福建省建筑围护结构隔热性能现场检测方法研究.pdf

全 国中文核心期刊 新癯 建巍 福建省建筑围护结构隔热性能 现场检测方法研究 胡达明， 赵士怀， 黄夏东， 王云新 福建省建筑科学研究院， 福建 福 I 、I1 3 5 0 0 2 5 摘要 讨论了常用的建筑隔热性能评价体系， 并采用围护结构内表面温度作为评价指标对福建某建筑节能示范工程进行实测 和评价， 分析了检测 中存在的问题， 提 出适合福建气候特 点的隔热性能现场检测方法和相应的建议。 关键词 建筑节能； 现场检测； 隔热性能 中图分类号 T U1 l 1 - 3 文献标识码； B 文章编号 1 0 0 1 ～ 7 0 2 X 2 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 3 E x p e r i me n t a l s t u d y a b o u t o n s i t e d e t e c t i n g o f h e a t i n s u l a t i o n p e r f o r ma n c e o f b u i l d i n g e n v e l o pe i n F u j i a n HU Da r n i n g， ZHA0 Sh i h u a i ， HUANG Xi a d o ng， WANG Yu n x i n F u j i a n A c a d e my o f B u i l d i n g R e s e a r c h ， F u z h o u 3 5 0 0 2 5 ， F u j i a n ， C h i n a O 前言 人体热反应认为 围护结构内表面温度的最高值如果不 超过人体皮肤平均温度 3 3 ～ 3 5 ℃ 较为合理， 高于此值， 人们 将感受到明显的热辐射， 尤其在3 6 ℃以上， 身体的热感极其 明显。夏热冬暖地区的夏季室外温度最高值在3 5 ℃以上， 室 内热环境也不容乐观， 对其改善已 不仅是解决热舒适问题， 更 重要的是保护身体健康和保证正常的工作和学习效率【 l _ 。我 国一些已经颁布的节能标准中， 对建筑围护结构的隔热性能 作了明确的规定， 如J G J 7 5 2 o 0 3 夏热冬暖地区居住建筑节 能设计标准 针对不同的围护结构提出了相应的热惰性指标 D的限值6 9 ／3 ． 0 或口 ≥ 2 ． 5 ， 从而保证建筑内部热环境的质 量。 我国自2 0 0 1 年 6 月1日起施行J G J l 3 2 2 0 0 l 采暖居 住建筑节能检验标准 以下简称 检验标准 ， 该标准的颁 布实施一举改变了1 0多年来采暖居住建筑节能效果检测 评定无标准可依的局面， 对推进我国建筑节能工作的深入开 展具有重要的现实意义口 1 。 随着对建筑节能的理解越来越深 入， 福建省一些地区也开始建设建筑节能示范工程， 但实际 基金项 目 福建省科技重大专项资助 2 0 0 8 H Z O O O 3 一 1 收稿 日期 2 0 1 0 0 4 2 7 作者简介 胡达明 ， 男 ， 1 9 7 8年生， 湖南益阳人 ， 硕 士， 工程师 。地址 福州市杨桥 中路 1 6 2号， 电话 1 5 9 6 0 0 1 2 9 6 2 ， E ma i l h o o d a m i n g 1 6 3 corn o 1 0 新型建筑材料 2 0 1 0 ． 1 0 的效果往往缺乏数据来验证。然而遗憾的是， 检验标准 没 有涵盖南方地区建筑围护结构隔热性能的现场节能检测方 法，同时国内目前也没有针对南方地区气候特点的成熟的 方法可以借鉴。在这种条件下， 对福建省建筑围护结构的隔 热性能现场检测做一些有益的探索， 并为福建省 建筑节能 检测及评估技术规程 的编写做一些相关研究工作。 1 隔热评价体系 建筑外围护结构隔热质量的控制指标主要有3 种， 即围 护结构内表面最高温度0 i ． 结构的热惰性指标D和隔热 指数G [3 I 。 用围护结构内表面最高温度 ． 作为隔热指标能直观 反映围护结构的隔热质量及综合反映围护结构的隔热效 果。隔热指数G包括热阻抗隔热指数G 和热稳定隔热指数 G ， 作为隔热指标， 除了围护结构构造层位置变化引起的差 异没有得到体现外，其包含了影响外围护结构隔热质量与 结构有关的主要因素。热惰性指标D是评价隔热性能的重 要指标。用热惰性指标作为隔热指标， 与 ． 相比， 可以大 大简化隔热计算。 在建筑节能设计阶段， 虽然仅用热惰性指标来进行隔热 性能评价不是很全面， 但是， 由于其具有较强的可操作性， 作为隔热性能评价指标在南方建筑工程实践中已被广泛采 用。但是在建筑围护结构隔热性能现场检测中， 热惰性指标 D和隔热指数G往往很难通过检测数据得到，所以检测围 护结构内表面最高温度0 i ． 无疑是最可行的方法。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 胡达明， 等 福建省建筑围护结构隔热性能现场检测方法研究 2 围护结构隔热性能现场实测 按照 G B 5 0 l 7 6 9 3 民用建筑热工设计规范 的要求， 在房间自然通风情况下， 建筑东、 西外墙的内表面温度应满 足O i ． ≤ f ． 的要求， 其中f ． 为夏季室外计算温度最高值。 依据这一要求， 对福建省建筑围护结构隔热性能现场检测方 法进行细化， 并对福建福州某一建筑进行现场实测， 以论证 其可行性。 2 ． 1 工程概况 福建某大学学生公寓为建设部建筑节能示范工程， 该工 程为3 座7层学生公寓建筑， 按南北向错列布置， 由连廊和 门廊围合成独立的组团。该示范公寓外墙主要采用轻质砂加 气混凝土砌块自保温体系， 外墙有2 种构造类型 西山墙部 分采用 1 0 0 m m加气混凝土 1 0 0 m m空气层 1 0 0 m m加气混 凝土砌块空斗墙 以下简称墙体 1 ， 见图 l ； 其它外墙采用 2 0 0 m m厚加气混凝土砌块 以下简称墙体 2 ， 见图2 。 。0 V 室 内 o 2 0 m m 抹灰 。 G 。 C 。 。 。 1 0 0 IllI n 加气混凝土砌块 o 。 u o 0 。 ∥； 1 0 0 m ill空 气 层 1 0 0 IIlI n 加气混凝土砌块 1 0 m m 抹灰 。 。 。0 c ；。 o c 图 I 墙体 I主体部位构造 0 0 {．．．2．．．．0．，，．．m，， m 一 ， 0 】 2 0 0 m加气混凝土砌 [-- ．c c ， 3 1 I l o Jn Il l抹灰 L 0 1 n l、 一 0广 0， 一 ， | t ， 室 内 0 。 t 一 0 n 0九 广 、 q， 一 一 一 一 ●一 图 2 墙体 2主体部位构造 2 ． 2 测点 布置 考虑到节能示范公寓的工程进度、 入住情况及外墙结构 类型等因素， 本次隔热性能现场检测选定C - 1 楼作为检测对 象。 墙体 1 、墙体2的隔热性能检测部位均在C - 1 楼5 楼 见图3 ， 其测点布置分别见图4 和图5 。 C - 1 楼5 楼平面 图 局部 图 3 墙体隔热性能检测部位示意 ■ ■E1 J l F夏j 1 _ ● ／ ／ 外表 面温度 点 ／ 内表面温度点 室外空气温度点 ＼ i I r 室内空气温度 _ F F 1 I 图 4 墙体 1 隔热性能检测测点布置 _ _ _ 外表面温度 点 ] 内 表 面 温 度 点 ＼＼ -／ 7 一 室 外 空 气 温 度 点 n ／ 7 ＼ ＼ ／ } 室内空气温度 、＼＼ 一 I1 rI l广 一 E 一 图 5 墙体 2隔热性能检测测点布置 2 ． 3 检测数据整理 由于福建地区夏季气候多变， 台风、 暴雨比较常见， 而这 些天气变化因素会直接影响围护结构隔热性能的检测； 而且， 由于建筑工地条件简陋，大功率建筑设备的使用经常导致停 电， 从而造成了检测设备工作不稳定、 数据不连贯； 另外， 检测 现场的建筑主体工程虽然已经完成，但是部分配套设施还在 施工， 施工过程中会造成检测线路的中断， 也会导致检测数据 的中断。 另一方面， 由于围护结构存在蓄热和放热的过程， 必须等 围护结构这种蓄热和放热达到周期性稳定后，对围护结构隔 热性能的检测才是合理的，所以必须在一段时间连续晴好天 气中的某一天的数据才能真实地反映围护结构的隔热性能。 为了将气候条件等不利因素对测量的影响降至最低，本次检 测延长了检测时间， 实测累计时间将近 3 0 d ， 其中选取连续5 NE W BUI L DI NG MAT ER l AL S 1 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 胡达明， 等 福建省建筑 围护结构隔热性能现场检测方法研究 个晴好天气的第3 d 的数据进行计算。 对各测点的原始记录进行了分析、 整理， 剔除其中异常数 据， 隔热性能检测数据处理过程相关参数值见表 1 ， 隔热性能 检测温度曲 线见图6 采样日期为2 0 0 6 年9 月2日 。 表 1 隔热性能检测数据处理过程相关参数值 从表 1 可看出， 墙体 1 和墙体2的内表面最高温度分别 为2 9 ．6 ℃及2 8 ． 9 o C ， 均满足G B 5 0 l 7 6 9 3 的技术要求。 p 赠 。。 ∽∞ ∞00_ _ ∞∞ 0 c 。 t - ∞∞ 0 0 ∽寸0 L f 0 ∞∞0 ∞ 0 卜 ∞ ∞ c 。0 卜’ H 0 OO 0__ ∞ L f 0 ∞ 0H∽ 0Hn 0 ∽寸c 。 t “ - - ∞0 C I∞ ∞卜∞0 ∞ 000000000一 一__ 采样 时间 图 6隔热性能检测温度 曲线 从图6 可以看出 1 墙体2的内表面温度低于墙体1 的内表面温度， 这主 要是因为墙体 1 为南侧房间， 墙体2 为北侧房间， 且临近墙体 对其有一定的遮阳效果， 因而导致了这种差异。 2 围护结构内 表面的最高温度出现在 1 9 0 0 ～ 2 1 0 0 ， 而 这段时间刚好是人们在建筑内部活动的高峰时段， 这一时段 的室内热环境质量直接影响住户的休息。 3 墙体 1 和墙体2的内表面温度最高值相对于室外空 气温度最高值都滞后， 且时间基本相等 4 5 h ， 同时内表面 温度的波幅相等 都为0 ． 8 ℃ ， 主要原因是两者热惰性指标 相等， 隔热性能差异不大。 2 ． 4 检测方法研究分析 该示范工程于2 0 0 7 年5 月通过建设部验收， 验收评审组 专家对该建筑节能现场检测方法给予了充分的肯定， 认为此 次检测数据可信、 检测结果可靠。通过围护结构隔热性能的 实测研究表明， 在福建地区围护结构隔热性能现场检测基本 可行， 隔热性能检测方法的要求为 1 依据G B 5 0 1 7 6 9 3的要求， 测量应在夏季高温晴好 l 2 新型建筑材料 2 0 1 0 ．1 0 天气， 室内自 然通风条件下进行； 2 由于实际测量时室外空气的最高温度与夏季室外计 算温度最高值 ． 存在一定的偏差， 虽然对隔热性能的测试 评价会产生影响，但在偏差不大及由于围护结构对室外热扰 的衰减作用下， 对内表面温度的影响甚小。 所以， 测量期间室 外最高空气温度t ． 应接近当地夏季室外计算温度最高值 ． ，允许负偏差在一 2 ℃之内； 3 由于屋面和东、 西外墙受室外热扰较大， 隔热性能检 测仅限于建筑屋面和东、 西外墙； 而且太阳辐射对围 护结构的 温度影响很大， 所以围护结构阳光照射不应被其它物体遮挡； 4 建筑围护结构的含湿量对检测结果影响较大， 所以检 测应在受检外墙、屋面已干透或主体结构施工完成3 个月后 进行； 5 由于铜一 镣铜热电偶热性能稳定、 精度较高， 而且特 别适合检测现场简陋的条件， 所以测量用温度传感器宜采用 铜一 镰铜热电偶， 同时记录仪器采用自动采集可供电脑进行 数据处理的仪器， 便于数据的录入、 输出和处理； 6 为了便于在检测中对数据及过程的监测， 及时排除检 测中出现的异常情况， 除了要检测室外空气温度、 内表面温度 外， 还要同时监测室内空气温度、 外表面温度等； 7 由于墙体的蓄热作用影响， 检测应该在连续晴好天气 中的某一天，检测持续时间不得少于2 4 h ，测量期每3 0 m i n 或更小时间间隔记录 1 次数据； 8 为了便于比较， 同时保证测量数据的可靠性， 内表面、 外表面测点至少各布置3 点， 取加权平均值； 隔热性能评价取 内表面各点平均值作为评价基础，取平均温度最高值 ． 与夏季室外计算温度最高值f ． 比较； 9 室外空气温度测点、 室内空气温度测点以及围护结构 内、 外表面温度测点均应作防辐射处理， 避免阳光直射， 否则 会影响温度测量的准确度。 虽然隔热性能现场检测在一些建筑节能示范工程中基本 可行， 但现场检测对检测条件的限制较大， 同时存在检测周期 长、 检测费用高、 检测工作量大等不利因素， 所以在福建地区 不宜大面积推广使用。 3 结语 1 在福建地区， 对建筑围护结构的隔热性能进行现场检 测， 其检测结果能够满足工程上的需要。 2 福建夏季气候多变， 是现场检测不可避免的不利条 件，应适当延长检测周期，选取连续晴好天气中某一天的数 据， 并对数据进行分析。 下转第 2 6页 的 盯∞ ∞ ∞四勰 拍 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 杨伟静 ， 等 轻型复合墙板的应用研究 表 1 改进前后墙板试件钢丝用量 比较 由表 1 可知，改进复合墙板的腹丝根数比原C L复合墙 板少了6 0 ％， 大大减少了冷桥效应， 保温效果更好； 改进复合 墙板比原C L 复合墙板的斜钢丝用量减少了5 5 ． 7 ％， 总用钢量 减少了1 4 ．7 ％， 使得成本大大降低。 为了验证改进复合墙板的承载力不低于原C L复合墙 板， 进行了抗弯承载力试验研究。经对墙板抗弯承载力试验 研究发现， 2 种墙板的开裂荷载基本相同，改进前后分别为 9 ． 1 k P a 和9 ． 2 1 k P a ， 而抗弯极限承载力却有较大差异， 原C L 复合墙板的抗弯极限承载力为1 0 ． 1 0 k P a ， 而改进复合墙板为 1 1 ． 5 4 k P a ， 两者相差 1 4 ．2 6 ％。由此试验结果可知， 改变腹丝 的布置方式， 对复合墙板的开裂荷载基本无影响， 但改进复 合墙板的抗弯极限承载力却有大幅提高【 l 8 1 。 3 结论 通过C L复合墙板的应用研究， 针对墙板设计、 施工存在 的问题， 从设计理论、 施工配套技术和节能保温效果等方面 提出了改进措施和建议， 并对改进的复合墙板进行了抗弯承 载力试验， 试验研究得出结论如下 1 改进的复合墙板采用平面桁架腹丝， 比原C L 复合墙 板空间网架腹丝减少跟数 6 0 ％， 大大减少了冷桥效应； 腹丝 用量减少5 5 ． 7 ％， 总用钢量减少 1 4 ． 7 ％， 使得成本大大降低。 2 改变腹丝的布置方式， 对复合墙板的开裂荷载基本 无影响， 且可提高C L 复合墙板的抗弯极限承载力。 参考文献 [ 1 】 李升才 ， 江 见鲸 ， 胡建宏， 等． 复合剪力墙板弯 曲开裂强度计算方 法的探讨【 J j ． 工业建筑 ， 2 0 0 1 ， 3 1 7 2 1 2 3 ． s 上接第 l 2页 [ 2 ] 李升才， 江见鲸 ， 于庆荣． 复合 剪力墙板抗弯 承载力计算 方法的 探讨I J 1． 结构工程师， 2 0 0 1 3 3 5 4 0 。 [ 3 ] 李升才， 江见鲸 ， 于庆 荣． 复合剪 力墙结构设 计计算模式 的探究 【 J ] ． 辽宁工程技术大学学报 ， 2 0 0 2 ， 2 1 5 6 0 8 6 1 1 ． [ 4 】 李升才， 江见鲸． 轻 型复合 结构抗震性能分析 1 [ J 】 ． 中山大 学学 报， 2 0 0 6 ， 4 5 5 1 3 3 1 3 8 ． [ 5 】 李升才． 复合墙板轴心 受压试 验研究【 J ] ． 华侨大 学学报 ， 2 0 0 6 ， 2 4 4 3 8 4 3 8 7． 【 6 ] 成全 喜， 杨 德健 ， 孙 锦镖， 等． 混凝土夹芯复合 墙板 结构性 能试验 研究I J 1． 工程力学， 2 0 0 1 增刊 2 3 7 2 4 1 ． [ 7 ] 张同亿， 张兴虎 ， 于庆荣． 复合墙板结构层组 合形式的探讨m。 西 安建筑科技 大学学报 ， 2 0 0 1 ， 3 3 1 1 0 1 3 ． [ 8 ] 张同亿， 张兴虎， 吴敏哲， 等． 带框复合墙板抗震性能试验研究【 J ] ． 西安建筑科 技大学学报 ， 2 0 0 0 ， 3 2 3 2 0 9 2 1 2 ． 『 9 ] 张同亿， 张兴虎， 于庆荣， 等． 装配整体式复合墙板抗震性能试验 研究f J 1 ．西安建筑科技大学学报 ， 2 0 0 0 ， 3 2 4 3 2 5 3 2 8 ． [ 1 0 ] 张同亿， 吴敏哲， 于庆荣． 轴 向压力对复合墙板抗 震性能的影响 叨_ 西安建筑科技大学学报， 2 0 0 1 ， 3 3 2 1 2 7 1 3 0 ． [ 1 1 】 山东省建设厅． D B J 1 4 0 3 4 --2 0 0 5 ， C L结构体系技术规程【 S 】 ． [ 1 2 】 闫复华 ， 孔德超， 侯和涛．C L结构体系设计和施 工中存在 的问题 与改进措施【 J J _ 新型建筑材料 ， 2 0 0 8 5 24 2 6 ． [ 1 3 ] 柴红太． c L结构单 面预制工艺在施 工 中的应用研 究【 J ] ． 山西建 筑 ， 2 0 0 6 ， 3 2 1 2 1 1 8 1 1 9 ． 1 4 ] 李永华 ．cL复合 墙板混 凝土双面 现浇施 工技术 叫． 山西科 技， 2 0 0 5 1 1 2 6 1 2 9 ． [ 1 5 ] 张荣富． c L结构体系中的模板施 工【 J ] ． 建筑技术 ， 2 0 0 7 7 3 ． [ 1 6 】 冯玉珍 ， 冯玉坤 ， 林永华． c L复 合墙板体系施 工探讨『 J 1 ． 青岛建 筑工程学院学报 ， 2 0 0 3 ， 2 4 1 6 8 7 0 ． [ 1 7 ] 王春梅 ， 崔晓伟． c L结构体系的施工技术【 J ] ． 建筑技术 ， 2 0 0 5 ， 3 6 7 5 0 0 5 01 ． [ 1 8 ] 侯和涛 ， 陈璐 ， 李国强 ， 等 ． 轻质复合墙板 的抗弯承 载力试验与 理论研究 钢结构 ， 2 0 1 0 ， 2 5 增刊 6 6 9 6 7 5 ． A 3 由于建筑围护结构隔热性能的现场检测对于个别节 能示范工程的检测可以采用， 但是对于一般的节能工程， 由于 各方面条件限制， 不宜大面积推广使用。 参考文献 [ 1 】 孟庆林 ， 刘亚 ， 任俊 ， 等． 夏热冬暖地 区住宅 围护结构隔热构造技 术及其效果评价【 J J ． 新型建筑材料， 2 0 0 1 2 2 7 - 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