引言随着我国经济的发展，新型建筑材料不断涌现。传热系数检测作为建筑节能检测的重要组成部分，必须现场检测墙体确定实测值。通过对实测值的分析，可以分析该材料组成墙体的保温性能、节能设计是否满足标准要求，同时通过分析室内环境可以了解室内能耗状况[1-2]。本研究拟对榆中地区太阳能基地新建EPS保温墙体温室进行红外热成像检测，分析热工缺陷，排除热工缺陷严重的区域，并选用合理的方法测试墙体传热系数，同理论值进行对比，分析室内热环境状况，分析墙体的节能性能。1围护结构传热系数检测方法1.1热流计法（1）热流计法原理。热流计法通过内外温差和热流的对应关系进行传热系数测定。热流计法视墙体传热过程为一维过程，通过检测墙体两侧的温度、热流计的热流密度计算砌体的热工性能。实际检测过程中，可以用一段检测时间内的检测数据的平均值计算热阻，计算公式如下：R=∑j=1n(θij- θej)∑j=1nqj (1)式中：R——围护结构热阻值，(m2·K)/W；θij——围护结构内表面第j次测量温度，℃；θej——围护结构外表面第j次测量温度，℃；qj——热流量第j次测量值，W/m2。（2）热流计法特点.热流计法是基于一维导热的假设，即热量仅通过热流计的方向传导，而实际上热量的传递一般为三维导热，因此检测对象的热阻偏小，传热系数偏大，并且当室外温度变化或者太阳辐射量变化时，数据精度容易受温度的影响。为提高测试精度，必须选择本身热阻小的材料做热流计，同时选择受干扰少的数据作为计算数据。1.2热箱法（1）热箱法原理。热箱法检测原理同样基于一维导热，围护结构内外表面假设为平行，长度和宽度无限大于其厚度，因此可视为无限大平板。被测部位内侧采用热箱模拟室内热环境，内侧热箱温度和室内温度一致，外侧为自然环境，热流从室内流向室外；热箱加热量和被测部位传热量平衡时，加热量即传热量。记录热箱内外墙体的温度和热箱的热量，计算公式如下：K=QA(Ti- Te) (2)式中：K——传热系数，W/(m2·K)；Q——进入热箱总功率，W；A——热箱开口面积，m2；Ti——室内（热箱）空气温度，℃；Te——室外空气温度，℃。（2）热箱法特点。目前热箱法的实际应用已经成熟有效，并形成了一系列的标准。实验室检测不受季节影响，但是现场检测具有一定的局限性。现场检测环境温度变化较大，热箱法检测的部位是“面”，现场检测难以避免因热工缺陷引起的误差，为了达到一维传热的假设条件，长度和宽度同厚度的比例无法满足，实际检测中没有足够大的设备加热整个房间，现场检测难以实现。因此热箱法只在实验室检测中具有可操作性，并不适用于建筑热工现场检测。1.3控温箱-热流计法（1）控温箱-热流计法原理。控温箱-热流计法利用热箱和热流计的特点有机结合。热箱模拟室内温度，热流计进行热流检测。通过智能PID温控系统，调节热箱内温度并使其内部温度高于室外温度20 K，室内热量流向室外环境，形成相对稳定的热流，热流计在对应部位检测。定时记录、检测建筑外墙内表面的热流值以及内外表面温度，通过计算得出被测部位的传热系数值以及热阻率。（2）控温箱-热流计法特点。控温箱-热流计属于目前的主流检测方法，热箱通过PID控制室内温度，在热箱内模拟采暖期的热环境，无须校准热箱误差，而且不用防护热箱消除边界热损失[3]。控温箱-热流计设备相对简单，测试数据准确，目前在建筑热工现场检测中广泛应用。1.4红外热成像法（1）红外热成像法原理。任何物体都存在黑体辐射，不同部位温度不同，对外电磁波谱辐射不同。红外热成像仪检测到不同辐射后，经信号转换为热成像图显示。当墙体存在热工缺陷时，缺陷部位和正常部位存在一定的温度差，通过红外热成像温度分布图可以分析墙体空鼓、热桥等存在热工缺陷区域、大小。（2）红外热成像法特点。红外热像仪可以方便快速地测量墙体表面温度，但对于节能检测，无法测得热流值，单纯地使用红外热成像进行墙体的节能检测是不够的，还必须配合其他测试方法使用[4]。将红外热成像法用于建筑节能检测目前还处在开发阶段，合理地使用红外热成像可以极大地提高节能检测的效率，提升节能检测技术。2新型绿色大棚墙体传热系数及室内热环境实测2.1墙体构造及传热系数理论值测试2.1.1新型绿色大棚概况实测对象选取榆中某太阳能基地新建绿色大棚，建筑总面积689.25 m2，建筑大小约为54 m×8.4 m×5.5 m。大棚墙体采用空腔EPS模块现浇混凝土，外墙采用15 mm厚水泥砂浆抹面+260 mm厚空腔EPS模块+15 mm厚水泥纤维板，内墙采用15 mm厚水泥纤维板+260 mm厚空腔EPS模块+15 mm厚水泥纤维板，空腔内现浇混凝土，棚膜采用双层棚膜，结合自动控制系统，可根据大棚内温度、湿度自动调整棚内给水、通风、日照等，改变室内植物生长环境。相比较传统大棚外墙，采用新型节能外墙，保温性能好、结构性能好、易于装配。外墙墙体构造如图1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.02.001.F001图1外墙墙体结构注：（1）15 mm厚水泥砂浆（加复合耐碱玻纤网）；（2）模块；（3）镀锌自攻螺钉；（4）螺旋连接钉；（5）企口；（6）墙体；（7）15 mm厚水泥纤维板；（8）涂装材料。2.1.2墙体传热系数理论值计算多层结构热阻计算如下：R=R1+R2+⋯+RN=δ1λ1+δ2λ2+⋯+δnλn (3)式中：R1,R2,⋯,RN——各层材料热阻，(m2·K)/W；δ1,δ2,⋯,δN——各层材料厚度，m；λ1,λ2,⋯,λN——各层材料导热系数，W/(m2·K)。围护结构传热阻的计算如下：R0=Ri+R+Re=1αi+R+1αe (4)式中：Ri——内表面换热阻，(m2·K)/W；αi——换热系数，W/(m2·K)；Re——外表面换热阻，(m2·K)/W；αe——换热系数，W/(m2·K)。传热系数计算如下：K=1R0 (5)式中：R0——围护结构传热阻，(m2·K)/W。由式(3)~式(5)计算得出外墙传热系数为0.37 W/(m2·K)。2.2传热系数实测2.2.1墙体热工缺陷测试与分析红外热成像图反应物体表面辐射温度，建筑外墙表面温度分布直观地呈现在仪表上，从而快速准确地查找热工缺陷部位[5]。现场针对检测墙体部位热工检测，初步排除施工失误、结构老化造成的热工缺陷。检测时间为2020年11月—2020年12月，为降低阳光直射造成的影响，每日选择19：00—次日06：00无阳光时段进行检测。受大棚现场检测条件的限制，本次测试部位选取大棚东侧墙体，采用红外热成像仪采集墙体热成像图，结果如图2所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.02.001.F002图2墙体红外热成像从图2中可以看出，15 mm厚水泥砂浆抹面+260 mm厚空腔EPS模块+15 mm厚水泥纤维板外墙温度场分布均匀，不存在空鼓及冷热桥等热工缺陷的问题，仅在屋面与墙面接触的檐口处存在热桥现象，可视窗由于室内温度偏高导致与其他部分温度不同。从拍摄的图像中可以看出，墙体表面最高温和最低温温差仅为0.3 ℃，可视为检测部位无热工缺陷。计算围护结构热工缺陷指标：∆t=|t1- t2| (6)式中：∆t——围护结构主体区外表面平均温度与热工缺陷区最高温度的温差，℃；t1——围护结构主体区外表面平均温度，℃；t2——缺陷区最高温度，℃。ψ=A/A0 (7)式中：ψ——热工缺陷区相对面积，m2；A——缺陷区面积，m2；A0——围护结构面积，m2；对东侧墙体进行热工缺陷程度等级划分，热工缺陷等级范围如表1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.02.001.T001表1热工缺陷等级范围缺陷等级∆t/℃ψ合格0.60缺陷≥0.60.6严重缺陷≥0.6≥0.6根据现场检测数据可以得出，本次测试墙体的热工缺陷∆t为0.5 ℃，缺陷等级属于合格，形成缺陷的主要原因是湿气堆积。2.2.2传热系数实测与分析本项目选取检测时间为2020年11月—2020年12月，该检测时间内，室外气温寒冷且气温无明显的剧烈变化。设备选用CRY-II型墙体传热系数检测仪，测试内容包括墙体的内外表面温度、热流密度、室内外温度等。测点分布依据《居住建筑节能检测标准》（JGJ/T 132—2009），测点不受雨雪侵袭和阳光直射。热流计实物图与项目现场实测图如图3所示。图3热流计与现场实测图10.3969/j.issn.1004-7948.2022.02.001.F3a1（a）热流计10.3969/j.issn.1004-7948.2022.02.001.F3a2（b）外表面温度传感器由图3可知，室内2个热流传感器布置于内侧墙体中心部位，用铝箔纸包裹并与墙体表面紧密贴合，室外外表面温度传感器布置于热流传感器对应位置并同样用铝箔纸包裹，与墙体表面紧密贴合[6]。温室大棚围护结构热工性能影响温室内植物的生长发育，因此实测传热系数有助于分析建筑保温性能现状及各部位热工性能，从而改进保温性能。本项目墙体的传热系数实测值0.43 W/(m2·K)，理论值0.37 W/(m2·K)，均高于规范值，围护结构热工性能差，导致冬季大棚内温度偏低，不利于植物生长。温室大棚围护结构热工性能差的原因有以下几点：（1）理论计算将墙体视为理想状态，假定墙体为密实的均匀材料，现场检测视为稳态的一维导热，但实际情况很难满足一维导热的假定，因此选择的检测方法存在一定的弊端；（2）试验存在误差和算术平均法与测试期间动态数据的误差；（3）建筑材料达不到设计值，与理论值中各材料的热工性能存在差距。2.3室内热环境实测室内平均温度可以反映室内热环境及热稳定情况。依据《民用建筑室内热湿环境评价标准》（GB 50785—2012）[7]《建筑热环境测试方法标准》（JGI/T 347—2014）[8]《被动式太阳房技术与热性能测试方法》（GB/T 15405—2006）[9]等规范的要求进行测试，室内温度测点布置在值班室正中距地面1.5 m处。本次测试选用HOBO温湿度自动记录仪进行连续检测，时间间隔设置为10 min。2020年11月27日—2020年12月1日室内外温度变化曲线如图4所示，2020年11月28日室内外温度变化曲线如图5所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.02.001.F004图4室内外温度变化10.3969/j.issn.1004-7948.2022.02.001.F005图52020年11月28日室内外温度变化由图4可以看出，2020年11月27日—2020年12月1日室外温度变化曲线和室内温度变化曲线趋势相同，变化规律基本一致，住户并没有进行采暖行为。对室内平均温度进行分析，室内平均温度能达到16 ℃，可以满足住户的热舒适性需求。由图5可以看出，2020年11月28日室内在14：31出现最高温度，室外在11：41出现最高温度，室内温度最大值较室外温度最大值出现的时间延迟约3 h；室内最低温度出现在09：00，室外最低温度出现在07：40，室内温度最小值较室外温度最小值出现的时间延迟约1.5 h。从温度变化曲线看，室内温度受室外温度影响较大，由于新型墙体的保温作用，室内温度变化幅度明显小于室外温度变化幅度，室内最大温差6.8 ℃，新型墙体良好的保温性能使室内热环境较稳定。3结语（1）由红外热成像图看出，墙面不存在空鼓及冷热桥等热工缺陷问题，仅在屋面与墙面接触的檐口处与存在热桥现象；墙体由于下部埋入地下，墙体表面温度基本相同，墙角与地面接触处也不存在热桥现象。（2）造成墙体传热系数实测值和理论值不同的原因是多方面的，理论计算将墙体视为理想状态，假定为密实的均匀材料，现场检测视为稳态的一维导热，但实际情况很难满足一维导热的假定，检测方法存在一定的弊端；试验存在误差和算术平均法与测试期间动态数据的误差；建筑材料达不到设计值，与理论值中各材料的热工性能存在差距。（3）室内温度测试表明，室内平均温度可以达到设计要求，采用新型节能墙体，室内热环境保持基本稳定，建议对西北寒冷地区进行墙体节能改造，提升室内热舒适性。