住宅建筑節(jié)能檢測(cè)技術(shù)探析

文/夏樂希、王建國(guó) 南京方園建設(shè)工程材料檢測(cè)中心 江蘇南京 211100

住宅建筑節(jié)能檢測(cè)技術(shù)探析

文/夏樂希、王建國(guó) 南京方園建設(shè)工程材料檢測(cè)中心 江蘇南京 211100

本文主要分析了住宅建筑節(jié)能檢測(cè)技術(shù)，闡述了住宅建筑節(jié)能檢測(cè)技術(shù)，對(duì)住宅建筑的不同部位、不同的性能使用不同的方法進(jìn)行了分析。使用熱流計(jì)法和熱箱法檢測(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱性能；根據(jù)規(guī)范要求分析了室內(nèi)平均溫度、濕度的檢測(cè)中應(yīng)設(shè)置的監(jiān)測(cè)點(diǎn)、檢測(cè)位置和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的記錄；具體分析了外圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱性能的檢測(cè)技術(shù)；在外圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工缺陷的檢測(cè)中主要使用紅外熱像儀的檢測(cè)，分析了影響紅外熱像儀準(zhǔn)確度的因素，檢測(cè)時(shí)應(yīng)盡量降低其影響因素，保證檢測(cè)的精確度；通常使用鼓示蹤氣體法和風(fēng)門法進(jìn)行外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的檢測(cè)。住宅建筑節(jié)能檢測(cè)技術(shù)能夠有效的指導(dǎo)實(shí)踐工作，本文的研究有很大的現(xiàn)實(shí)意義。

住宅建筑；節(jié)能；檢測(cè)技術(shù)；紅外熱像儀

1、 住宅建筑節(jié)能檢測(cè)技術(shù)的概述

目前，我國(guó)面臨著嚴(yán)峻的資源短缺和環(huán)境破壞的雙重壓力，為了緩解資源短缺的壓力，各個(gè)行業(yè)的節(jié)能措施提上了日程。住宅建筑物的節(jié)能主要體現(xiàn)在建筑物有保溫性能、制冷性能和供暖性能等，這樣在實(shí)現(xiàn)節(jié)能的同時(shí)能夠有效的提高住房建筑工程效率，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化的管理目標(biāo)。住宅建筑節(jié)能檢測(cè)技術(shù)是指在工程建設(shè)中使用節(jié)能的技術(shù)、材料、設(shè)備降低工程的建設(shè)成本、提高工程質(zhì)量的過程中，檢測(cè)建筑工程建造過程中的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)是否符合要求。

在工程施工的任何階段都需要對(duì)工程的節(jié)能性進(jìn)行檢測(cè)，不僅僅體現(xiàn)在工程竣工驗(yàn)收時(shí)，住宅建筑的節(jié)能檢測(cè)體現(xiàn)在工程建設(shè)的全過程。在對(duì)住宅建筑進(jìn)行節(jié)能檢測(cè)時(shí)，應(yīng)遵守建筑節(jié)能技術(shù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，保證工程質(zhì)量的同時(shí)，降低建設(shè)成本、提高資源的利用率。

2、 住宅建筑節(jié)能檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

建筑的部位不同、性能不同，檢測(cè)住宅建筑節(jié)能技術(shù)使用的方法不同，對(duì)不同部位、不同性能的住宅建筑物的節(jié)能檢測(cè)的具體技術(shù)和方法如下：

2.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱性能檢測(cè)技術(shù)

圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱性能用傳熱系數(shù)表達(dá)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱性能大小的物理量，是圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫、隔熱性能的指標(biāo)之一。目前圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱性能的檢測(cè)方法有熱箱法和熱流計(jì)法。

2.1.1 熱流計(jì)法

目前，國(guó)內(nèi)外經(jīng)常使用熱流計(jì)法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)，熱流計(jì)法是使用熱流計(jì)和熱電偶檢測(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱流量和圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)、外表面的溫度，再對(duì)檢測(cè)的數(shù)據(jù)應(yīng)用相關(guān)的公式進(jìn)行傳熱系數(shù)的轉(zhuǎn)換，得出傳熱系數(shù)判斷圍護(hù)結(jié)構(gòu)是否符合節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)。由于被測(cè)結(jié)構(gòu)熱阻的存在，使熱流穿過圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，溫度會(huì)受到圍護(hù)結(jié)構(gòu)厚度的影響逐漸減低，導(dǎo)致圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)、外表面出現(xiàn)溫度差，使用溫度差和熱流量之間的關(guān)系對(duì)熱流量進(jìn)行測(cè)定。熱流量的測(cè)定還可以在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的表面安裝熱流計(jì)進(jìn)行測(cè)定，常使用平板狀的熱流計(jì)，熱流計(jì)的熱阻比建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱阻小很多，使用平板狀的熱流計(jì)進(jìn)行熱流量的檢測(cè)時(shí)，可以忽略熱流計(jì)產(chǎn)生的熱阻。因此，在穩(wěn)定的狀態(tài)下，使用熱流計(jì)測(cè)量的熱流量作為建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱流量。

2.1.2 熱箱法

熱箱法主要是測(cè)定熱電箱內(nèi)的電加熱器發(fā)出的全部通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱量和冷熱表面的溫度。該方法是人為的創(chuàng)造一個(gè)傳熱環(huán)境，使室內(nèi)溫度高于室外溫度8℃以上，使熱流從室內(nèi)向室外傳遞，直至熱箱內(nèi)的熱量與被測(cè)部位的熱量達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)量熱箱的加熱量即被測(cè)部位的熱傳量，通過轉(zhuǎn)換公式得到被測(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)。該方法不受溫度的影響，對(duì)溫度的要求是室外平均空氣的溫度在25℃以下，熱箱內(nèi)的溫度大于室外最大溫度8℃，濕度在60%一下就可以使用熱箱法進(jìn)行檢測(cè)。在國(guó)際或國(guó)內(nèi)對(duì)熱箱法的使用缺少權(quán)威的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

2.2 室內(nèi)平均溫度、濕度的檢測(cè)技術(shù)

住宅建筑的節(jié)能是在滿足使用功能的要求，滿足居民居住的舒適度的情況下進(jìn)行的。為了保證建筑使用的舒適度，避免犧牲建筑物室內(nèi)的舒適度來節(jié)約能耗，在建筑節(jié)能檢測(cè)系統(tǒng)中應(yīng)考慮建筑物室內(nèi)的平均溫度和濕度的檢測(cè)。

按照《居住建筑節(jié)能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，室內(nèi)平均溫度的檢測(cè)應(yīng)持續(xù)正給采暖期。檢測(cè)房間的使用面積大于等于30平方米時(shí)，應(yīng)設(shè)置兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在室內(nèi)的活動(dòng)區(qū)，位置應(yīng)設(shè)置在距離樓地面700mm～1800mm的范圍內(nèi)，且經(jīng)?；顒?dòng)的有代表性的位置；溫度傳感器應(yīng)避免室內(nèi)熱源或太陽光輻射的影響。室內(nèi)平均溫度的檢測(cè)最好采用溫度自動(dòng)檢測(cè)儀連續(xù)檢測(cè)，記錄檢測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間的間隔保證在30分鐘內(nèi)。最后根據(jù)公式計(jì)算出建筑物內(nèi)的平均溫度。

2.3 外圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱性能的檢測(cè)技術(shù)

住宅建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)是隔開外部環(huán)境的介質(zhì)，其隔熱性能的優(yōu)良與住宅室內(nèi)的保溫隔熱有直接的聯(lián)系。檢測(cè)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱性能包括對(duì)外墻和屋面進(jìn)行隔熱性能的檢測(cè)。隔熱性能的檢測(cè)應(yīng)在圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工結(jié)束后直至圍護(hù)結(jié)構(gòu)干透后進(jìn)行，至少在施工完成后的1年內(nèi)進(jìn)行，且檢測(cè)持續(xù)時(shí)間不少于1天，保證檢測(cè)結(jié)構(gòu)的可靠性。

外圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱性能的檢測(cè)受天氣的影響，檢測(cè)前兩天至當(dāng)天的天氣應(yīng)為晴天或少云，檢測(cè)當(dāng)天的室外最高溫度不能低于當(dāng)?shù)叵募臼彝庥?jì)算溫度的2℃，室外風(fēng)速應(yīng)小于5.4m/s；被檢測(cè)房間應(yīng)有良好的通風(fēng)環(huán)境，圍護(hù)結(jié)構(gòu)在白天應(yīng)充分接受太陽光的輻射；檢測(cè)時(shí)對(duì)檢測(cè)房間的室內(nèi)外空氣溫度、圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外表面溫度、室外風(fēng)速、太陽輻射強(qiáng)度應(yīng)同時(shí)檢測(cè)，確保檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2.4 外圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工缺陷的檢測(cè)方法

外圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工的缺陷是影響居住舒適性和建筑節(jié)能的重要因素。外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的缺陷主要包括外表面熱工的缺陷和內(nèi)表面熱工的缺陷，也相應(yīng)的對(duì)這兩方面進(jìn)行熱工缺陷的檢測(cè)，主要采用紅外線熱像儀對(duì)其檢測(cè)。

2.4.1 紅外熱像儀的原理

紅外熱像儀是由熱像檢測(cè)裝置、控制裝置，圖像處理分析、處理、存儲(chǔ)、輸出裝置等設(shè)備組成一套儀器。紅外熱像儀一般由紅外攝像頭和處理器兩部分組成。其主要是通過紅外攝像頭對(duì)目標(biāo)物發(fā)射紅外輻射能量，光學(xué)掃描收集到紅外輻射能量，經(jīng)過處理器的轉(zhuǎn)換將紅外輻射能量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，電信號(hào)又轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)足以組成完整的圖像信息后，在顯示器中顯示該物體的圖像，圖樣用不同的顏色代表物體不同溫度，通過觀察顏色可以直觀的得到物體溫度的分布。

2.4.2 影響紅外熱像儀檢測(cè)的因素

（1）發(fā)射率的影響

發(fā)射率是表示物體的輻射能力，對(duì)物體紅外熱輻射能力有很大的影響，而物體的發(fā)射率受物體的導(dǎo)電性、物體表面溫度、物體粗糙度的影響。導(dǎo)電性越好的材料其紅外發(fā)射率越低，導(dǎo)電性越差的材料，其紅外發(fā)射率越高；金屬材料發(fā)射率與表面溫度成正比，非金屬材料發(fā)射率與表面溫度成反比；材料越粗糙越影響紅外發(fā)射率。因此，在使用紅外熱像儀檢測(cè)時(shí)采用必要的措施，保證發(fā)射率，保證紅外熱像儀檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

（2）大氣衰減的影響

被檢測(cè)的目標(biāo)發(fā)出的紅外輻射在達(dá)到觀測(cè)儀器時(shí)受空氣的影響，紅外輻射將手大氣分子的吸收作用的影響發(fā)生衰減。在使用紅外熱像儀檢測(cè)時(shí)，尤其是外表面熱工缺陷的檢測(cè)應(yīng)盡量避免空氣中的空氣分子和懸浮顆粒的影響，保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

（3）背景輻射的影響背景輻射主要包括天空和地面的背景輻射。天空中的大氣中的水含量、污染程度等對(duì)紅外輻射有很大的影響；以地面為背景的物體，地面的形狀、溫度、材料和粗糙度等覺得地面輻射影響的程度。在檢測(cè)時(shí)應(yīng)盡量減少背景輻射對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。

（4）檢測(cè)距離的影響

檢測(cè)的距離對(duì)檢測(cè)結(jié)果的精確度有決定性的影響。在進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)應(yīng)考慮被測(cè)物體的大小和尺寸，被測(cè)物體和紅外熱像儀之間的距離。為了確保檢測(cè)的精確度，被檢測(cè)物體的體積較小時(shí)，應(yīng)盡量降低檢測(cè)距離；物體較大時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況適時(shí)的增加檢測(cè)距離，以保證檢測(cè)的最佳距離。

（5）風(fēng)速的影響

風(fēng)速的大小影響了物體表面的溫度，風(fēng)俗越大對(duì)被測(cè)物體表面的溫度影響越大。在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)應(yīng)盡量選擇無風(fēng)或者風(fēng)力很小的情況下進(jìn)行，以確保檢測(cè)的精確度。

使用紅外熱像儀檢測(cè)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工缺陷，應(yīng)綜合考慮影響紅外熱像儀精度的因素，選擇最合適的條件以確保檢測(cè)的精度。

2.5 外圍護(hù)結(jié)構(gòu)氣密性能的檢測(cè)技術(shù)

住宅建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)氣密性的檢測(cè)主要包括外窗和整體結(jié)構(gòu)的氣密性的檢測(cè)。常用的氣密性檢測(cè)的方法主要是鼓風(fēng)門法和示蹤氣體法。鼓風(fēng)門法是認(rèn)為的創(chuàng)造室內(nèi)外之間的壓差，使用流量表檢測(cè)空氣在室內(nèi)外壓差的滲透性，進(jìn)而檢測(cè)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的氣密性，該方法檢測(cè)設(shè)備價(jià)格便宜，具有操作方便、檢測(cè)時(shí)間短、適用檢測(cè)環(huán)境的范圍廣的優(yōu)點(diǎn)；示蹤氣體法是在自然的狀態(tài)下進(jìn)行檢測(cè)，在被檢測(cè)的空間里釋放示蹤氣體，使用氣體分析儀計(jì)算示蹤氣體濃度的變化，進(jìn)而確定該空間的氣密性，該方法可在自然的狀態(tài)下采用，但氣體分析儀設(shè)備的昂貴、操作復(fù)雜、檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)。

總結(jié)：

住宅建筑中節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用在目前可持續(xù)、綠色發(fā)展的社會(huì)環(huán)境中是必然的趨勢(shì)，其檢測(cè)技術(shù)是一項(xiàng)必不可少的工作。保證住宅建筑節(jié)能建設(shè)的過程是節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，建立住宅建筑節(jié)能檢測(cè)技術(shù)能夠有效的促進(jìn)住宅建筑節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)住宅建筑健康的可持續(xù)發(fā)展。

[1]尚亞妮,陸建勇,宋偉.紅外檢測(cè)技術(shù)在某建筑屋面滲漏檢測(cè)中的應(yīng)用[J].陜西建筑,2008,8

(158):60～63

[2]宋波,楊玉忠,柳松等.建筑節(jié)能檢測(cè)與評(píng)估技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J].建筑科學(xué),2013( 10) :90 -96．

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