混凝土夹层保温材料在建筑节能中的应用分析

武 军

1新疆建筑科学研究院（830054）2新疆建设工程质量安全检测中心（830054）

0 前言

在全球范围内能源的短缺导致社会经济的发展受到一定的局限，对能源进行科学合理的应用是促进社会可持续发展的根本原则。特别是当前我国经济快速地增长和发展，建筑行业的能耗占据了总能耗的30%，此比例仍在不断的增长。所以在建筑行业开展节能降耗的潜力特别大，通过加速建设资源的节约，进一步确保我国能源的利用和发展，具有非常重要的作用和意义。在当前建筑节能材料不断发展的情况下，混凝土秸秆块保温材料应运而生，广泛使用在寒冷与炎热的地区，并且达到节能改造的相应要求。

1 试验的设计分析

1.1 试验的相关设备

本次试验主要是温湿度的采集模块（型号BES-C、SM1210B）、温湿度传感器（型号SLHT4）、散热片等。

1.1.1 温度和湿度

本次使用的采集模块为SM1210B型号的温湿度数据采集模块，可以支持1～12路的集成温湿度传感器，并且实现较低成本的温湿度监测。此模块能够应用在多个方面的温湿度监测，例如建筑内部温湿度、电子设备温湿度、冷库温湿度、仓库温湿度、环境温湿度、机房温湿度等[1]。此模块的特点和技术参数如下:显示的范围较广，功率较低，具体的显示范围为-40℃～123.9℃，精度为±0.5℃，湿度的范围为0～100 Rh，功率只有2 W、储存的温度为40℃～85℃。

1.1.2 温度与湿度的传感器

本试验使用的此类型传感器主要是由间隙材料加工制作的温度敏感元件，以及由电容式聚合物湿度计组成，并且可以在同一芯片上无缝衔接14位A/D转换器与串行接口电路。此产品品质较高，具有快速的响应性，抗干扰能力强。其测量的精度为:温度±0.4℃，湿度±3%。

1.1.3 数据采集仪

本试验使用的便携式BES-C型微机多通道数据采集仪常应用在建筑中的现场测试，主要测试墙体表面的温度、室内温度以及室外温度，还有热通量等相关的参数指标，具有主要集成测量、显示、通讯等多个功能，并且测量的准确度非常高，操作简单，主要用在监测建筑现场的传热系数、材料热工、建筑围护结构热阻、环境监测等方面。该仪器还具有良好的技术参数，具有16路的多路热流量测量通道、监测范围在0～±20 mV，测量的精度低于0.03 mV，并且使用板式热流计的热流传感器。当下在墙体的热流测量中使用较为广泛。采样周期一般在10 s～24 h，能够存储12万8个数据[2]。

1.2 试验方案

本试验的测试主要分成冬季和夏季两种测试。把温湿度采集点布置在运用混凝土夹层块保温材料的建筑物房间内，一共布置两个监测点，分别为1#和2#。监测点和地面大概距离70 cm，监测点不直接受到热源的影响。在室外设置温湿度的采集点3#不在阳光下。试验利用仪器详细记录测量温度和湿度的数据，数据全部是三个监测采集点的设备监测10 min的数据。在冬季试验过程中需要使用暖风机来对混凝土夹层块建筑进行回热。在夏季试验过程中则利用空调进行冷却。与此同时，利用电流表详细记录在试验过种的加热耗电与空调耗电，试验时间共计7 d。

1.3 试验程序

选择8月为夏季试验的时间，在使用混凝土夹层块的建筑内利用空调进行制冷，降低房屋内的温度，设定空调冷却的温度26℃，并利用电流表记录空调制冷能耗，由温湿度采集仪采集测试中室内外的温湿度数据。

选择2-3月为冬季试验的时间，在使用混凝土夹层块的建筑内运用加热器进行回热，在建筑内用两台大功率的加热器提升温度。先开始第一阶段，即恒功率加热；然后开始第二阶段，即恒温加热，温度设置18℃，利用电流表记录加热过程中的功耗和试验时室内外温湿度[3]。

2 试验结果与分析

2.1 冬季试验结果

电力能源在试验过程中的供热是保持不变的，加热器均保持恒定的功率正常运行，结果测出其平均日耗电量95 kW·h/d。建筑房屋内的温度会伴随室外的温度增加而提升。在试验阶段内，每日的平均温度为26.65℃。此时的室内温度过高，而湿度则较低。此种环境对人们造成一些不适的影响，并且加热器在恒功率下的功耗也十分巨大，非常不环保。具体的温度和湿度变化如图1和图2所示。

图1 冬季恒定功率温度变化图

图2 冬季恒功率湿度变化图

从图中可以看出，房屋内在恒功率试验时，湿度相对较为稳定，大约在35%，而室外的湿度则表现出较大的变化。由此说明，室外的湿度变化对建筑室内的湿度影响比较小[4]。

2.2 夏季试验结果

在夏季的试验中，每日的平均消耗为1.5%。室内的温湿度比较稳定。测得室内的温度26℃，湿度平均在70%。

在室外的温湿度出现的变化较大。室外的湿度发生的变化，对室内的湿度造成的影响比较小。夏季温度和湿度的变化如图3和图4所示。

图3 夏季温度变化图

图4 夏季湿度变化图

2.3 结果分析

依据对使用混凝土夹层块的建筑湿度分析，室外的湿度在室内造成一定的影响，但这一影响存在一定的滞后情况。在短时间内建筑室内湿度比较稳定。在较长的时间中，室内湿度则会受室外湿度的变化而发生变化，发展的趋势大致相同。试验测试时，影响建筑内部的温度发生变化原因是制冷与取暖设备造成的。室外温度对室内的影响较为局限。所以，混凝土夹层块对建筑保温是十分有效的。

2.3.1 冬季保温性

依据国家相关部门制定的住宅建筑节能设计标准《DBJ 14—2012》，在本次试验的区域，冬季的耗热量为14.8 W/m2。根据实际的测算，本次试验的建筑耗热量在9.35 W/m2，处于恒温环境下设定为18℃。所以此次试验的建筑，在冬季时保温的效果十分良好。

2.3.2 夏季隔热性

运用软件DeST对使用普通混凝土进行建造的建筑夏季能耗进行分析，然后把仿真出的结果和本试验的混凝土夹层块实测的结果进行对比。在夏季使用混凝土夹层块的建筑中，实际测出的功耗为1.5 kW·h/d，而运用仿真模拟的结果13.5 kW·h/d。所以，运用混凝土夹层块的建筑，在夏季的隔热性较好，可以减少能源的功耗。

3 结语

对使用混凝土夹层块的建筑物进行保温试验分析，在短时间内的建筑室内湿度比较稳定，然而室内湿度会受室外湿度的变化而发生变化，但过程相对缓慢，在冬季的热值可达到相应的标准要求。在夏季的试验中，混凝土夹层块具有较好的保温性和隔热性，能耗指标较低，节能效果十分明显。