1. 引言
隨(suí)著能(néng)源(yuán)和環境形勢(shì)日(rì)益嚴峻，建(jiàn)築節能將是我(wǒ)國的一項(xiàng)長期國(guó)策。傳熱係(xì)數是(shì)建築熱工(gōng)節能設計(jì)中(zhōng)的重要參數。建(jiàn)築構件(jiàn)（如(rú)門(mén)，窗等）的(dí)傳熱係(xì)數，可(kě)在實(shí)驗室條件(jiàn)下(xià)對其進(jìn)行(háng)測試。而建(jiàn)築(zhù)圍護(hù)結構是(shì)在(zài)建(jiàn)造(zào)過(guò)程(chéng)中(zhōng)形成(chéng)的(dí)，其(qí)傳熱係數需要現場檢測(cè)才能確(què)定。通(tōng)過檢測(cè)建(jiàn)築的(dí)實(shí)際(jì)傳熱性能，來判定(dìng)建(jiàn)築(zhù)保(bǎo)溫(wēn)隔熱(rè)係統的產(chǎn)品，技術(shù)是否(fǒu)符合節能設計要(yào)求，以(yǐ)此來鑒定(dìng)新係統(tǒng)的產(chǎn)品，技(jì)術的優(yōu)缺點(diǎn)等，同時(shí)對分析建(jiàn)築物實際運(yùn)行中的能(néng)耗狀況和施(shī)工過程(chéng)的(dí)偏(piān)差(chà)也起著非(fēi)常重要(yào)的作用(yòng)。本(běn)文(wén)對(duì)傳熱係數(shù)現(xiàn)場檢(jiǎn)測(cè)方法進行綜述，注(zhù)重(zhòng)對熱流計(jì)法(fǎ)研(yán)究總結(jié)。
2. 圍護結(jié)構傳熱係(xì)數現場檢測方(fāng)法
目前(qián)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳(chuán)熱(rè)係(xì)數現(xiàn)場檢(jiǎn)測(cè)的方(fāng)法(fǎ)主要(yào)有(yǒu)四(sì)種，即熱(rè)流計(jì)法，熱(rè)箱(xiāng)法(fǎ)，控(kòng)溫(wēn)箱(xiāng)——熱流(liú)計法(fǎ)和(hé)常(cháng)功率平麵(miàn)熱源法。
2.1熱(rè)流計(jì)法(fǎ)
（1） 熱流計(jì)法(fǎ)原理
熱流計法是(shì)利(lì)用(yòng)溫差和(hé)熱流量之間(jiān)的對(duì)應關係進行(háng)傳熱係數的測定。通常的做法是用熱流計，熱電(diàn)偶在現場(cháng)檢(jiǎn)測出被(bèi)測(cè)圍(wéi)護結構的(dí)熱流密度以(yǐ)及(jí)內，外(wài)表麵溫度，通過數(shù)據(jù)處理計(jì)算(suàn)得(dé)出建築物圍(wéi)護結(jié)構各(gè)部(bù)分的(dí)傳(chuán)熱係數(shù)。
（2） 熱流(liú)計(jì)法特點(diǎn)
熱流計法的核(hé)心是測(cè)量通過(guò)被(bèi)測對象(xiàng)的熱(rè)流，並(bìng)假定傳熱為一維。否(fǒu)則，熱流(liú)有分(fēn)量，計(jì)算出的(dí)被(bèi)測物的熱阻偏小，傳熱(rè)係數(shù)就(jiù)偏大(dà)。該方法(fǎ)是國(guó)家(jiā)檢測標準方法(fǎ)，在(zài)上也是(shì)*的方(fāng)法，但是這(zhè)種(zhǒng)方(fāng)法用(yòng)在現場(cháng)測試有(yǒu)嚴(yán)重的局限性。因為(wéi)使用該方(fāng)法的(dí)前(qián)提條件(jiàn)是(shì)必須(xū)在(zài)采暖期(qī)才能(néng)進行(háng)測(cè)試(shì)，我國(guó)的現(xiàn)實情(qíng)況是(shì)有些地(dì)區基本(běn)不(bù)采暖，采暖(nuǎn)地區的有(yǒu)些工(gōng)程(chéng)又(yòu)在非采暖(nuǎn)期竣工等(děng)，這樣(yàng)就限(xiàn)製了它的使用。在計算時(shí)所用到(dào)的(dí)內(nèi)外(wài)牆表(biǎo)麵換熱係(xì)數受環境（溫度，風(fēng)速，輻(fú)射(shè)等(děng)）的影響(xiǎng)顯著(zhù)。
（3） 雙麵熱流(liú)計(jì)法
它是改進(jìn)的熱(rè)流(liú)計法(fǎ)，一般的熱(rè)流計法是(shì)在(zài)牆(qiáng)體(tǐ)內表麵(miàn)（環境相(xiāng)對(duì)較(jiào)穩定）測定熱流值，而(ér)雙(shuāng)麵熱流計法是同(tóng)時(shí)測定(dìng)牆體內外兩(liǎng)表(biǎo)麵的熱(rè)流。由(yóu)於(yú)牆體(tǐ)的傳(chuán)熱屬(shǔ)於非穩(wěn)定(dìng)傳熱，在同(tóng)一(yī)時(shí)刻所測得(dé)的溫度(dù)值和熱(rè)流值(zhí)實(shí)際上(shàng)由(yóu)於(yú)溫度(dù)波的時間延(yán)遲兩者在時間上(shàng)不吻(wěn)合；另一(yī)方麵，由於牆體(tǐ)的蓄(xù)熱作用(yòng)，由外(wài)表(biǎo)麵進入牆(qiáng)體(tǐ)內(nèi)部的熱流(liú)值，與同一(yī)時刻由(yóu)牆體內(nèi)部流(liú)過(guò)內表麵(miàn)的(dí)熱(rè)流(liú)不一致。采用雙(shuāng)麵(miàn)熱流(liú)計法(fǎ)測量(liáng)牆體的熱阻(zǔ)就可以(yǐ)消除這兩(liǎng)個影(yǐng)響(xiǎng)。但這必須在環境(jìng)較為穩(wěn)定(dìng)的(dí)情(qíng)況下進行(háng)，不然外牆測得熱(rè)流因受(shòu)環(huán)境的影響太大(dà)而(ér)失去意(yì)義。
2.2熱(rè)箱法
（1）熱箱法(fǎ)的(dí)基本原理是用人工(gōng)製(zhì)造一(yī)個一(yī)維(wéi)傳熱環(huán)境(jìng)，被測部(bù)位的內側(cè)用熱(rè)箱模(mó)擬(nǐ)采(cǎi)暖建(jiàn)築室(shì)內條件(jiàn)，並使(shǐ)熱箱(xiāng)內的空氣(qì)溫度和室(shì)內的(dí)空(kōng)氣溫度保持一(yī)致(zhì)，另(lìng)一(yī)側為室(shì)外(wài)自然(rán)條(tiáo)件，維(wéi)持熱(rè)箱(xiāng)內溫度高(gāo)於室外溫(wēn)度 8℃以上，這樣(yàng)被測部位的熱(rè)流總是從(cóng)室內向(xiàng)室外(wài)傳遞(dì)；當(dāng)熱(rè)箱內的加熱(rè)量與通(tōng)過被測(cè)部位的(dí)傳遞(dì)熱(rè)量達到(dào)平衡(héng)時，通過(guò)測量熱箱(xiāng)內(nèi)的加熱(rè)量(liáng)得到被(bèi)測部位(wèi)的傳(chuán)熱量，進而(ér)計(jì)算(suàn)出(chū)被測部位的傳熱係數。
（2）熱(rè)箱法作為(wéi)實驗室檢測建築構(gòu)件(jiàn)熱工性能(néng)的方法使用由(yóu)來(lái)已(yǐ)久(jiǔ)，發展(zhǎn)較為(wéi)成(chéng)熟(shú)，並頒布有(yǒu)，國(guó)內(nèi)的(dí)標準，但(dàn)用(yòng)來(lái)進(jìn)行現(xiàn)場(cháng)檢測(cè)建(jiàn)築(zhù)物(wù)熱(rè)阻或傳(chuán)熱(rè)係數的熱箱法還處(chǔ)於(yú)研(yán)究當(dāng)中。它(tā)的特點(diǎn)是不受(shòu)季節限(xiàn)製，隻(zhī)要室外(wài)平均(jūn)空氣溫度在25℃以(yǐ)下，相對(duì)濕(shī)度在(zài)60%以下(xià)，熱(rè)箱內(nèi)溫度大於室外(wài)較(jiào)高溫度(dù)8℃以(yǐ)上就(jiù)可以(yǐ)測試(shì)。該方(fāng)法在國內尚屬(shǔ)研究(jiū)階段(duàn)，其(qí)局(jú)限性(xìng)在於熱橋(qiáo)部(bù)位(wèi)無(wú)法測(cè)試，因設(shè)備(bèi)較多而(ér)不(bù)利(lì)於現(xiàn)場測試(shì)，且尚未(wèi)有(yǒu)關(guān)熱(rè)箱法的(dí)標(biāo)準或國內(nèi)機構(gòu)的標準(zhǔn)，於(yú)實(shí)驗(yàn)室(shì)測(cè)定(dìng)與(yǔ)研究。
2.3控溫(wēn)箱——熱流計(jì)法
控(kòng)溫箱(xiāng)——熱流計法(fǎ)的基(jī)本(běn)原理(lǐ)與(yǔ)熱流(liú)計法相同(tóng)，它利用(yòng)控溫(wēn)箱(xiāng)控製(zhì)溫度，模(mó)擬采(cǎi)暖期建(jiàn)築物的熱工狀況，用(yòng)熱流計法(fǎ)測定(dìng)被測對象(xiàng)的傳熱(rè)係數(shù)。控(kòng)溫箱(xiāng)——熱(rè)流計法綜合(hé)了熱(rè)流計(jì)法(fǎ)和熱箱(xiāng)法兩(liǎng)種(zhǒng)方(fāng)法(fǎ)的(dí)特點。用(yòng)熱流(liú)計法作為基(jī)本的(dí)檢(jiǎn)測方法(fǎ)，同(tóng)時用熱箱來(lái)人工製造(zào)一個模(mó)擬(nǐ)采(cǎi)暖期(qī)的熱(rè)工(gōng)環境(jìng)，這樣既避免了(liǎo)熱(rè)流(liú)計法受季節(jié)限(xiàn)製(zhì)的(dí)問題(tí)，又不(bù)用校準熱(rè)箱的誤差(chà)，因為(wéi)此熱(rè)箱(xiāng)僅(jǐn)是溫度控(kòng)製(zhì)裝置(zhì)，不(bù)計算輸入(rù)熱(rè)箱(xiāng)和熱箱向(xiàng)各(gè)個方(fāng)向傳(chuán)遞的功率(shuài)。因此不用龐大(dà)的防護(hù)箱在現場消(xiāo)除邊(biān)界(jiè)熱損失，也(yě)不用(yòng)標定其邊(biān)界(jiè)熱損失。現(xiàn)今廣(guǎng)泛(fàn)應用的(dí)材(cái)料導熱係數平板(bǎn)測(cè)試法(fǎ)也是(shì)這(zhè)個(gè)原(yuán)理(lǐ)，從(cóng)熱量傳遞(dì)的(dí)物理過程(chéng)來看，材(cái)料導熱(rè)係(xì)數的測試(shì)過(guò)程和建築物圍護(hù)結構傳熱(rè)係數(shù)檢測過(guò)程(chéng)是相同的。這(zhè)種方法問世(shì)時間較短，還需(xū)要嚴(yán)密的理論(lùn)推導和實(shí)踐(jiàn)檢驗(yàn)。
2.4常功率(shuài)平(píng)麵熱源法
常功率平麵(miàn)熱源法是(shì)非(fēi)穩態(tài)法(fǎ)中一種比較常用的(dí)方法，適用於(yú)建築材(cái)料和(hé)其它隔(gé)熱材(cái)料(liào)熱(rè)物(wù)理(lǐ)性(xìng)能(néng)的測試(shì)。其現場檢測(cè)的(dí)方(fāng)法是(shì)在牆(qiáng)體內表麵(miàn)人為地加(jiā)上一(yī)個合適的(dí)平麵恒(héng)定(dìng)熱源(yuán)，對牆體進行一定時間(jiān)的加熱(rè)，通過測(cè)定牆(qiáng)體內外表麵的(dí)溫度響應來辨識(shí)出牆體的傳熱係數。該係統一般用(yòng)人(rén)工神(shén)經網(wǎng)絡(luò)方(fāng)法(fǎ)仿真求(qiú)解。此方法(fǎ)是非穩(wěn)態法檢測(cè)物(wù)體熱性(xìng)能的一(yī)種方(fāng)法，可(kě)大(dà)大縮(suō)短(duǎn)實際檢測時間(jiān)，且能減小室外空(kōng)氣(qì)溫度變(biàn)化(huà)給傳熱過程帶(dài)來(lái)的(dí)影(yǐng)響。在實(shí)驗室，用非(fēi)穩態法檢(jiǎn)測(cè)材(cái)料的熱性(xìng)能較(jiào)廣泛，但是(shì)用(yòng)來進(jìn)行現(xiàn)場(cháng)檢(jiǎn)測(cè)還(huán)需(xū)做(zuò)大(dà)量的工作才(cái)行，包括(kuò)設(shè)備(bèi)開(kāi)發，係(xì)統(tǒng)編(biān)程，神(shén)經網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練和訓(xùn)練效果評定(dìng)等(děng)工作技術(shù)性(xìng)要求很(hěn)高(gāo)，測試結(jié)果(guǒ)的穩(wěn)定性，重(zhòng)復性都(dū)需大量的，可(kě)靠(kào)的(dí)數(shù)據(jù)來支撐。
3. 現(xiàn)場(cháng)測試的數(shù)據(jù)處(chǔ)理
現場(cháng)測(cè)試(shì)數(shù)據(jù)處(chǔ)理常用(yòng)的(dí)是(shì)穩態算(suàn)法，這種方(fāng)法(fǎ)把傳熱過(guò)程簡化為一(yī)維(wéi)穩(wěn)態傳(chuán)熱，在兩側溫(wēn)差為△t時，根據傅(fù)立葉定(dìng)律(lǜ)來計算牆(qiáng)體(tǐ)的(dí)導熱熱(rè)阻(zǔ)。這(zhè)種方法所要求(qiú)的條(tiáo)件苛(kē)刻，需要(yào)穩(wěn)定(dìng)的時間(jiān)較長，所(suǒ)以在現(xiàn)場測試中運用(yòng)時，一般(bān)得(dé)到不是(shì)很(hěn)的結(jié)果(guǒ)。同(tóng)時由(yóu)於牆體的儲熱和(hé)側向傳(chuán)熱作用始終(zhōng)存在，其計(jì)算誤差較(jiào)大。因此(cǐ)有人提(tí)出了導熱損(sǔn)失和不同(tóng)保溫(wēn)圍(wéi)護結構(gòu)的(dí)傳熱係數的(dí)修正(zhèng)。另外，在(zài)有(yǒu)限元(yuán)法基(jī)礎(chǔ)上(shàng)提出了動態分析法，在溫(wēn)度(dù)和熱流(liú)變化(huà)較(jiào)大的(dí)情況下，采(cǎi)用動(dòng)態分(fēn)析(xī)方(fāng)法(fǎ)可從對熱流(liú)計(jì)測量數據(jù)的(dí)分析(xī)，求得(dé)建(jiàn)築物(wù)圍(wéi)護結(jié)構(gòu)的(dí)穩態熱性能。目前(qián)圍(wéi)護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱(rè)非穩態(tài)的(dí)算法(fǎ)主要有反(fǎn)應(yīng)係數法，Z傳遞函(hán)數法，拉普拉(lā)斯變換函(hán)數法，以及國內頻域(yù)回(huí)歸方法（FDR方(fāng)法(fǎ)）。針(zhēn)對非穩(wěn)態(tài)傳熱(rè)設計了測試(shì)係統(tǒng)，並(bìng)編製了非穩態導(dǎo)熱的程序，辨識(shí)了(liǎo)傳熱係數(shù)。但是這些(xiē)方(fāng)法都存在(zài)一(yī)些困擾(rǎo)和(hé)問(wèn)題(tí)，如計算結果(guǒ)易(yì)出(chū)現(xiàn)差(chà)錯，計算收斂(liǎn)性，計算結(jié)果難以驗證，實現(xiàn)難(nán)度大(dà)等。
4. 結(jié)論(lùn)
建築節能(néng)現場檢測技術(shù)是推行建築節(jié)能政(zhèng)策，標準的重(zhòng)要(yào)內(nèi)容(róng)，因(yīn)為(wéi)我國(guó)地域廣(guǎng)闊(kuò)，各(gè)地(dì)氣候條件和建築(zhù)特色(sè)各異(yì)，且傳(chuán)熱(rè)復雜，容易受環(huán)境影(yǐng)響，各(gè)地都針對(duì)地方(fāng)特點展(zhǎn)開(kāi)了(liǎo)積(jī)極(jí)而深入地研(yán)究(jiū)，從測試(shì)到(dào)數據處(chǔ)理均(jūn)逐步得(dé)到(dào)改進，測試(shì)條件(jiàn)也由(yóu)穩態向非穩態(tài)，由(yóu)復雜(zá)限(xiàn)製條件到適合現場測試的簡單條(tiáo)件，由忽(hū)略(lüè)環境影響到(dào)研(yán)究環境影響發展(zhǎn)。雖(suī)然目前(qián)還(huán)沒(méi)有一種受到大家(jiā)廣泛認(rèn)可，簡(jiǎn)便易行，設備投資(zī)小，適合(hé)現(xiàn)場檢測(cè)的(dí)方(fāng)法(fǎ)，但是(shì)也(yě)取(qǔ)得(dé)了(liǎo)一定的成果(guǒ)，這些成果必將對落實建築(zhù)節能起(qǐ)到一(yī)定(dìng)的(dí)促(cù)進(jìn)作用。
