建筑节能现场建筑物围护结构传热系数检测

建筑围护结构传热系数现场检测是评价建筑物节能性能的关键环节，其结果直接关系到建筑能耗的准确评估与节能设计的有效性验证。该技术通过实测手段获取围护结构的热工参数，为建筑能效标识、节能验收及改造提供科学依据。

一、 检测项目

现场检测需涵盖多项具体指标，以确保对围护结构热工性能的全面评估。

1. 外墙传热系数（K值）检测：

   • 原理：基于一维稳态传热理论，通过测量构件两侧的空气温度及热流密度，计算得出传热系数K值，单位W/(㎡·K)。

   • 方法：采用热流计法，在冬季稳定传热条件下，将热流片和温度传感器分别粘贴于外墙内表面，并同步记录室内、外空气温度，连续监测不少于72小时。

   • 意义：K值是评价围护结构保温性能的核心指标，直接决定采暖与空调负荷的大小。

2. 屋面传热系数检测：

   • 原理与方法：同外墙，但需注意屋面可能存在的湿度、太阳辐射影响，需选择代表性测点并避开热桥区域。

   • 意义：屋面是建筑得热与失热的主要部位，其保温性能对顶层空间热舒适性与能耗至关重要。

3. 外窗/玻璃幕墙传热系数检测：

   • 原理：通过测量窗内外表面温度及环境参数，计算其整体传热能力。

   • 方法：可采用标定热箱法或热流计法。对于大型幕墙，需分区布置测点，以评估其整体性能。

   • 意义：外窗通常是围护结构中的薄弱环节，其K值检测对评估建筑整体能耗意义重大。

4. 门窗气密性检测：

   • 原理：利用风机加压法，在门窗内外形成稳定压差，通过测量空气渗透量来评价其密封性能。

   • 方法：在检测单元外侧安装密封罩，通过风机逐级加压和减压，测量不同压差下的空气流量。

   • 意义：空气渗透是导致建筑能耗增加的重要原因，良好的气密性是实现节能的基础。

5. 热工缺陷检测（红外热像法）：

   • 原理：利用红外热像仪捕获围护结构表面的温度分布，通过温度异常区域识别保温层缺失、热桥、空气渗透等缺陷。

   • 方法：在建筑物内外表面进行扫描，最佳检测时间通常在夜间或清晨，以减小太阳辐射影响。

   • 意义：定性或半定量地快速定位热工缺陷，为节能改造提供精准目标。

6. 结构热桥部位传热损失检测：

   • 原理：针对墙角、窗框、楼板与外墙连接处等易形成热桥的部位，进行重点测量。

   • 方法：结合热流计法与红外热像法，定量测量该部位的附加传热损失。

   • 意义：热桥是影响建筑热舒适、引发结露霉变并导致额外能耗的关键部位。

7. 围护结构内表面温度与结露风险评估：

   • 原理：测量内表面温度，并与室内空气露点温度比较，判断结露可能性。

   • 方法：使用接触式温度传感器或红外测温仪测量内表面温度，同时记录室内温湿度。

   • 意义：保障建筑使用过程中的热舒适性与卫生条件，防止结露对结构的损害。

8. 保温材料含水率现场检测：

   • 原理：含水率显著降低保温材料的导热系数。

   • 方法：使用微波或电容式含水率测定仪对保温层进行无损或微损检测。

   • 意义：诊断保温系统失效原因，评估其实际保温效果。

9. 建筑围护结构动态热特性检测：

   • 原理：通过监测室内外温度与热流的动态变化数据，反演结构的动态热响应特性，如衰减倍数和延迟时间。

   • 方法：长期数据监测结合系统辨识算法。

   • 意义：更真实地反映建筑在实际气候条件下的热性能。

10. 太阳能得热系数（SHGC）现场估算：

    • 原理：通过测量透过窗户的太阳辐射得热与入射太阳辐射的比值进行估算。

    • 方法：在特定太阳辐射条件下，测量室内侧近窗处的热流变化及太阳辐射强度。

    • 意义：对于评估夏季空调负荷和冬季太阳能利用具有重要价值。

11. 建筑整体气密性检测：

    • 原理：采用风机门测试，对整栋建筑进行加压和减压，测量建筑在不同压差下的空气泄漏量。

    • 方法：将风机密封安装于建筑外门，运行风机以建立压差，测量空气流量。

    • 意义：评价建筑围护结构的整体密封性能，是超低能耗建筑的关键检测项目。

二、 检测范围

建筑节能检测技术广泛应用于各类对室内环境、能耗及安全性有严格要求的领域。

1. 民用居住建筑：包括住宅、公寓等，是节能标准执行和检测的核心领域。

2. 公共建筑：如办公楼、商场、酒店、学校、医院，其能耗高，节能潜力大。

3. 工业建筑：涉及恒温恒湿车间、洁净厂房等对围护结构性能有特殊要求的工业设施。

4. 历史保护建筑：在保护其风貌的前提下，进行节能改造前的性能诊断与改造后的效果评估。

5. 超低/近零能耗建筑：作为强制性认证环节，确保建筑达到设计的超高能效标准。

6. 绿色建筑认证项目：为LEED、BREEAM、中国绿色建筑评价标识等提供实测数据支持。

7. 既有建筑节能改造：改造前基准性能评估与改造后节能效果检验。

8. 建筑能效测评与标识：为政府主管部门实施建筑能效分级管理提供依据。

9. 建筑材料与构件研发：为新开发的保温系统、门窗幕墙等产品提供真实的现场性能数据。

10. 建筑质量司法鉴定：为解决建筑保温隔热工程质量纠纷提供第三方技术证据。

三、 检测标准

现场检测需遵循国际、国家及行业标准，确保数据的准确性与可比性。

• GB/T 23483-2009《建筑物围护结构传热系数及采暖供热量检测方法》：中国国家标准，规定了采用热流计法现场检测围护结构传热系数的方法和要求。

• GB/T 34010-2017《建筑外门窗保温性能检测方法》：规定了门窗保温性能（传热系数）的检测方法，包括实验室标定和现场检测的参考方法。

• ISO 9869-1:2014《建筑构件热阻和传热系数的现场测量 - 第1部分：热流计法》：国际标准，详细规定了热流计法的测量程序、数据处理和不确定性分析。

• ASTM C1155-95(2013)《使用热流传感器确定表面传热系数的标准实践》：美国材料与试验协会标准，提供了现场测量传热系数的指导。

• GB/T 7106-2008《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》：适用于门窗气密性的实验室检测，其原理也指导现场气密性评估。

• ASTM E779-19《通过风机门法测定建筑空气渗透率的标准试验方法》：是建筑整体气密性检测的权威方法标准。

• ISO 6781:1983《建筑物的热绝缘 - 定性检测热缺陷的红外方法》：指导利用红外热像技术进行建筑热工缺陷的定性探测。

• JGJ/T 132-2009《居住建筑节能检测标准》：中国行业标准，全面规定了居住建筑各项节能性能的现场检测方法。

四、 检测仪器

精确的检测依赖于先进的仪器设备。

1. 建筑围护结构热工性能现场检测仪：核心设备，集成多通道热流与温度测量，具备长期、稳定、自动数据采集与存储功能，可直接计算传热系数。

2. 红外热像仪：关键的无损检测设备，具备高分辨率和高热灵敏度，能够快速成像显示表面温度场，用于识别热桥、渗漏和保温缺陷。

3. 风机门测试系统：由风机、压力计、流量计和密封罩组成，用于测量建筑整体气密性，风机需具备稳定的风量调节能力。

4. 热流计：传感器核心，其标定系数至关重要。需根据被测物导热系数和预期热流密度选择合适的量程和规格。

5. 高精度温湿度自记仪：用于同步记录室内外空气温湿度，其温度精度通常需达到±0.1°C，湿度精度±2%RH，为计算提供环境参数。

6. 太阳辐射计：用于测量水平面或垂直面的太阳总辐射强度，用于分析太阳辐射对传热系数测量的影响，或估算SHGC。

7. 建筑门窗保温性能检测装置（现场用）：便携式装置，通常包含一个可密封的测量框和内置的热箱系统，用于在现场条件下测量门窗的传热系数。

8. 含水率测定仪：采用微波或电容原理，可无损测量墙体、保温层等建筑材料的体积含水率，帮助诊断保温失效原因。

现场检测技术正朝着智能化、高精度和集成化方向发展。通过综合运用上述项目、标准与仪器，能够对建筑围护结构的实际热工性能做出科学、客观的评价，为建筑节能工作的深入推进提供坚实的数据支撑。