热流传感器对建筑节能的影响范文

1.半导体数字式温度传感器的选型与制作

一般情况下，建筑物测温范围在-40℃~100℃之间。采用的测温传感器为半导体数字式温度传感器，选用型号ds18b20。DS18b20由以上两种封装形式（见图1），现采用PR-35式封装。制作方法：用300mm三芯屏蔽线焊接各引脚，用一侧扁平的准6不锈钢保护管封装，导热硅脂填充钢管中缝隙，钢管开口出线端用密封胶密封，胶水固化后待用。

2.热流测量传感器

对建筑物结构绝热性能进行测量的一个重要工具是建筑用热流计。建筑用热流计可以精确地测量出单位面积、单位时间、围护结构两侧空气单位温差下的热量。热流计传感器主要是由几百对热电偶所组成。传感器的形状可采用各种不同的尺寸。目前热流计传感器广泛采用的尺寸为100mm×100mm，其厚度一般是在2mm~3mm之间，见图2。当热流计制作完成之后，需要对其进行标定，并确定热流计的系统C，热流密度q=C•mV。

3.热流计系数的标定

热流计经过一段时间的使用之后，往往会出现变形或者损坏问题，这会导致热流系数出现变化，因此对热流计进行使用之前，需要对其进行标定。一般情况下，每年至少需要标定一次。通常情况下，半导体数字式温度传感器需要送往相关的计量部门进行检定，热流计的标定则需要采用自校的方法。当进行热流计的标定时，可以电流计式导热或者平板导热仪。以下将以100mm×100mm的热流计为例。热流计系数的标定方法如下：首先制作一块与热流计片同材质的围护板，围护板的尺寸以300mm×300mm为例，接着将围护板、被标热流计安装在热板与标准件之间。在标准件的热侧需要布置两个半导体数字式温度传感器，在冷侧对应位置同样需要布置两个半导体数字式温度传感器，接着将试件夹紧。以热流计式导热仪的标定为例。在这种方法的标定中，只需要将被标定的热流计的两端线与该仪器的热流计表面接线端连接在一起，将热侧的两个半导体数字式温度传感器与热面半导体数字式温度传感器接线端连接在一起，而冷侧的两个半导体数字式温度传感器则应与冷面半导体数字式温度传感器接线端连接在一起如图3。连接完成之后，即可开启设备，测量形式选定单热流计单试件方法。当热板控温在35℃，冷板控温在5℃时，标准件有一个已知的导热系数λ1，当待测的导热系数λ2稳定之后即可将其与导热系数λ1进行对比，如表2所示为两个导热系数的比较结果。

4.节能检测工程实例

2013年9月3日，友邦保险在当天宣布位于广东南海的友邦金融中心隆重开幕。友邦金融中心乃世界级水平办公楼，具备环保设计概念。佛山市市长刘悦伦、友邦保险（和讯放心保）集团首席执行官兼总裁杜嘉祺出席开幕仪式。友邦金融中心是佛山市首座荣获LEED节能环保金级国际认证的商务写字楼，这是一项享誉全球的殊荣。以下将介绍热流测量传感器在本工程外墙和屋顶的保温节能检测中的应用。（1）夏季现场隔热试验对其中的某一房间夏季隔热性进行现场检测。在检测的时候，需要将所有的门窗关闭，接着采用温度热流巡回检测仪和半导体数字式温度传感器进行检测。1）选择热流计安装的位置墙体传热系数的测量，选择热流计安装的位置非常重要。主要注意以下几点：安装高度和间隔：以外墙为例，应该安装在离地面1.2m的位置，一面墙体安装2~4个，最后取同一时间段的平均值。互相之间间隔1m~2m。安装部位离开窗户以及墙角线、梁柱、拐角等不规则处1m以上。具体测量点应该没有任何建筑缺陷，没有缝隙。不受外面风或其他方面的影响。墙面测点位置必须平整、光滑，经过刮大白处理。如果是水泥面，必须用大白或石膏刮平整、光滑，并用细砂纸打磨。2）热流计安装方法热流计的贴墙安装面可以用两种方法处理：①用很薄的双面胶贴在墙面一层；②用导热硅脂很薄很均匀地涂抹一层，注意不要留任何缝隙，然后紧贴墙面，要反复压实，平整，不要留气泡、缝隙。最后用铝箔胶带（毛面）/透明胶带（光面）粘贴四个外面边线到墙上，胶带粘贴热流计边线里面不超过10mm，如图4。3）内表面温度传感器的安装方法取热流计的中心线，距离热流计两边线20mm左右，按照要求的地址号，粘帖两个平面测温传感器。4）外表面温度传感器的安装方法对照外墙外表面，取热流计的中心点，按照要求的地址号，粘帖一个平面测温传感器（见图5）。每间隔10min进行一次检测，检测期间连续记录外墙、屋顶内外表面的温度和室内外空气温度，用太阳辐射计在屋顶上检测太阳的辐射强度。建筑外墙的传热系数测试保温箱（内含制冷及加热装置）安装方法如下：在热流计外面卡装保温箱。以立面安装为例，底下用600mm凳子支撑，四角用长的木梁对面顶住。如果没有保温箱，采用封闭整个房间，使用一台或多台空调制冷，也可以达到同样效果。根据本工程的检测结果，东西外墙外表面的最高温度达到48.88℃、根据相关的规范要求按以下公式计算可以知道。为了避免外界气温变化干扰，在夜间温度变化不大的时段进行采集，用保温箱人工模拟夏季室内外温差，所采集数据如表3：依据表3可知，本工程的夏季隔热性满足要求。对于其他房间的检测，屋顶和东西外墙内表面的最高温度均能够满足相关的规范要求，因此可以认为本工程在建筑材料节能环保方面取得了良好的效果。（2）冬季保温性能测试选取其中的一层房间的冬季保温性能测试为例（传感器和热流计的安装方法与计算过程与夏季现场隔热试验类同），首先采用空调机对室内进行加热，检测持续时间控制在9d。冬季保温性能测试的主要内容为外墙和屋顶的传热系数、内外表面温度、空气温度以及墙角部分的温度。室内的温度保持在22℃。接着采用温度热流巡回检测仪和半导体数字式温度传感器，每间隔30min进行一次检测，检测期间连续记录外墙、屋顶内外表面的温度和室内外空气温度以及热流。如表4所示为检测结果。根据检测结果可以知道，外墙和屋，屋顶的传热系数、室内空气与外墙内表面之间的温差、室内空气与屋顶内表面之间的温差、外墙角内表面温度均满足相关规范要求。表5为截取的部分试验数据。对于其他房间的检测，以上这些参数也均满足相关的规范要求，这表明本工程的冬季保温性测试能够满足要求，因此可以认为本工程在建筑材料节能环保方面取得了良好的效果。

5.结束语

为了检验建筑节能材料的节能效果，必须对建筑材料进行节能检测。文章针对当前部分节能检测结果存在着较多的问题，比如说检测设备种类较少，特别是当热流计使用过久会出现变形问题，从而导致热流系数发生改变，这样会影响到测量结果的准确性。结合工程实施经验，提出采用半导体数字式温度传感器和热流测量传感器进行建筑节能检测。文章对四种测温传感器采取对比分析，提出最适合用于建筑热工作性能的测量，系统地探讨了半导体数字式温度传感器的选型与制作，结合友邦金融中心工程实例，针对该工程是佛山市首座荣获LEED节能环保金级国际认证的商务写字楼，对该工程外墙和屋顶的保温采用热流测量传感器检测。检测结果表明，本工程的夏季隔热和冬季保温性测试能够满足要求，因此可以认为本工程在建筑材料节能环保方面取得了良好的效果，检测结果具有可靠性。

作者：潘渊 单位：佛山市南海区正昇建筑工程质量检测有限公司