建筑节能基本知识及检测技术0208.docx

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建筑节能基本知识及检测技术0208

建筑节能基本知识及检测技术

武汉市建筑节能检测中心

潘小红

2012.02.09

建筑节能基本知识及检测技术

•1概述

建筑节能及热工基本知识

建筑节能相关材料

建筑节能相关标准

GB50411－2007中涉及的检验内容

•2建筑外门窗检测

建筑外门窗气密、水密、抗风压性能检测

建筑外门窗现场气密性检测

建筑外门窗传热系数检测

•3保温材料热工性能及保温系统的检测

导热系数检测

构件传热系数检测

耐候性检测

围护结构节能构造（钻芯法）

建筑节能及热工基本知识

1、什么是建筑节能

是指在保证室内热环境的前提下，在建筑工程的规划、设计、建造和使用过程中，通过执行现行建筑节能标准，提高建筑围护结构热工性能，采用节能型用能系统和可再生能源利用系统，切实降低建筑能源消耗的活动。

2、什么是节能建筑

是指按节能设计标准设计和建造，使其在使用过程降低能耗的建筑。

建筑节能及热工基本知识

3、何谓¡°节能50％¡±

通过采取增强建筑围护结构保温隔热性能和提高采暖、空调设备热效率和性能系数的节能措施，在保证相同的室内热环境指标的前提下，与未采取节能措施前相比，采暖、空调能耗应节约50%。

设计标准：

DB42/301¡ª2005湖北省居住建筑节能设计标准

围护结构：

包括外墙、屋面、楼（地）面、外窗（阳台门）等。

注：

现在我们通常所说的¡°节能65％¡±即是采暖空调能耗在50%的基础上再降低30%。

设计标准：

DB42/T559－2009武汉城市圈低能耗居住建筑设计标准

武汉城市圈：

是指以武汉为圆心，包括黄石、鄂州、黄冈、孝感、咸宁、仙桃、天门、潜江周边8个城市所组成的城市圈。

建筑节能及热工基本知识

4、热传递的三种方式：

传导、对流、辐射

4.1传导：

热量总是从温度高的物体传到温度低的物体，这个过程叫做热传导（物质质点作热运动而引起的热能传递过程）。

热传导是固体中热传递的主要方式。

在气体或液体中，热传导过程往往和对流同时发生。

建筑节能及热工基本知识

4.2对流：

依靠流体（液体、气体）相对运动（流动）而实现传热的过程称为热对流，简称对流。

对流可分自然对流和强迫对流两种。

自然对流往往自然发生，是由于温度不均匀而引起的。

强迫对流是由于外界的影响对流体搅拌而形成的。

例如冬天室内取暖设备是靠室内空气自然对流来传热的。

暖气放在窗下，热空气向上，冷空气向下，形热对流，使室内空气变暖。

建筑节能及热工基本知识

4.3辐射：

物体因自身的温度而具有向外发射能量（以电磁波的形式）的本领，这种热传递的方式叫做热辐射。

热辐射虽然也是热传递的一种方式，但它和热传导、对流不同。

它能不依靠媒质把热量直接从一个系统传给另一系统。

热辐射以电磁辐射的形式发出能量，温度越高，辐射越强。

辐射的波长分布情况也随温度而变，如温度较低时，主要以不可见的红外光进行辐射，在500℃以至更高的温度时，则顺次发射可见光以至紫外辐射。

热辐射是远距离传热的主要方式，如太阳的热量就是以热辐射的形式，经过宇宙空间再传给地球的。

建筑节能及热工基本知识

5、建筑围护结构热传递过程

屋面：

热传导

外墙：

热传导

楼（地）面：

热传导

外窗：

热传导、对流、辐射

建筑节能及热工基本知识

•6、我国建筑气候特点

•地理位置：

处于北半球的中低纬度（北55～20℃）；

•气候与气候特征：

•大部分地区属于东亚季风气候，同时带有很强的大陆性气候特征

•冬季十分寒冷：

冬季气温与世界同纬度地区相比，低5～18℃；

•夏季十分炎热：

夏季气温与世界同纬度地区相比，高2℃；并不断提高；

•冬夏持续时间长，春秋季节短；

建筑节能及热工基本知识

•7、我国气候区的划分：

•根据我国《建筑气候区划标准》和中国《建筑热工设计分区标准》，我国划分成：

•严寒地区

•寒冷地区

•夏热冬冷地区

•温和地区

•夏热冬暖地区

建筑节能及热工基本知识

建筑节能及热工基本知识

•8、夏热冬冷地区气候特征及其热环境

•8.1夏热冬冷地区气候特征:

•夏热冬冷、四季分明、全年湿度大

•冬季:

日照率低、阴冷

•夏季:

气温高、湿度大、风速小

建筑节能及热工基本知识

•8.2夏热冬冷地区典型城市四季天数:

•重庆武汉上海

•秋765661

•夏128128107

•春946171

•冬67120126

建筑节能及热工基本知识

•8.3夏季热环境：

受太阳光烘烤屋顶、西墙内表面最高温度

•重庆38.9°C

•武汉36.9°C

•南京37.1°C

•上海36.1°C

•8.4冬季建筑热环境状况恶劣

•自然状况下：

•平均室内温度8.5℃

•最低室内温度只有2℃。

建筑节能及热工基本知识

•以上是我们所处的热环境，是全国最恶劣的。

随着人们生活水平的提高，人们对舒适性的要求也越来越高，大家在夏天空调、冬天取暖的同时，必然引起建筑能耗的迅猛增长。

强劲势头将危及城市供电安全！

•因此我们必须通过改变建筑物自身构造来降低能耗，通过采用节能门窗、给建筑物穿上棉衣（外墙外保温系统）来保温隔热，通过提高采暖空调的能源利用效率来降低能耗。

建筑节能及热工基本知识

9、建筑能耗

9.1影响建筑物能耗的因素

•建筑节能是一个系统工程，影响建筑物能耗的因素很多，但大的方面来讲，有三个方面是决定性的：

•

（1）建筑物所处热环境

•

（2）建筑物自身构造

•（3）采暖空调等设备的使用方式及运行过程。

9.2我国建筑能耗现状

•①我国建筑总能耗约占社会总能耗的四分之一以上。

•②我国既有建筑和新建建筑中90％以上仍属于高能耗建筑。

•③单位建筑面积能源消耗为发达国家3倍以上。

建筑节能及热工基本知识

建筑节能及热工基本知识

9.3我国建筑能耗方式

不同的地区有所不同，北方以供暖能耗为主，南方以空调能耗为主。

9.4我国城镇采暖、空调能耗过高的主要原因：

•①围护结构保温和隔热性能不良（墙体、门窗、屋面、地面）；

•②采暖空调设备运行能效低；

•③输配环节中末端设备热交换效率低。

建筑节能及热工基本知识

10、我国建筑节能工程质量目前存在的主要问题

⑴围护结构：

①墙体

外墙外保温系统出现脱落、裂缝、渗水情况；

保温系统主要组成材料质量控制不严；

保温层实际施工厚度比设计厚度小。

②外门窗：

窗墙比过大

使用普通铝合金窗等不节能窗；

门窗侧面未做保温，形成热桥。

建筑节能及热工基本知识

⑵采暖、空调系统：

管道保温材料质量差;

保温材料厚度不够;

铝箔密封不严;

阀门部分未做保温，导致形成热桥。

建筑节能及热工基本知识

•11、建筑节能检测技术范围

•建筑节能检测技术主要从建筑物构造（墙体、屋面、楼地面、外门窗、幕墙）、供热制冷系统两个方面依据相关标准进行检测。

•建筑节能检测内容在GB50411-2007中有详细要求。

二、建筑节能相关材料

•1.保温板材：

泡沫塑料（EPS、XPS）、橡塑板、岩棉板、酚醛板、玻璃棉板、硬质聚氨酯等

•2保温浆料：

胶粉聚苯颗粒保温浆料、膨胀玻化微珠保温浆料等

•3.节能墙体材料：

泡沫混凝土砌块、复合保温砖、加气混凝土砌块、复合保温墙板等

•4.隔热涂料

•5.建筑门窗

•6.外墙外保温系统主要组成材料

三、建筑节能相关标准

设计标准、检验标准：

•GB50176－1993民用建筑热工设计规范（计划修编）

•GB50189－2005公共建筑节能设计标准

•JGJ26－95民用建筑节能设计标准（修编中）

•JGJ134－2010夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准

•DB42/301—2005湖北省居住建筑节能设计标准

•DB42/T559－2009武汉城市圈低能耗居住建筑设计标准

•GB50411－2007建筑节能工程施工质量验收规范

•JGJ/T132－2009居住建筑节能检测标准

•JGJ/T177－2009公共建筑节能检测标准

外墙外保温系统相关标准

JG149－2003膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统

JG158－2004胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统

JGJ144－2004外墙外保温工程技术规程

EOTAETAG004有抹面复合外保温系统

欧洲技术认证指南

BSEN13499：

2003建筑保温产品标准

—EPS板外保温系统

BSEN13500：

2003建筑保温产品标准

—矿物棉板外保温系统

DIN18550part3－1991由矿物胶凝材料和EPS集料

组成的绝热抹灰系统

保温板材类产品相关标准

•GB/T10801.1-2002绝热用模塑聚苯乙烯泡沫塑料

•GB/T10801.2-2002绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料

•GB/T11835-2007绝热用岩棉、矿渣棉及其制品

•GB/T10303-2001膨胀珍珠岩制品

•GB/T13350-2008绝热用玻璃棉及其制品

•GB/T17795-2008建筑绝热用玻璃棉制品

•GB/T25975-2010建筑外墙外保温用岩棉制品

•GB/T17794-2008柔性泡沫橡塑绝热制品

•JC/T647-2005泡沫玻璃绝热制品

•GB/T21558-2008建筑绝热用硬质聚氨酯泡沫塑料

•JC/T998-2006喷涂聚氨酯硬泡体保温材料

•GB/T20974-2007绝热用硬质酚醛泡沫制品

保温材料相关标准

•GB/T20473-2006建筑保温砂浆

•JG/T283-2010膨胀玻化微珠轻质砂浆

•GB/T26000-2010膨胀玻化微珠保温隔热砂浆

•QB/T3897－1999镀锌电焊网

•JC/T841－2007耐碱玻璃纤维网布

•JG/T266-2011泡沫混凝土

•JC1062-2007泡沫混凝土砌块

•GB11968-2006蒸压加气混凝土砌块

•JC/T623-1996钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯板

•JC689-1998金属面聚苯乙烯夹芯板

建筑门窗相关标准

•JG/T140-2005未增塑聚氯乙烯（PVC-U）塑料窗

•GB/T8478-2008铝合金门窗

•GB/T7106-2008建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法

•GB/T8484-2008建筑外门窗保温性能分级及检测方法

•JG/T211-2007建筑门窗现场气密性检测

•GB/T8814-2004门窗用未增塑聚氯乙烯型材

•GB/T11944-2002中空玻璃

试验方法标准

GB/T10294－2008/ISO8302：

1991

绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法

GB/T10295-2008/ISO8301：

1991（E）

绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法

GB/T13475－2008/ISO8990：

1994（E）

绝热稳态传热性质的测定标定和防护热箱法

GB/T5480－2008矿物棉及其制品试验方法

GB/T5486－2008无机硬质绝热制品试验方法

GB/T11969－2008蒸压加气混凝土性能试验方法

JGJ110－2008建筑工程饰面砖粘结强度检验标准

试验方法标准

GB/T298－1998塑料试样状态调节和试验的标准环境

GB/T6342－1996泡沫塑料与橡胶线性尺寸的测定

GB/T6343－2009泡沫塑料及橡胶表观密度的测定

GB/T8810－2005硬质泡沫塑料吸水率的测定

GB/T8811－2008硬质泡沫塑料尺寸稳定性试验方法

GB/T8813－2008硬质泡沫塑料压缩性能的测定

GB/T10799－2008硬质泡沫塑料开孔和闭孔体积百分

率的测定

QB/T2411－98硬质泡沫塑料水蒸气透过性能的测定

GB/T17146－1997建筑材料水蒸气透过性能试验方法

试验方法标准

•JC/T547－2005陶瓷墙地砖胶粘剂

•GB/T2973-2004镀锌钢丝锌层质量试验方法

•GB/T7689.5-2001增强材料机织物试验方法第5部分

玻璃纤维拉伸断裂强力和断裂伸长率

•JG/T24-2000合成树脂乳液砂壁状建筑涂料

•JG/T3049-1998建筑室内用腻子

•JGJ142－2004地面辐射供暖技术规程

•JGJ51－2002轻骨料混凝土技术规程

•JG/T3016－94建筑用热流计

四、建筑节能工程施工质量验收规范

GB50411－2007

涉及的检验内容

一、材料及系统质量证明文件：

型式检验报告

二、材料进场复验：

见下图

三、施工过程质量控制：

1现场试验：

保温材料厚度；现场拉拔试验（保温层、面砖粘结强度、后置锚固件锚固力）；

2现场制备同条件试样，送试验室检验：

保温浆料干密度、导热系数、压缩强度

四、竣工后现场实体检验（围护结构）：

•1钻芯法检验外墙节能构造

•2现场检测外窗气密性

•3有条件时现场检测传热系数

建筑节能工程施工质量验收规范

GB50411－2007

涉及的检验内容

四、建筑节能工程施工质量验收规范

GB50411－2007

涉及的检验内容

•4.2.7墙体节能工程的施工，应符合下列规定：

•1保温材料的厚度必须符合设计要求。

•2保温板与基层及各构造层之间的粘结或连接必须牢固。

粘结强度和连接方式应符合设计要求。

保温板材与基层的粘结强度应做现场拉拔试验。

•3保温浆料应分层施工。

当采用保温浆料做外保温时，保温层与基层之间及各层之间的粘结必须牢固，不应脱层、空鼓和开裂。

•4当墙体节能工程的保温层采用预埋或后置锚固件固定时，锚固件数量、位置、锚固深度和拉拔力应符合设计要求。

后置锚固件应进行锚固力现场拉拔试验。

四、建筑节能工程施工质量验收规范

GB50411－2007

涉及的检验内容

•4.2.9当外墙采用保温浆料做保温层时，应在施工中制作同条件养护试件，检测其导热系数、干密度和压缩强度。

保温浆料的同条件养护试件应见证取样送检。

•胶粉聚苯颗粒保温浆料导热系数、干密度试件尺寸为300mm×300mm×30mm，试块数量为每个检验批应抽样制做3组，每组3块。

抗压强度试件尺寸为100mm×100mm×100mm，试件数量为每个检验批应抽样制做3组，每组10块（其中5块用于检测软化系数）

•该试块应在施工现场制作，同条件养护后，送试验室进行试验。

•其它保温浆料同条件养护试件试件尺寸及数量按其产品标准规定制作

建筑外门窗检测

建筑外门窗三性检测试验室检测

•建筑外门窗三性：

•气密性：

外门窗在正常关闭状态时，阻止空气渗透的能力。

•水密性：

外门窗在正常关闭状态时，阻止雨水渗漏的能力。

•抗风压性能：

外门窗在正常关闭状态时，在风压作用下不发生损坏（如：

开裂、面板破损、局部屈服、粘结失效等）和五金件松动、开启困难等功能障碍的能力。

•检测标准：

GB/T7106-2008

•检测设备：

智能门窗物理性能检测装置、卷尺、气压表、温湿度计

建筑外门窗检测

建筑外门窗检测

•检测准备

•1、试件数量：

同类型、结构及规格尺寸的试件应至少检测三樘，试件尺寸不宜太小。

•检测试件安装注意事项：

•

（1）试件与安装框架之间的连接应牢固并密封（宽胶带纸、橡皮泥）。

安装好的试件要求垂直,下框要求水平,下部安装框不应高于试件室外侧排水孔。

不应因安装而出现变形。

•

（2）试件安装后,表面不可沾有油污等不洁物。

•（3）试件安装完毕后,将试件可开启部分开关5次，最后关紧。

•2、检测顺序：

宜按照气密、水密、抗风压变形P1、抗风压反复受压P2、安全检测P3的顺序进行。

•3、安全措施：

当进行抗风压性能检测或较高压力的水密性能检测时应采取适当的安全措施

建筑外门窗检测

•检测程序

•一、气密性能检测

•记录实验室气压值P（kPa）及温度值

•测量试件开启缝长度L及试件面积A

•预备加压：

施加三个压力脉冲，压力差绝对值为500Pa，持续时间3s，泄压时间不少于1s，待压力回零后，将试件所有可开启部分开关5次，最后关紧。

•附加空气渗透量检测

•检测前应采取密封措施,充分密封试件上的可开启部分缝隙和镶嵌缝隙,或用不透气的盖板将箱体开口部盖严。

•总渗透量检测

•去除试件上所加密封措施或打开密封盖板后进行检测

建筑外门窗检测

•结果评定

•正压、负压分别试验并分别评定定级。

•采用在标准状态下,压力差为10Pa时的单位开启缝长空气渗透量q1和单位面积空气渗透量q2作为分级指标。

将三樘试件的±q1或±q2值分别平均后对照气密性能分级表确定各自所属级别。

最后取两者中不利级别为该组试件所属等级。

•注：

教材P7所述检测结果评定的合格为6级要求。

•影响外窗气密性指标的主要因素：

开启方式、制作质量

建筑外门窗检测

•二、水密性能检测注意事项：

•检测分稳定加压法和波动加压法，工程所在地为热带风暴和台风地区的工程检测用波动加压法；定级检测和非热带风暴和台风地区的工程检测用稳定加压法。

•经过预备加压（同气密性能）、稳定加压程序

•淋水时对整个门窗试件均匀地淋水，林水量为2L/（m2.min）

•在淋水的同时施加稳定压力。

定级检测时，逐级加压至出现严重渗漏为止。

工程检测时直接加压至水密性能指标值，压力稳定作用时间为15min或产生严重渗漏为止。

•观察记录：

在逐级升压及持续作用过程中，观察并记录渗漏状态及渗漏部位。

•分级评定：

以严重渗漏压力差值的前一级压力差值作为该试件的水密性能检测值。

一般取三樘检测值的算术平均值为综合评定值，如果三樘检测值中最高值和中间值相差两个压力等级以上时，将该最高值降至比中间值高两个检测压力等级后，再进行算术平均。

如果三个检测值中较小的两值相等时，其中任意一值可视为中间值。

建筑外门窗检测

•三、抗风压检测

•3.1确定测试杆件及测点

•1）对于测试杆件:

•选取相对挠度最大的杆件作为测试杆件，当难以判定时,也可选取两根或多根杆件布点测试。

•2）测点：

一般为三点，中间测点在测试杆件中点位置,两端测点在距该杆件端点向中点方向10mm处。

•3）对于单扇平开窗（门），采用多点锁时,按照单扇固定扇的方法布点进行检测。

•4）单扇平开窗（门）当采用单锁点时,测点布置取距锁点最远的窗（门）扇自由边（非铰链边）端点的角位移值δ为最大挠度值,当窗（门）扇上有受力杆件时应同时测量该杆件的最大相对挠度,取两者中的不利者作为抗风压性能检测结果;无受力杆件外开单扇平开窗（门）只进行负压检测,无受力杆件内开单扇平开窗（门）只进行正压检测。

建筑外门窗检测

•3.2不同类型试件变形检测对应的最大面法挠度（角位移值）

•a当窗（门）面板为单层玻璃或夹层玻璃时，其变形检测对应的最大面法挠度为±l/300；

•b.当窗（门）面板为中空玻璃时，其变形检测对应的最大面法挠度为±l/450；

•c当为单扇固定扇时，其变形检测对应的最大面法挠度为±l/150；

•d当为单扇单锁点平开窗（门）时，其变形检测对应的最大角位移值为10mm。

建筑外门窗检测

•3.3检测结果的评定

•3.3.1变形检测的评定

•以试件杆件或面板达到变形检测最大挠度时对应的压力差值±P1；对于单扇单锁点平开窗（门）,以角位移值为10mm时对应的压力差值为±P1。

•3.3.2反复加压检测的评定

•如果经检测,试件未出现功能障碍和损坏，注明±P2值或±P2’值。

如果经检测试件出现功能障碍或损坏,记录出现的功能障碍、损坏情况及其发生部位，并以试件出现功能障碍或损坏时的压力差值的前一级压力差分级指标定级；工程检测时，如果出现功能障碍或损坏时的压力差值低于或等于工程设计值时,该外窗（门）判为不满足工程设计要求。

建筑外门窗检测

•3.3.3定级检测的评定

•试件经检测未出现功能障碍或损坏时，注明±P3值，按±P3中绝对值较小者定级。

如果经检测，试件出现功能障碍或损坏，记录出现功能障碍或损坏的情况及其发生的部位，并以试件出现功能障碍或损坏所对应的压力差值的前一级分级指标进行定级。

•3.3.4工程检测的评定

•试件经检测未出现功能障碍或损坏时，注明±P3’值,并与工程的风荷载标准值比较，大于或等于时可判定为满足工程设计要求，否则判为不满足工程设计要求。

•3.3.5三试件综合评定

•定级检测时,以三试件定级值的最小值为试组试件的定级值。

工程检测时，三试件必须全部满足工程设计要求。

•注：

建筑门窗三性检测报告格式参见附录C

建筑外门窗检测

四、现场气密性能检测

1、检测方法《建筑外窗气密、水密、抗风压性能现场检测方法》JG/T211-2007

2、检测原理与试验室检测相同，参照标准为GB/T7107-2002

3、检测结果评定：

以10Pa压差下检测对象单位缝长空气渗透量或单位面积空气渗透量进行评价，气密性能分级值应符合GB/T7107-2002的规定。

4、检测仪器：

气密性现场检测装置、卷尺、气压表、温湿度计

5、检测装置见下图

建筑外门窗检测

建筑外门窗检测

现场气密性检测与实验室气密性检测的区别：

（1）装置；

（2）检测标准不同。

•安装注意事项：

不同的设备安装不同，有些设备是覆盖物上有固定滑撑、弹簧滑撑，卡在建筑外窗内侧窗台上就可以了；还有些设备是用伸缩撑杆先卡在窗台上，然后用类似塑料薄膜类的东西将外窗内侧密封。

如果建筑外窗内侧窗台足够平，可用双面胶贴塑料薄膜；若粗糙不平就需用木条压。

直至能持续承受试验用压力而周边不漏气。

建筑外门窗检测

•五、建筑外门窗传热系数检测

•外门窗传热系数:

表征门窗保温性能的指标。

表示在稳定传热条件下，外门窗两侧空气温差为1K，单位时间内，通过单位面积的传热量。

单位：

W/（m2¡¤K）

5.1检测方法

《建筑外门窗保温性能分级及检测方法》GB/T8484-2008

5.2检测原理

本标准基于稳定传热原理采用标定热箱法检测建筑门、窗传热系数。

试件一侧为热箱，模拟采暖建筑冬季室内气候条件，另一侧为冷箱，模拟冬季室外气温和气流速度。

在对试件缝隙进行密封处理，试件两侧各自保持稳定的空气温度、气流速度和热辐射条件下，测量热箱中电暖气的发热量，减去通过热箱外壁和试件框的热损失（两者均由标定试验确定）,除以试件面积与两侧空气温差的乘积,即可计算出试件的传热系数K值。

建筑外门窗检测

5.3检测装置

检测装置主要由热箱、冷箱、试件框、控湿系统和环境空间五部分组成。

5.3.1热箱

热箱外壁构造应是热均匀体,其热阻值不得小于3.5（m2¡¤K）/W。

热箱内安装电加热器。

5.3.2冷箱

冷箱外壁应采用不吸湿的保温材