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摘要:在崇尚自然环保节能的当今 ,如何在建筑工程施工中做好建筑节能检测具有十分重要的意义。本文分析了开展建筑节能检测的必要性,给出了建筑节能检测的基本方法。
关键词:建筑节能;检测技术;热流计法;
Abstract: In the advocate natural environmental protection and energy saving of today, how to make the most of the construction of building energy efficiency test has the very vital significance. This paper analyzes the testing of the energy conservation, the necessity of building energy efficiency are the basic methods of detection.
Keywords: building energy efficiency; detecting technology; heat flow plan, method
中图分类号:TU201.5文献标识码:A文章编号:
随着我国经济体制改革的深入和对外开放领域的扩大,建筑行业得到了长足的发展,基础建设不断扩大。与此同时,建筑能耗占全社会总能耗的比例逐年增大,而其中居住建筑的采暖能耗占的比重最大。在现今创建资源节约型和环境友好型的两型社会的大环境下,这种状况势必会影响我国经济和社会发展战略目标的实现。建筑节能是发展建筑行业的需要,也是执行“节约能源,保护环境”的基本国策,为此,建设部颁布了一系列政策法规来节约采暖能耗。这些政策法规的颁布和实施,均有力地推动我国建筑节能向前发展。
1建筑节能检测
近几年来,建筑节能的常规检测技术开始在国内发展,在北方寒冷地区已形成了一些较为完善的测试手段,包括小区耗煤量、单位建筑面积耗热量,建筑物外围护结构传热系数、以及管网情况测试等。已经形成了标准《采暖居住建筑节能检验标准》(JGJl32—200l)和《建筑节能工程施工质量规范》(GB50411-2007)。采暖标准以强制性条文规定检测必须在最冷季节进行,而夏热冬冷地区则需要在最冷、最热月进行。测试周期少则3~5天,多则2~3周,只有这样结果才相对比较准确。建筑物热传递过是一个动态的过程,但为了简单起见,有关设计标准采用的是静态指检测指标。动态过程通过测试用静态特征值来描述,要满足精度要求,必须使动态过程尽量静态化,采暖(空调)检测布在最冷(热)月,可以最大限度地减少室内外温差变化,另外,通过多周期的测平均值来消除室外温度变化对测试结果的影响。
2建筑节能检测的必要性
建筑节能是指在建筑物的规划、设计、新建(改建或扩建)、改造和使用过程中,执行节能标准,采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品,提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率,加强建筑物用能系统的运行管理,利用可再生能源,在保证室内热环境质量的前提下,減少供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能耗,即在保证提高建筑舒适性的条件下,合理使用能源,不断提高能源利用效率。简单来说,建筑节能就是要“减少建筑中能量的散失”和“提高建筑中能源利用率”。
由于我国是一个发展中国家,人口众多,人均能源资源相对匾乏。人均耕地只有世界人均耕地的1/3,水资源只有世界人均占有量的1/4,已探明的煤炭储量只占世界储量的11%,原油占2.4%。每年新建建筑使用的实心粘土砖,毁掉良田12万亩。物耗水平相较发达国家,钢材高出10%~25%,每立方米混凝土多用水泥80公斤,污水回用率仅为25% 。国民经济要实现可持续发展,推行建筑节能势在必行、迫在眉睫。 目前,我国建筑用能浪费极其严重,而且建筑能耗增长的速度远远超过我国能源生产可能增长的速度,如果听任这种高耗能建筑持续发展下去,国家的能源生产势必难以长期支撑此种浪费型需求,从而不得不被迫组织大规模的旧房节能改造,这将要耗费更多的人力物力。在建筑中积极提高能源使用效率,就能够大大缓解国家能源紧缺状况,促进我国国民经济建设的发展。因此,建筑节能是贯彻可持续发展战略、实现国家节能规划目标、减排温室气体的重要措施,符合全球发展趋势。
应该说,只要从建筑节能设计龙头工作开始作好,严格按建筑节能设计标准选择使用节能材料和节能产品;在节能工程的施工过程中,控制好节能材料产品系统的施工,竣工验收的建筑节能性就能完全有保障。然而,现实却不然。尤其在夏热冬冷地区,多数设计人员的建筑节能相关知识比较欠缺,对新的建筑节能规范和标准理解有待提高;同时,建筑的建造周期长,节能施工环节较多;施工方和开发商对建筑节能工作重要性认识不足,施工中常常出现偏离设计和标准的现象;加之利益的驱使和社会不良风气的渗入,偷工减料难免出现。针对以上现象,为了确保建筑节能工程的质量,必须通过相关的检测,来实施建筑节能施工质量监督。
3建筑节能检测技术
3.1建筑节能检测设备
基本配置主要包括:导热系数测定仪、标定热箱墙体保温性能试验装置、电子天平、万能试验机、电热鼓风干燥箱、低温箱、标定热箱门窗保温性能试验装置、外保温系统耐候性试验室、建筑节能工程现场检验设备(温度、热流巡回检测仪,热流计,铜–康铜热电偶)、门窗气密性、水密性现场检验设备等。
3.2节能检测的内容
建筑节能检测内容包括(1)绝热及节能材料:泡沫塑料、橡塑绝热制品、矿物棉制品、无机硬质绝热制品、保温砂浆、混凝土空心砌块、多孔砖、保温砖、加气混凝土砌块和复合保温墙板等。(2)隔热涂料。(3)门窗。(4)外墙外保温系统。(5)采暖、空调设备。(6)建筑节能工程现场检验。
3.3建筑节能检测技术
在当前的建筑节能检测中,主要技术是能够快速准确地测定建筑外围护结构的热工性能,即得出外围护结构的传热系数K值(主要是墙体、屋顶部分)。外围护结构的其他部位,如门窗,因为结构和材料较清晰明确,而且可以拆卸,可以在实验室中直接检测,然后根据外围护结构各部位的传热系数计算得出建筑的能耗指标来确定建筑耗能状况,以此评价建筑的节能效果。
3.3.1热流计法
热流计是建筑热耗测定中常用仪表,通过它来测量建筑物围护结构或各种保温材料的传热量及物理性能参数。测量的内容包括热流密度,室内、外气温,保温隔热建筑墙体的内、外表面温度以及热流计的两表面温度。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,由热流和温度计算出被测墙体的热阻和传热系数。
检测基本原理为:在被测部位至少布置两块热流计,测量通过建筑构件的热量,在热流计的周围和对应的冷表面上各布置4个铜–康铜热电偶测量温度,并将测试信号直接输入连接的微机,通过计算机数据处理,可输出热流值及温度读数。通过瞬变期,达稳定状态后,计量时间包括足够数量的测量周期,以获得所要求精度的测试数值。为使测试结果具有客观性,测试时应在连续采暖(人为制造室内外温差亦可)稳定至少7天的房间中进行。测量时间尽量选在寒冷天气,室内外温差须大于20℃。
热流计的测点应选在有代表性的部位。如结构复杂,需按不同部位求加权平均值,应在不同部位设置测点。但由于实际的房间中有横竖暖气管道,有门、窗、圈梁等,各部分材料、构造及位置和热环境不同,在实际的测量中,须将外墙划分成若干个热状况相近的区域,分别测量每个区域中央部位的外墙热流值和该区域内的表面特征温度,求出该区域的外墙热流值后再加权平均,求出整个外墙的耗热量。
3.3.2热箱法
热箱法是测定热箱内电加热器所发出的全部通过围护结构的热量及围护结构冷热表面温度。适用范围包括屋顶、外墙、分户墙、楼板、門窗的传热系数实验室测量。热箱法不宜用于现场检测,而门、窗传热系数检测只能用热箱法。热箱法测试原理是人工制造一个一维传热环境,被测部位的内侧用热箱测试,热箱和室内模拟采暖条件,另一侧为室外(自然条件)。通过测量热箱的发热量得到被测部位的传热量,计算得到该被测部位的传热系数。热箱法测试选择测点位置,不靠近热桥、裂缝和有空气渗透的部位;测试室内外空气和内外表面温度、热箱内空气温度、热量和热箱开口面积,计算被测部位传热系数。该方法宜在室外平均空气温度25℃以下,热箱内温度大于室外最高温度8℃以上进行。
3.3.3红外热像仪法
红外热像仪是集先进的光电子技术、红外探测器技术和红外图像处理技术于一身的高科技产品,广泛应用于电力系统热故障的状态检测和诊断、石油和化工设备检测、冶金系统的设备监控、消防探测和安全检测、医疗诊断、海关缉私等行业。红外热像仪用于建筑节能研究和检测在我国尚处于起步阶段,但具有极其广阔的应用前景。热像仪测温是一种非接触式、快速的测量技术,测量物体表面温度分布,不会破坏被测温度场,能直观地显示物体表面的温度场,温度分辨率可达0.01℃。此外,还具有显示方式多、测温范围广、可进行数据存储和计算机处理、操作简单、携带方便等优点。
3.3.4房间气密性测定
气密性测试主要是透过比较被测房间内外的空气压力来计算出房间的气密性。测试时人工对房间增压或减压,造成房间内外的空气压力差异,产生空气流动,然后利用流量计得到流量,从而计算出房间通过不同大小的洞流出外面的空气量;或者利用加压设备对被测腔体加压,然后测试加压到设定压力之时间,根据公式推算出泄漏面积,从而评估出房间的气密性。气密性测试可以告诉节能专家房子在特定时间中泄漏了多少空气,在寒冷或炎热的地方,室内都开着暖气或冷气,泄漏了的空气量等于浪费了的暖气或冷气,保密性不好的房子等同浪费能源的房子,需要改善以达到节能目标。通过空气流量数据, 专家们可以找出泄漏了的空气量从而找出在能源上浪费了多少额外金钱和天然资源。据欧美的一些研究指出,如果能将房间的漏气地方修补好,一般住户可以节省5~35%的电费。
4结束语
目前,建筑节能检测技术尚不全面,也不完善,有些方法还比较原始,存在着一定的局限性,需要进一步提高检测技术和手段。因此,在节能检测工作中,应多总结经验,研究建筑节能的新技术、新产品、新工艺、新建材,更好地服务于建筑节能工作。
参考文献:
[1] 田斌守. 建筑节能检测技术[M].中国建筑工业出版社, 2009.
[2] 魏晓成. 加强住宅建筑节能评价的必要性[J]. 中外建筑, 2006(3).
[3] 常锋, 陈晓. 夏热冬冷地区居住建筑节能检测与质量控制[J]. 土工基础, 2008(5).
[4] 刘风雷, 潘月红. 刍议建筑节能材料与检测[J]. 山西建筑, 2009(25).
[5] 赵鸿,赵为民,孙生根. 住宅建筑的节能及其检测技术[J]. 住宅科技, 2004(3).
关键词:建筑节能;检测技术;热流计法;
Abstract: In the advocate natural environmental protection and energy saving of today, how to make the most of the construction of building energy efficiency test has the very vital significance. This paper analyzes the testing of the energy conservation, the necessity of building energy efficiency are the basic methods of detection.
Keywords: building energy efficiency; detecting technology; heat flow plan, method
中图分类号:TU201.5文献标识码:A文章编号:
随着我国经济体制改革的深入和对外开放领域的扩大,建筑行业得到了长足的发展,基础建设不断扩大。与此同时,建筑能耗占全社会总能耗的比例逐年增大,而其中居住建筑的采暖能耗占的比重最大。在现今创建资源节约型和环境友好型的两型社会的大环境下,这种状况势必会影响我国经济和社会发展战略目标的实现。建筑节能是发展建筑行业的需要,也是执行“节约能源,保护环境”的基本国策,为此,建设部颁布了一系列政策法规来节约采暖能耗。这些政策法规的颁布和实施,均有力地推动我国建筑节能向前发展。
1建筑节能检测
近几年来,建筑节能的常规检测技术开始在国内发展,在北方寒冷地区已形成了一些较为完善的测试手段,包括小区耗煤量、单位建筑面积耗热量,建筑物外围护结构传热系数、以及管网情况测试等。已经形成了标准《采暖居住建筑节能检验标准》(JGJl32—200l)和《建筑节能工程施工质量规范》(GB50411-2007)。采暖标准以强制性条文规定检测必须在最冷季节进行,而夏热冬冷地区则需要在最冷、最热月进行。测试周期少则3~5天,多则2~3周,只有这样结果才相对比较准确。建筑物热传递过是一个动态的过程,但为了简单起见,有关设计标准采用的是静态指检测指标。动态过程通过测试用静态特征值来描述,要满足精度要求,必须使动态过程尽量静态化,采暖(空调)检测布在最冷(热)月,可以最大限度地减少室内外温差变化,另外,通过多周期的测平均值来消除室外温度变化对测试结果的影响。
2建筑节能检测的必要性
建筑节能是指在建筑物的规划、设计、新建(改建或扩建)、改造和使用过程中,执行节能标准,采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品,提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率,加强建筑物用能系统的运行管理,利用可再生能源,在保证室内热环境质量的前提下,減少供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能耗,即在保证提高建筑舒适性的条件下,合理使用能源,不断提高能源利用效率。简单来说,建筑节能就是要“减少建筑中能量的散失”和“提高建筑中能源利用率”。
由于我国是一个发展中国家,人口众多,人均能源资源相对匾乏。人均耕地只有世界人均耕地的1/3,水资源只有世界人均占有量的1/4,已探明的煤炭储量只占世界储量的11%,原油占2.4%。每年新建建筑使用的实心粘土砖,毁掉良田12万亩。物耗水平相较发达国家,钢材高出10%~25%,每立方米混凝土多用水泥80公斤,污水回用率仅为25% 。国民经济要实现可持续发展,推行建筑节能势在必行、迫在眉睫。 目前,我国建筑用能浪费极其严重,而且建筑能耗增长的速度远远超过我国能源生产可能增长的速度,如果听任这种高耗能建筑持续发展下去,国家的能源生产势必难以长期支撑此种浪费型需求,从而不得不被迫组织大规模的旧房节能改造,这将要耗费更多的人力物力。在建筑中积极提高能源使用效率,就能够大大缓解国家能源紧缺状况,促进我国国民经济建设的发展。因此,建筑节能是贯彻可持续发展战略、实现国家节能规划目标、减排温室气体的重要措施,符合全球发展趋势。
应该说,只要从建筑节能设计龙头工作开始作好,严格按建筑节能设计标准选择使用节能材料和节能产品;在节能工程的施工过程中,控制好节能材料产品系统的施工,竣工验收的建筑节能性就能完全有保障。然而,现实却不然。尤其在夏热冬冷地区,多数设计人员的建筑节能相关知识比较欠缺,对新的建筑节能规范和标准理解有待提高;同时,建筑的建造周期长,节能施工环节较多;施工方和开发商对建筑节能工作重要性认识不足,施工中常常出现偏离设计和标准的现象;加之利益的驱使和社会不良风气的渗入,偷工减料难免出现。针对以上现象,为了确保建筑节能工程的质量,必须通过相关的检测,来实施建筑节能施工质量监督。
3建筑节能检测技术
3.1建筑节能检测设备
基本配置主要包括:导热系数测定仪、标定热箱墙体保温性能试验装置、电子天平、万能试验机、电热鼓风干燥箱、低温箱、标定热箱门窗保温性能试验装置、外保温系统耐候性试验室、建筑节能工程现场检验设备(温度、热流巡回检测仪,热流计,铜–康铜热电偶)、门窗气密性、水密性现场检验设备等。
3.2节能检测的内容
建筑节能检测内容包括(1)绝热及节能材料:泡沫塑料、橡塑绝热制品、矿物棉制品、无机硬质绝热制品、保温砂浆、混凝土空心砌块、多孔砖、保温砖、加气混凝土砌块和复合保温墙板等。(2)隔热涂料。(3)门窗。(4)外墙外保温系统。(5)采暖、空调设备。(6)建筑节能工程现场检验。
3.3建筑节能检测技术
在当前的建筑节能检测中,主要技术是能够快速准确地测定建筑外围护结构的热工性能,即得出外围护结构的传热系数K值(主要是墙体、屋顶部分)。外围护结构的其他部位,如门窗,因为结构和材料较清晰明确,而且可以拆卸,可以在实验室中直接检测,然后根据外围护结构各部位的传热系数计算得出建筑的能耗指标来确定建筑耗能状况,以此评价建筑的节能效果。
3.3.1热流计法
热流计是建筑热耗测定中常用仪表,通过它来测量建筑物围护结构或各种保温材料的传热量及物理性能参数。测量的内容包括热流密度,室内、外气温,保温隔热建筑墙体的内、外表面温度以及热流计的两表面温度。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,由热流和温度计算出被测墙体的热阻和传热系数。
检测基本原理为:在被测部位至少布置两块热流计,测量通过建筑构件的热量,在热流计的周围和对应的冷表面上各布置4个铜–康铜热电偶测量温度,并将测试信号直接输入连接的微机,通过计算机数据处理,可输出热流值及温度读数。通过瞬变期,达稳定状态后,计量时间包括足够数量的测量周期,以获得所要求精度的测试数值。为使测试结果具有客观性,测试时应在连续采暖(人为制造室内外温差亦可)稳定至少7天的房间中进行。测量时间尽量选在寒冷天气,室内外温差须大于20℃。
热流计的测点应选在有代表性的部位。如结构复杂,需按不同部位求加权平均值,应在不同部位设置测点。但由于实际的房间中有横竖暖气管道,有门、窗、圈梁等,各部分材料、构造及位置和热环境不同,在实际的测量中,须将外墙划分成若干个热状况相近的区域,分别测量每个区域中央部位的外墙热流值和该区域内的表面特征温度,求出该区域的外墙热流值后再加权平均,求出整个外墙的耗热量。
3.3.2热箱法
热箱法是测定热箱内电加热器所发出的全部通过围护结构的热量及围护结构冷热表面温度。适用范围包括屋顶、外墙、分户墙、楼板、門窗的传热系数实验室测量。热箱法不宜用于现场检测,而门、窗传热系数检测只能用热箱法。热箱法测试原理是人工制造一个一维传热环境,被测部位的内侧用热箱测试,热箱和室内模拟采暖条件,另一侧为室外(自然条件)。通过测量热箱的发热量得到被测部位的传热量,计算得到该被测部位的传热系数。热箱法测试选择测点位置,不靠近热桥、裂缝和有空气渗透的部位;测试室内外空气和内外表面温度、热箱内空气温度、热量和热箱开口面积,计算被测部位传热系数。该方法宜在室外平均空气温度25℃以下,热箱内温度大于室外最高温度8℃以上进行。
3.3.3红外热像仪法
红外热像仪是集先进的光电子技术、红外探测器技术和红外图像处理技术于一身的高科技产品,广泛应用于电力系统热故障的状态检测和诊断、石油和化工设备检测、冶金系统的设备监控、消防探测和安全检测、医疗诊断、海关缉私等行业。红外热像仪用于建筑节能研究和检测在我国尚处于起步阶段,但具有极其广阔的应用前景。热像仪测温是一种非接触式、快速的测量技术,测量物体表面温度分布,不会破坏被测温度场,能直观地显示物体表面的温度场,温度分辨率可达0.01℃。此外,还具有显示方式多、测温范围广、可进行数据存储和计算机处理、操作简单、携带方便等优点。
3.3.4房间气密性测定
气密性测试主要是透过比较被测房间内外的空气压力来计算出房间的气密性。测试时人工对房间增压或减压,造成房间内外的空气压力差异,产生空气流动,然后利用流量计得到流量,从而计算出房间通过不同大小的洞流出外面的空气量;或者利用加压设备对被测腔体加压,然后测试加压到设定压力之时间,根据公式推算出泄漏面积,从而评估出房间的气密性。气密性测试可以告诉节能专家房子在特定时间中泄漏了多少空气,在寒冷或炎热的地方,室内都开着暖气或冷气,泄漏了的空气量等于浪费了的暖气或冷气,保密性不好的房子等同浪费能源的房子,需要改善以达到节能目标。通过空气流量数据, 专家们可以找出泄漏了的空气量从而找出在能源上浪费了多少额外金钱和天然资源。据欧美的一些研究指出,如果能将房间的漏气地方修补好,一般住户可以节省5~35%的电费。
4结束语
目前,建筑节能检测技术尚不全面,也不完善,有些方法还比较原始,存在着一定的局限性,需要进一步提高检测技术和手段。因此,在节能检测工作中,应多总结经验,研究建筑节能的新技术、新产品、新工艺、新建材,更好地服务于建筑节能工作。
参考文献:
[1] 田斌守. 建筑节能检测技术[M].中国建筑工业出版社, 2009.
[2] 魏晓成. 加强住宅建筑节能评价的必要性[J]. 中外建筑, 2006(3).
[3] 常锋, 陈晓. 夏热冬冷地区居住建筑节能检测与质量控制[J]. 土工基础, 2008(5).
[4] 刘风雷, 潘月红. 刍议建筑节能材料与检测[J]. 山西建筑, 2009(25).
[5] 赵鸿,赵为民,孙生根. 住宅建筑的节能及其检测技术[J]. 住宅科技, 2004(3).