夏热冬冷地区节能建筑的检测评估方法探讨

1夏热冬冷地区节能建筑的检测评估方法探讨摘要：本文结合成都地区节能展示中心的情况，论述了在节能住宅的检测评估与认定标准中，应该检测些什么内容，哪些检测项目有标准可依，哪些可借鉴采暖地区的节能检测标准，哪些尚需在制定评估认定标准时加以扩充完善，且应经相关专家评议后才能在实践中应用。关键词：节能保温隔热传热系数1引言随着国家《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》的深入贯彻执行，对节能住宅的检测评估与认定似乎成了一个热门课题，许多地方都在制定检测认定标准。那么在这个检测认定标准中，应该检测些什么内容，哪些检测项目有标准可依，哪些可借鉴采暖地区的节能检测标准，哪些尚需在制定评估认定标准时加以扩充完善，且应经相关专家评议后才能在实践中应用，结合成都地区节能展示中心的情况谈一些个人看法。2节能住宅评估认定标准中需测试的各种参量我理解在节能住宅评估认定标准中应分小区规划节能评估和单体建筑节能评估。小区规划节能评估包括节能住宅朝向、间距（综合考虑日照、自然通风、采光等要求），建筑布局2及建筑形态等要求，这些从对设计图纸的审查就可搞定，无需进行具体度量。单体建筑节能评估需依设计图计算单体住宅的体型系数，分朝向计算窗墙面积比，这些资料一般在设计图纸的节能篇都能找到，评估人员仅需复核即可。需具体测试的是以上提及的节能设计标准中应达到的各种热工参量。下面分类列出这些参量。2.1外围护结构保温隔热性能测试（1）外墙主体部位及屋顶的传热系数测定，外墙平均传热系数及D值通过计算解决；（2）外窗及户门（或阳台门）的传热系数测定；（3）外窗及阳台门的空气渗透性能测定；（4）底层架空自然通风楼板的传热系数测定。2.2内围护结构保温性能测定主要包含分户墙和层间楼板的传热系数测定。2.3室内热环境参数（含室内空气温湿度、平均辐射温度、室内风速）的测量。3各类参量的测试方法及设备以上诸类参量可分为实验室与现场测试两大类，下面就成都节能展示中心采用的测试方法分别予以阐述：3.1实验室测量3.1.1外窗及户门（或阳台门）的传热系数测量：测试依据国家相关标准GB/T/8484-2002《建筑外窗保温性能分级及检测方法》及GB/T16729-1997《建筑外门保温性能分级及其检测方法》用紫微智能型建筑门窗保温性能测试设备BW-1520D进行检测。该设备数据采集，存储及温控全部由计算机进行控制。热室采用交流稳压电源供电的电暖气加热，冷室采用变频调速制冷机组供冷，室温波动小，能耗低，控温精度高。3.1.23外窗及户门（或阳台门）空气渗透性能等级测量：依据国家标准GB7107-86《建筑外窗空气渗透性能及其检测方法》，在四川建科院专用实验室的静压箱内进行测量。3.1.3墙体传热系数的测量依据国标GB/T13475-92《建筑构件稳态热传递性质的测定标定和防护热箱法》用紫微BW-1212WT设备用标定热箱法进行测量。该设备数据采集、存储及温控全部由计算机自动控制。3.2现场测量3.2.1墙体及屋顶（或底层架空自然通风楼板）传热系数的现场测量：测试参照国家行业标准《采暖居住建筑节能检验标准》JGJ132-2001J85-2001进行。墙体、屋顶或楼板结构层热阻：R＝（m2·k/w）——内表面各测点逐时温度平均值℃；——外表面各测点逐时温度平均值℃；——内、外表面测点逐时热流密度平均值w/m2。值得注意的是，按上述标准热流计应贴在被测围护结构内表面，这在气候干燥的北方地区，问题不是很大，但在气候湿度较大的夏热冬冷地区，由于围护结构存在热湿传递使得进入围护结构和从围护结构流出的热流密度不等。按陈启高教授80年代初[1]的研究，应求贯通热流密度即将内、外表面测点逐时热流密度平均值再行平均。最后求围护结构传热阻Ro＝R+Ri+Re，Ri及Re分别为内、外表面换热阻，按相关标准取4值，传热系数K＝（w/m2·k）成都地区节能展示中心用美国惠普Agilent34970A数据采集仪配专用测试软件测逐时热流密度及温度。温度用铜-鏮铜热电偶温度传感器，热流密度用热流传感器进行测定。该采集仪可采集、存储50000个数据，并可通过R232接口同计算机进行通讯及导出数据，亦可用专用软件自动生成曲线及计算传热系数等。测试时用变频空调机组使室温保持恒定，室内空气温度可依冬、夏不同按标准取值。3.2.2分户墙和层间楼板传热系数的现场测量：参考3.2.1条测定分户墙或楼板结构层热阻，而后计算传热阻Ro＝R+2Ri，因分户墙或层间楼板两表面均在室内故应取内表面换热阻值的2倍。3.2.3住宅屋顶及西、东墙隔热性能的测定：不论是在自然通风或室内空调条件下，围护结构内表面温度均是评价围护结构隔热性能的重要指标。在空调条件下，通过围护结构传入室内的热流密度，与内表面温度和室内的气温之差成正比。对重质围护结构可通过测得围护结构逐时内表面温度，而后求得围护结构衰减倍数νo和延迟时间△τ，νo＝——室外综合温度波幅（℃）；——围护结构内表面温度波幅（℃）；＝–＝–＝+从以上诸式中可看出，要求得νo，需逐时测量室外空气温度te，围护结构内表面温度θi，水平面太阳辐射总照度I等并需测围护结构外表面对太阳辐射热的吸收系数ρ，而后间接求得5以上各参量，并算出围护结构衰减倍数νo，并求得围护结构内表面温度最高值出现时间τ及室外综合温度最高值出现时间τ的差值△τ，即△τ=τ–τ以νo及△τ的值大小可对重质围护结构隔热性能进行评价。对轻质围护结构除内表面温度外的其它评价参量尚需予以研究。成都节能展示中心用美国Davis电子气象站逐时测室外空气温度te，水平面太阳辐射总照度I，用天空辐射仪测屋顶及西、东墙面外表面对太阳辐射热的吸收系数ρ。美国Davis电子气象站有数据即时采集、即时显示（数字及图表）等功能专用软件，并可作出所选几日（月或年）的室外气象参数的变化趋势图表，求得气象参数平均值、最大值及最小值等，对观察所测日室外气象参数的变化规律，帮助选择分析数据，大有裨益。内表面温度及室内空气温度的逐时测量用铜-鏮铜热电偶温度传感器测定，测空气温度热电偶传感器外罩内部涂黑的铝箔套筒。3.2.4室内热环境参数的测量节能住宅不能以牺牲室内舒适（或较舒适）热环境为代价，否则就失去了节能的意义。成都节能展示中心在室内热环境的测量中，对室内空气温度、湿度及室内风速用日本KANOMAX公司的A533-01型测试仪进行检测。该仪器测室内风速量程为0.05~5.00m/s，分辨率为0.01m/s，精度为±2%；测室内空气温度量程为0.0~60.0℃，分辨率为0.1℃，精度为±0.5℃；测室内空气相对湿度传感器量程为2.0~98.0%RH，分辨率为0.1%RH。6当量程为2~80%RH时，精度为±2.0%RH；当量程为80~98%RH时，精度为±3.0%RH。该仪器具有数据采集、存储功能，并可通过R232接口和计算机进行通讯，并导出数据。该仪器的计算模式可自动求得测试数据的最大、最小及平均值。测壁面平均辐射温度可在房间内6个表面分别布点（如有门窗内表面应分别布点，与墙面求加权平均值）测得诸墙面温度而后求得室内平均辐射温度，再参考人的衣着热阻及人体代谢率，依据以上测试量即可求得PMV或PPD指标，从而可判定该室内热环境的舒适程度。当然如能用专用热舒适度计测更好，但丹麦前些年产品没有R232接口，也不能和计算机通行通讯，仅能由自带打印机打印出数据，使用不便且价格昂贵，现在是否有和计算机接口的换代产品，无从而知。4结语通过成都节能展示中心的建设及节能住宅评估体系认定标准的研究，本人有以下体会：（1）节能检测作为评估体系中的主要组成部分，应加强相关测试方法及测试设备的研究；（2）应加强对轻质围护结构隔热评价理论的研究，在这方面并没有较为成熟的理论；（3）对围护结构传热系数现场测量中，热流计单面或双面贴应进行相关的实验比对研究，如在防护热箱（或标定热箱）中测量结果间的互比，来作出印证；（4）以上介绍的仅是成都节能展示中心的一些做法，现在测试技术发展很快，相信会有多种测试设备适用于我们的评估测试，需同行们去发现、挖掘。参考文献[1]7陈启高《铝箔纸板在冷库围护结构中的湿热性态》科技资料80-001重庆建筑工程学院科技情报科1980年1月