公共建筑热工性能检验方法.docx

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公共建筑热工性能检验方法

公共建筑热工性能检验方法

国家建筑工程质量监督检验中心

2010.03

2.1检验内容

2.2前期准备

4.3外遮阳检验

4.5外通风双层幕墙隔热性能检测

1、《公共建筑节能检验方法》编制目的、意义

公共建筑包含办公建筑（包括写字楼、政府办公楼等），商场建筑（如商场、金融建筑等），旅游建筑（如旅馆饭店、娱乐场所等），科教文卫建筑（包括文化、教育、科研、医疗卫生、体育建筑等），通讯建筑（如邮电、通信，广播用房等）以及交通运输用房（如机场、车站建筑等）。

我国现有公共建筑面积约45亿m2，为城镇建筑面积的27％，占城乡房屋建筑总面积的10.7％。

而据测算分析，公共建筑能耗约占建筑总能耗的20％，因此，公共建筑节能已成为目前建筑节能工作的重点。

2005年、2007年先后颁布实施了《公共建筑节能设计标准》GB50189、《建筑节能工程施工质量验收规范》GB50411，从设计施工两个环节对公共建筑节能进行了规范。

为了强化大型公共建筑节能管理，2007年建设部、国家发改委等五部委联合签发了《关于加强大型公共建筑工程建设管理的若干意见》，《意见》中明确要求：

“新建大型公共建筑必须严格执行《公共建筑节能设计标准》和有关的建筑节能强制性标准，建设单位要按照相应的建筑节能标准委托工程项目的规划设计，项目建成后应经建筑能效专项测评，凡达不到工程建设节能强制性标准的，有关部门不得办理竣工验收备案手续。

”

《民用建筑节能条例》自2008年10月1日起施行。

《条例》中规定，国家机关办公建筑和大型公共建筑的所有权人应当对建筑的能源利用效率进行测评和标识。

如何检验公共建筑是否达到节能标准，规范建筑节能检验方法，已成为落实公共建筑节能管理必须的支撑手段。

2、建筑热工性能检验和前期准备

2.1检验内容

建筑热工性能检验包括非透光外围护结构热工性能检验、透光外围护结构热工性能检验和建筑外围护结构气密性检验。

2.2前期准备

（1）资料准备

进行建筑热工性能检验前，应要求业主方提供工程竣工文件或相关技术资料。

工程竣工文件和相关技术文件应包括下列内容：

1审图机构对工程施工图节能设计提出的审查文件；

2已竣工项目的工程竣工图纸；

3有见证取样送检的外门（含阳台门）、外窗、透明幕墙、建筑采光顶和保温材料的相关性能的复验（或检测）报告；

4玻璃（或其它透明材料）、外门窗、建筑幕墙、遮阳设施及保温材料的产品合格证、性能检测报告；

5外墙、屋面（含建筑采光顶）、外门窗（含天窗）、建筑幕墙、热桥部位隐蔽工程验收资料。

（2）仪器仪表

1）检测中使用的仪器仪表应具有有效期内的检定合格证、校准证书或测试证书；仪器仪表的性能指标应符合相关规定。

2）仪器仪表测量性能应符合表2.1的规定。

表2.1仪器仪表的性能要求

序号

检测参数

仪表准确度等级（级）

最大允许偏差

1

空气温度

0.5

≤0.5℃

2

空气相对湿度

5.0

≤5%（测量值）

3非透光外围护结构热工性能检验

3.1检验范围和内容

非透光外围护结构热工性能检验内容包括外围护结构的保温性能和隔热性能。

其检验范围为外墙、屋面的传热系数、屋面和东西墙体的隔热性能、热工缺陷等。

通常，夏热冬冷、夏热冬暖地区重点检验隔热性能，严寒、寒冷地区除重点检验外墙、屋面的传热系数外，还应检验其热工缺陷及热桥部位内表面温度。

3.2检测方法

非透光外围护结构热工性能检验可采用热流计法，当符合条件时，也可采用同条件试样法。

当保温材料的热阻大于等于1.2

时，其热阻远大于其它材料对保温的贡献；轻质墙体和屋面一般包含众多金属构件，热桥较多，形成多维传热，因而在现场较难准确测量其传热系数；自保温砌体砖缝多，现场测试较难反映墙体保温性能。

因此，一些新建建筑的试验可采用同条件试样法进行。

（1）热流计法传热系数检验

1）检测方法

现场热流计法检测应在受检墙体或屋面施工完成后至少12个月后进行。

检测时间宜选在最冷月进行，检测期间建筑室内外温差不宜小于15℃。

检测时，应首先在无雨、室外平均风速不高于3m/s的夜间环境条件下，利用红外热像仪进行外墙和屋面的内、外表面温度场测量，通过红外热成像图分析确定热桥部位及其所占面积比例。

然后，进行温度、热流密度传感器的安装。

安装时，应充分考虑覆盖不同的受热面。

热桥部位应根据红外摄像仪的室内热成像图进行分析确定，每个内、外表面温度不同区域应分别布置2个温度传感器；每个受热面应布置2个热流传感器，并相应布置温度传感器。

热流传感器的布置位置宜根据红外热像图中的温度分布确定，且应布置在该受热面的平均温度点处。

2）数据处理：

根据外墙（或屋面）主体部位和热桥部位所占面积的比例，通过现场测试的平均温度和平均热流密度计算得到主体部位传热系数和热桥部位各受热面平均热流密度，采用式（3.1）计算外墙（或屋面）的平均传热系数。

热桥部位平均热流密度的计算应采用专用传热学计算软件，计算时应根据现场测试的平均温度和平均热流密度对外围护结构保温层的厚度或导热系数进行修正，使得修正后的相关测点对应部位的温度和热流密度误差在3%以内。

（3.1-1）

（3.1-2）

（3.1-3）

式中

～建筑外围护结构平均传热系数，

；

～建筑外围护结构主体部位传热系数，

）；

～热桥部位第j个受热面平均热流密度，

；

～热桥部位各受热面平均热流密度之和的算术平均值，

；

～红外热像图中外围护结构主体部位所占面积比；

～热桥部位第j个受热面对应的表面积，

；

～室内空气温度，℃；

～室外空气温度，℃；

～测试区域的外围护结构计算面积，

。

～热桥部位平均内表面温度，℃；

～热桥部位平均外表面温度，℃；

（2）同条件试样法传热系数检验

同条件试样法是据工程实体的性能取决于内在材料性能和构造的原理，在施工现场抽取一定数量的工程实体组成材料、按同工艺同条件的方法，在实验室制作能够反映工程实体热工性能的试样进行传热系数检测的方法。

同条件试样法检测应在外围护结构保温施工时同步进行。

同条件试样所对应的保温施工部位应由监理（或建设单位）、检测单位共同商定；施工现场进行同条件试样的保温材料（包括砌体的砌块）、厚度尺寸等应与工程一致。

保温浆料应同条件制作并养护试样；轻质外围护结构可在现场抽取材料、构件，在实验室组装制作试样；自保温隔热砌体墙可在现场抽取砌块、砂浆，在实验室砌筑试样，并养护干燥。

试样构造尺寸应与实物一致。

试件热阻检测应按照《建筑构件稳态热传递性质的测定标定和防护热箱法》GB/T13475进行；保温材料导热系数检测应按照《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》GB10294或《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法》GB10295进行。

其他材料可直接采用《民用建筑热工设计规范》GB50176给出的相关参数。

采用《民用建筑热工设计规范》GB50176给出的传热系数计算方法进行计算。

4、透光外围护结构热工性能检验

4.1定义

太阳光可直接透射入室内的屋面称为建筑采光顶；外窗、外门、透明幕墙和采光顶等太阳光可直接透射入室内的建筑物外围护结构，称为透光外围护结构。

4.2检验范围和内容

透光外围护结构热工性能检验应包括保温性能、隔热性能和遮阳性能等检验。

具体包括：

透明幕墙、采光顶的传热系数，双层幕墙的隔热性能及外窗外遮阳设施的检验。

4.3外遮阳检验

建筑物外窗外遮阳设施的检验应按照《居住建筑节能检测标准》JGJ132的相关规定进行。

4.4透明幕墙和采光顶检验

1现场热流计

当透明幕墙和采光顶的构造外表面无金属构件暴露时，其传热系数可采用现场热流计法进行检验。

对于隐框、全玻等类型玻璃幕墙及隐框采光顶，其构造无金属构件暴露在面板外表面。

因此，可以采用热流计法进行检测，计算时应采用日落后1h至次日日出前1h的检测数据处理得到受测部位的传热系数。

2透明幕墙及采光顶热工性能计算核验

检测方法可采用钢卷尺、钢直尺、游标尺、超声波测厚仪等测量幕墙构造尺寸。

幕墙、采光顶面板的传热系数在实验室采用标定热箱法检测得到，材料的导热系数可通过取样检测或对比等方法获得。

在此基础上，按照《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》的规定计算确定每幅幕墙、采光顶的传热系数、遮阳系数、可见光透射比等参数，幕墙或采光顶整体热工性能采用加权平均的方法计算得到。

3同条件试件法传热系数检验

同条件试样法，即为实验室原型试验法。

由于幕墙、采光顶的构成单元均相对较大，鉴于目前我国多数相应检测机构的保温性能检测装置不能满足其整体进行检测的规格尺寸要求，故对幕墙、采光顶进行构成单元分格，再将每单元的构造拆分成若干试件采用标定热箱法进行传热系数的检测。

然后根据实测值进行加权平均计算得到幕墙、采光顶的平均传热系数。

因此，检测试件已包括热桥部位，则测试结果为透明幕墙（或采光顶）的平均传热系数。

首先，对幕墙、采光顶进行构成单元分格，确定每单元需应包括的构造和试件数量。

应保证每个幕墙、采光顶试件应包括至少一个典型构造、典型节点、典型分格，且相关框、面板的尺寸应与对应的部位一致；

然后，按照《建筑外门窗保温性能分级及检测方法》GB/T8484相关规定进行试件的传热系数检测。

采光顶检测时，其安装洞口宜为水平设置，热箱位于采光顶试件的下方，检测所采用的设备洞口尺寸应符合试件的安装要求。

如无条件进行水平安装时，其试验结果应进行表面换热系数的修正。

4.5外通风双层幕墙隔热性能检测

1检测方法

双层幕墙的隔热性能主要取决于热通道内空气的流动性。

因此，保持热通道内空气具有较好的流动特性非常重要。

也就是在太阳辐射得热的作用下，热通道内的空气被加热气温升高后，应能够利用烟囱效应快速的排出室外。

而热通道的宽度、进出风口的设置以及通道内机构的设置（如遮阳百叶会改变空气流动方向和流场）等都会对热通道内的空气流动产生一定的影响，因此，热通道通风量的准确测量难度较大。

目前，国际上通用的通风量测试方法有三种：

压差法、风速测量法和示踪气体法。

由于双层幕墙结构复杂，通风机等设备加压将改变热通道内空气固有的流场特性，与实际运行工况相差过大，故压差法导致测试误差较大；而利用风速仪在通风道的进、出风口处测量测点风速的方法，由于断面处涡流的影响，风速均匀性差，数据的读取准确性较差，同时多个风速探头价格相对较高；采用示踪气体恒定流量法进行双层幕墙热通道的通风量测量，能够较好的模拟双层幕墙热通道的流动特性，并可根据入口处示踪气体平均释放率及出口处示踪气体平均浓度计算得到热通道的通风量。

2检测内容

外通风双层幕墙隔热性能检验应包括幕墙的室内表面温度、热通道通风量的检测。

1）幕墙的室内侧表面温度

幕墙的室内侧表面温度检测时，温度传感器的布置应满足：

每种杆件或玻璃的室内表面温度测点均不应少于3个，室内、外空气温度测点均不应少于2个，空气温度传感器应做好防辐射屏蔽。

每个部位幕墙的室内表面温度应为测点的算术平均值，整幅幕墙的室内表面温度应按各部位面积进行加权平均。

2）热通道通风量检测

采用示踪气体恒定流量法检测热通道通风量。

双层幕墙热通道内空气的流动主要体现在太阳辐射得热的作用下，热通道内的空气被加热后，气温升高并通过烟囱效应排出室外。

因此，双层幕墙通风量的测量时间应在太阳辐射强烈时效果较佳，故根据幕墙立面的朝向不同，其适宜的时间（当地太阳时）为：

东向幕墙10:

00~11:

00，南向幕墙11:

30~12:

30，西向14:

00~15:

00。

。

检测期间室内空气温度宜为26℃，且应保持稳定。

示踪气体应采用SF6气体，释放位置应在热通道下部进风口处，且应均匀释放。

通风量连续检测时间宜为15min，测试时间间隔宜为30s；

在热通道下部通风进口（热压通风入口）处，设置示踪气体均匀释放管（直径为10cm、沿长度方向钻有150～180个/m，直径为1mm小孔的塑料管），通过质量流量控制器控制示踪气体（SF6）的释放率，采用多通道示踪气体浓度检测仪连接距热通道出口下0.5m处的6个SF6浓度检测点，计量SF6气体浓度。

3双层幕墙热通道内空气的流动主要体现在太阳辐射得热的作用下，热通道内的空气被加热后，气温升高并通过烟囱效应排出室外。

因此，双层幕墙通风量的测量时间应在太阳辐射强烈时效果较佳，故根据幕墙立面的朝向不同，其适宜的时间（当地太阳时）为：

东向幕墙10:

00~11:

00，南向幕墙11:

30~12:

30，西向14:

00~15:

00。

4体积浓度与质量浓度单位的换算关系式为：

mg/m3=（M/22.4）*ppm*[273/（273+T）]*（Ba/101325）

式中：

M--气体分子量，SF6为146.06

T--测点温度，℃

Ba--测点空气压力，Pa。

热通道通风量根据示踪气体的释放流量和出口处的检测浓度按式（4.1）计算。

（4.1）

式中

—热通道通风量，m3/h;

—由质量流量控制器控制的恒定SF6释放量，mg/s,

—第

次测试测点浓度，mg/m3。

—测量次数，

=30。

3检测系统

双层幕墙热通道通风量检测系统如图4.1所示：

图4.1双层幕墙热性能检测系统原理图

5建筑外围护结构气密性检验

5.1检验范围

建筑外围护结构气密性检验宜包括外窗、透明幕墙气密性及外围护结构整体气密性检验。

5.2外围护结构整体气密性能检测

1原理

公共建筑的结构形式多为框架、框剪结构，由于这类建筑不仅其外门窗、幕墙的气密性关系到以对流方式在室内外进行的热量交换，而且以及外门窗框周边与墙体连接部位的缝隙同时填充墙与柱子接合部位的缝隙填堵质量也形成围护结构渗漏热损失的通道，也是导致建筑物采暖空调能耗高的原因。

因此，围护结构整体气密性能是关系建筑节能的重要问题，本条文提出的围护结构整体气密性能检测方法，可为既有建筑节能改造提供设计依据。

目前，国际上通用的气密性测试方法主要有两种：

鼓风门法和示踪气体法。

示踪气体法是模拟自然状态下的检测方法，该方法是在被测空间内释放示踪气体（通常采用SF6气体），通过气体分析仪计量示踪气体浓度随时间的变化，进而计算得到该空间的换气次数。

该方法的特点是：

在自然状态下进行检测，与实际运行条件相近，检测结果比较符合自然条件下的情况；但是，其测试仪器设备价格较昂贵、操作较复杂、检测时间较长。

鼓风门法是利用风机人为地制造一个室内、外较大的压差（一般为50Pa），使空气在压差的作用下从室内向室外（或室外向室内）渗透，通过流量表测得该压差下通过该空间的空气渗透量，进而计算得到该空间的换气次数。

该方法具有设备价格相对低廉、操作简便、检测周期短、对检测环境条件要求不高等优点。

本标准附录B给出了采用鼓风门法进行整体气密性能检测的方法，该方法在实际应用中简单易行。

2检测方法

1）检测应在50Pa和-50Pa压差下，测量建筑物换气量。

通过计算换气次数量化外围护结构整体气密性能。

2）宜同时采用红外热成像仪拍摄红外热像图，确定建筑物的渗漏源。

3）检测步骤

●将调速风机密封安装在房间的外门框中；

●封堵地漏、风口等非围护结构渗漏源；

●启动风机，使建筑物内外形成稳定压差；

●测量建筑物的内外压差，当建筑物内外压差稳定在50Pa或-50Pa时，测量记录空气流量，同时记录室内外空气温度、室外大气压；

●利用红外热像仪拍摄照片，确定建筑物渗漏源。

4）数据处理

换气次数按式5.1计算：

（5.1）

式中：

、

—50Pa、-50Pa压差下房间的换气次数，1/h；

—空气流量的平均值，m3/h；

—被测房间换气体积，m3。

2房间换气次数按式B.0.2计算：

（5.2）

式中：

N—房间换气次数1/h

5.3外窗和透明幕墙气密性检测

检测方法应按照行业标准《建筑外窗气密、水密、抗风压性能现场检测方法》JG/T211规定的方法进行。