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围护结构隔热性能的动态检测方法研究

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摘要

建筑能耗现场检测是建筑节能技术评估的重要环节,准确客观地评估建筑节能技术的实施效果意义重大。目前的现场检测技术,如热箱法、热流计法和控温箱法,都以构件传热系数大小作为衡量建筑隔热性能的标准,对测量过程中的现场环境要求非常苛刻,且要通过准确的量热计算出构件的传热系数,现场实施比较困难。本课题基于围护结构整体隔热性能的主动式测试方法原理,采用电加热器功率与室内温度变化速率的相关系数来间接表征建筑围护结构能耗水平,并对测试方法进行了简化使之更便于应用。
  在建筑模型试验装置上,分别对无保温层、一层外部保温、一层内部保温、两层外部保温和内外各一层保温的五种围护结构进行了实验研究,采用功率计计量电加热器功率,用多个热电阻测量室内空气的平均温度,得到了加热器功率与建筑模型内部空气温度变化速率的相关系数,以及相关系数和围护结构传热系数的对应关系。结果表明,相关系数的大小与围护结构传热系数有关,围护结构传热系数越大,相关系数越小,反之则相关系数越大。
  针对模型实验装置,建立了简化的传热数学模型,并采用数值方法求解,得到五种围护结构时的空气温度变化规律,由此得到理论条件下的相关系数值。结果表明,在相同保温形式下,相关系数大小与围护结构传热系数有关,围护结构传热系数越大,相关系数越小,反之则相关系数越大。与实验结果的趋势一致。
  实验和理论研究的结果均表明:相关系数的大小与围护结构的整体隔热性能有紧密关系,围护结构隔热性能越好,相关系数越大,反之则相关系数越小。相同的围护结构条件下,相关系数能反映出不同保温形式的优劣,这表明采用相关系数作为评估建筑能耗水平的指标是可行的。
  此外,通过简化理论模型计算得到的相关系数较之实验结果有偏差,这一点还需要进一步研究和改进。

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