围护结构传热系数现场检测影响因素探讨.pdf

2011年第4期(总179期
安徽建筑
围护结构传热系数现坜检测影响因素探讨
On Factors of Testing Heat Transfer Coefficient of Envelope Structure
章家海(安做省建筑科学研究设计院,安徽合肥2300
摘要:本文主要讨论了在围护结构传热系数现场检測过程中,检測周期、内外表面温差以及国护结构含水率等因素对其检测结果的影响情况
关键词:温差;传热系数;热流密度;含水
中图分类号:TU502
文献标识码:C
文章编号:1007-7359(2011)04-0194-02
1概述
墙体传热系数理论值与实測值
表
墙体
含水率W(%)
理论值K」实测值K2
K,/K
随着我国国民经济的快速发展,对建筑节能标准的编号粘土空心砖砌筑砂浆粉刷砂浆(Wmr:K)(Wnm:K
要求也越来越高。按照住建部建筑节能2010年规划目标
12.4.5
13.85
的要求,不仅要全面实现节能50%的第二阶段目标,而且
48
11.68
1.63
1.215
在有条件的地区提前开展节能65%的第三阶段工作,这
234
12.02
15%的增长全部要由建筑物的围护结构来承担,只有通过
3.06
9.69
11.24
1.63
.891.159
提高围护结构的保温性能,这个目标才能实现。同护结构
是否满足节能标准要求有待于进一步验证,传热系数是最问题主要依据这种方法,供大家商権。
关键的指标。常用的建筑围护结构传热系数的检测方法
有:热流计法、热箱法和红外热像仪法。热流计法采用热流2传热系数现场检測原理
检计及温度传感器测量热流密度和构件内外表面温度,通过
则、计算得出传热系数。一般来讲,构件内外温差愈大,其相对
测量的内容包括热流密度、室内外空气温度、建筑构件内外表
试误差愈小,所得结果亦较为精确,其缺点是受季节限制,多面温度,所用的仪表主要是热流计和热电偶。热流计可以获得各被
验
在采暖期使用,在非采暖期或者不采暖的夏热冬暖地区则测点的热流密度,热电偶可以获得各点的表面温度,由热流和温度
测不宜使用,无法满足建筑工程质量监督部门随时监控节能计算出被测墙体的热阻和传热系数
量
保温工程质量的要求
技
计算围护结构的热阻
术
北京中建建筑科学研究院有限公司段恺等人采用热
箱法检測传热系数,其原理是基于一维传热的基本假定,
(er:
R=i=1
被测部位的内侧用热箱模拟采暖建筑室内条件,另一侧为
室外自然条件或在被测外墙外面的冷箱。维持热箱内温度
∑
高于室外温度10℃以上,定时记录热箱的发热量及热箱内
式中:Rー一围护结构的热阻(m2KWw
空气温度和室外空气温度,经运算得出被测部位的传热系
0一围护结构内表面温度的第j次测量值(℃
数值。这种方法可以认为是功率法检测围护结构传热系
0围护结构外表面温度的第j次测量值(℃)
数,首先检测的前提是一维传热的基本假定,且要求热箱
q一热流密度的第j次测量值(W/m)
外侧的环境温度要与热箱内的空气温度基本接近。还有就
计算围护结构的传热系数:
是墙体本身有一定的含水率,水汽蒸发也会消耗一部分热
K=1/(R1+K+R
量,因此测试结果存在一定的误差,况且尚未发现有关热
式中:K-围护结构的传热系数(W/m2·K)
箱法的国际标准或国内杈威机构的标准。红外热像仪法通
R一内表面换热阻,应按国家标准《民用建筑热工设
过测得的各种热像图表征热工缺陷和无热工缺陷的建筑计规范》(GB50176)附录二附表2.2的规定采用
构造,用于分析检测结果时作对比参考,因此只能定性分
R。一外表面换热阻,应按国家标准《民用建筑热工设
析而不能量化指标。笔者认为哈尔滨工业大学建筑节能仪计规范》(GB50176)附录二附表2.3的规定采用
表研究所提出的测试方法有一定的适应性,采用BES-Aa
热箱法闱护结枃传热系数现场检测仪,与热箱配套使用,3影响因素分析
通过控制热箱内温度,人为造成试件两侧温差,并在相对
稳定的状态下进行测量。该法实质还是热流计法,这种检3.1案例
建测方法一年四季可以进行,方法也较为简便。本文讨论的3.1.1王程概况
筑收稿日期:2011-04-20
某单位办公楼为6层框架结构,填充墙为240mm粘土空心
194作者简介:章家海(1976-),男,安做肥东人,工程頭。
砖,未做保温。该工程竣工已有2年时间,填充墙的构造型式为
安微建筑
2011年第4期(总179期
时间与温差、传热系数关系曲线
目前,《民用建筑热工设计规范》(CB50176-93)附表4.1
给出的材料导热系数是在材料绝干状态下的导热系数,而设计
中对墙体传热系数计算所采用的材料导热系数未考虑墙体内
材料实际含水率情况。在工程现场的墙体材料,砌块、砌筑砂
浆以及保温砂浆都处于潮湿状态,众所周知,含水率对其导热
系数有很大影响,材料实际的导热系数随着含水率升高而明显
增大,而材料导热系数是决定墙体传热系数的关键因素,如果
使用绝干状态下的导热系数来计算传热系数,计算结果必然比
115130145160175190110511201
实际传热系数要小的多,因此根据现行规范计算墙体传热系数
时间点(10min)
应考虑含水率的影响。
一温差(℃)一传热系数(Wm2?K)
32案例二
ーーーーーーーーmーーー
图1时间一温差、传热系数关系曲线
3.2.1工程概况
20mm砂浆粉刷层+240mm粘土空心砖+20mm砂浆粉刷层,测
试验用墙体:20mm粉刷砂浆+240mm粘土空心砖
+20mm粉刷砂浆,灰缝厚度10mm,墙体总厚度280mm,砌筑4
点位置选择在一层北侧外墙,检测装置采用BES-Aa热箱法围
面1m×1m墙体,检测装置同样采用BES-Aa热箱法围护结构
护结构传热系数现场检测仪。测试前,首先用红外热像仪对整
传热系数现场检测仪。墙体在砌筑过程中,通过喷酒一定量的
个填充墙进行扫描,未发现存在明显的热工缺陷,测点位置无
裂缝和空气渗漏,且不受加热、制冷装置的直接影响。检测装置
水来控制其含水率,待其表面干燥后进行测试。检测结果如表
热侧户内环境空气温度控制在26℃左右。检测过程中对热箱
2.2结论分析
内环境温度的设定,考虑到构件要经过一段时间进入稳定平衡
墙体传热系数的实测值较理论值偏大,平均比值约为
状态,适当延长了第一次测试时间到108h,之后每隔48h,通过
1.199。对于四面墙体,墙体的含水率越高,其传热系数实测值
调整热箱温度来提高温差5℃左右。在整个过程中,每10min
(时间点)采集一次内表面、外表面的温度和热流密度。
越高,1“墙体的加权平均含水率为7,78%,“墙体的加权平均检
含水率为66%,3墙体的加权平均含水率为5.76%,4墙体的测
3.1.2测试周期的影响
由图1可见,经过24h后,系统基本达到稳定。通过数加权平均含水率为5.18%,当墙