平均值）測得諸墻面溫度而后求得室內(nèi)平均輻射溫度，再參考人的衣著熱阻及人體代謝率，依據(jù)以上測試量即可求得PMV或PPD指標，從而可判定該室內(nèi)熱環(huán)境的舒適程度。當然如能用專用熱舒適度計測更好，但丹麥前些年產(chǎn)品沒有R232接口，也不能和計算機通行通訊，僅能由自帶打印機打印出數(shù)據(jù)，使用不便且價格昂貴，現(xiàn)在是否有和計算機接口的換代產(chǎn)品，無從而知。

　　4 結(jié)語

　　通過成都節(jié)能展示中心的建設及節(jié)能住宅評估體系認定標準的研究，本人有以下體會：

　　（1）節(jié)能檢測作為評估體系中的主要組成部分，應加強相關測試方法及測試設備的研究；

　�。�2）應加強對輕質(zhì)圍護結(jié)構(gòu)隔熱評價理論的研究，在這方面并沒有較為成熟的理論；

　�。�3）對圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)現(xiàn)場測量中，熱流計單面或雙面貼應進行相關的實驗比對研究，如在防護熱箱（或標定熱箱）中測量結(jié)果間的互比，來作出印證；

　�。�4）以上介紹的僅是成都節(jié)能展示中心的一些做法，現(xiàn)在測試技術發(fā)展很快，相信會有多種測試設備適用于我們的評估測試，需同行們?nèi)グl(fā)現(xiàn)、挖掘。

　　參考文獻

　　[1] 陳啟高《鋁箔紙板在冷庫圍護結(jié)構(gòu)中的濕熱性態(tài)》科技資料 80-001 重慶建筑工程學院科技情報科 1980年1月

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