张明
常熟市工程质量检测中心215500
摘要：随着墙体材料应用的不断推广，研究其热工性能及其改进措施凸显出重要意义。本文首先介绍了墙体材料热工性能检测方法，分析了现场热工性能检测设备及注意事项。在探讨建筑节能在建筑墙体热工性能方面应用的基础上，研究了检测中湿度对检测结果的影响。
关键词】：墙体材料；热工性能；改进措施
一、前言
作为墙体材料重要的性能指标，其热工性能在近期得到了有关方面的高度重视。该项课题的研究，将会更好地提升对其热工性能的掌控，并对其进行优化改进，从而保证其最终应用的整体效果。
二、建筑板材的种类
1.纸面石膏板
纸面石膏板是以熟石膏为胶凝材料，掺入适量添加剂和纤维作为板芯，以特制的护面纸作为面层的一种轻质板材，按具有的特性可分为普通纸面石膏板耐水纸面石膏板耐火纸面石膏板。纸面石膏板的外观质量要求表面应平整，不得有影响使用的破损波纹沟槽污痕过烧污料边部漏料和纸面脱开等缺陷。
2.纤维水泥板
纤维水泥板以纤维和水泥作为主要原料，经制浆成胚养护等工序而制成的板材。按照所用纤维的品种可分为石棉水泥板混合纤维水泥板与无石棉纤维水泥板。按照产品密度不同纤维水泥板可分为高密度斑轻密度板，中密度板。纤维水泥板具有防水防潮防蛀防霉与可加工性好等特点。强度高压缩率低，抗震性与抗冻性好，经表面冻覆处理后可用做建筑物的外墙板面。
3.纤维增强硅酸钙板
纤维增强硅酸钙板由钙质材料硅质材料纤维等作为主要材料经制浆成胚，蒸汽养护等工序制成的轻质板材。简称硅钙板。按产品用途分为建筑板与船用板。按产品所用的纤维品种分为石棉硅酸钙板和无石棉硅酸钙板。硅钙板具有密度低，比强度高湿涨率小，防火防潮防蛀防霉与可加工性能好等特点。硅钙板建筑板材主要用于高层与多层建筑的内墙与吊顶。
三、墙体材料热工性能检测方法
1.试件制备。根据各种墙体材料的施工工作要求，砌筑成符合测试仪器所需的试件尺寸，试件的要求是能够达到墙体使用的目的。本试验采用240mm×115mm×90mm的S9-2型淤泥烧结节能砖，砂浆采用JMS型轻质砂浆砌体。将试件（板材、砌块）安装或砌筑在冷热箱之间的试件架（1000mm×1000mm）内，试件周边用高效保温材料将缝隙堵严。
2.试件烘干。本试验采用自制烘箱对试件进行人工烘干，烘干至绝干状态，完全硬化后布点测量温度和热流。
3.测温布点和粘贴热流计。当表面材料凝固和干燥后，用乳胶与水泥拌合物或者其他粘结剂，将铜-康铜热电偶温度传感元件粘贴在试件的冷热表面上，同时用黄油把热流计粘贴在试件的冷表面上，粘贴热电偶和热流计时一定要贴紧，防止出现空隙，否则会严重影响检测结果。在1平方米大小的试件上，至少应布置两块热流计，在热流计周围布置四个热电偶，对应的冷表面上也相应地布置四个热电偶。然后将冷热箱与试件架一起合上并扣紧。
4.温度控制。冷热箱两侧空气温差值至少应控制在20oC。通常热箱空气温度控制恒定为18oC，冷箱的空气温度控制恒定温度-2oC以下。一般说来，冷热箱的空气温差值越大，则其读数误差相对越小，因而所得结果较为精确。
5.测量时间。测量包括瞬变过程及若干测量周期。瞬变过程的长短和测量周期是由试件、控制状况、计量仪表及要求的精度而确定的。瞬变过程一直持续到接近达到稳定状态之前，然后进入热稳定状态。重质的建筑构件需要较长时间才能达到稳定状态。计量时间包括足够数量的测量周期，以获得所要求精度的试验结果。测量可按以下方式进行：计量期限至少需要三个小时，热流值及温度读数在此测量期有三个周期内是均匀分布的，取三个计量期的热流和温度平均值，然后根据这些平均值算出此计量期内的热阻，并和前面的测量期内热阻值相比较。如果有两个测量期内的热阻值相差小于2%，则此检测就告结束，而热阻就按两次测量期的平均值计算。因此，一个完整的测量期至少需要6个小时。
四、现场热工性能检测设备及注意事项
1.集仪、天空辐射表、不间断电源、热流传感器、温度传感器、空气温度测点支架、防辐射膜、标准气象百叶箱。软件分为数据采集软件和动态计算分析软件。现场建筑门窗动风压性能检测主要仪器也分为硬件和软件两块，硬件部分包括工控机、传感器、压力箱面板、主机箱、风压管路、淋水装置等辅助材料。软件部分包括门窗三性现场设备的自动控制、检测、数据采集、数据处理等功能。
2.在现场热工性能检测中主要要注意以下几点：
（一）测试位置的选择，应选择有代表性的位置进行检测，选择的顶层测试位置（测试间）最好能兼顾墙体和屋面的热阻测试。测点位置应选择能代表所测构件的位置，不应靠近门窗、热桥、裂缝和有空气渗漏的部位，不应受加热和制冷电器的直接影响。
（二）构件表面温度传感器及安装，屋顶、墙体、楼板每个测试位置内外表面温度测点各不得少于3个，同时也不应靠近门窗、热桥、裂缝和有空气渗漏的部位，不应受加热和制冷电器的直接影响。表面温度传感器连同0.lm长引线应与被测表面紧密接触，以真实反映被测表面的温度，一般可采用强力胶带（笔者现场采用的是铝铂纸）将其粘结在被测表面，如有松动，应及时固定好后加以强力大面积贴膜纸使传感器表面的辐射系数与被测构件表面的辐射系数基本相同。
（三）热流计及安装，热流计直接安装在被测围护结构的内表面上，热流计与被测物体的粘结由传感器与被测表面接触的差别可引起误差，所以必须细心认真的安装热流计。一般可采用涂抹黄油的方法，黄油须抹的薄而均匀，再采用强力胶带将其固定。
（四）注意阳光及环境辐射、热流计表面空气波动的影响。热流计不得受阳光直射，围护结构被测区域的外表面宜避免雨雪侵袭和阳光直射。可采用在被测构件表面贴膜（笔者现场采用的是银色反光膜）来消除阳光及环境辐射对检测数据的影响。
（五）热阻测试及时间控制，测试在系统正常运行后进行，测试过程中应开启不间断电源（UPS）以防止停电而导致的数据丢失。自然通风状态检测，持续检测时间不应少于2d，其中晴好天气不少于ld，采暖（空调）均匀升（降）温过程不少于ld，恒温过程不少于sd，按时记录各点温度、热流数据。
五、建筑节能在建筑墙体热工性能方面的应用
目前，在上述的我国西北某地区，结合其实际地理条件和气候条件，主要的建筑节能方式有以下几种：
1.节能建筑的墙体采用保温夹心复合墙，即将保温材料置于墙体中间，做成夹心墙；
2.外墙内保温，即将保温措施置于外墙内侧，例如贴保温苯板、粉刷石膏、贴聚苯颗粒胶粉等方法。聚苯乙烯塑料加工破碎成小颗粒，配置保温砂浆；胶粉聚苯颗粒保温技术早在1998年就被列为国家级工法，目前仍是被广泛应用的外墙保温技术。
3.外墙外保温，即将外墙的外侧进行侧粘结保温层，并且在保温层的外面粘贴聚合物砂浆、网格布以及做美观的装饰面等方法，例如EPS板与砼一次现浇外墙外保温系统，在混凝土框剪体系中把聚苯板放于建筑模板内，然后在墙体外侧浇筑混凝土，一次成型浇筑复合墙体。这种方法解决了外挂式外保温的复杂问题，并且其施工一次成型，工效高，工期大大缩短，并且施工安全，需要注意的是浇筑时要均匀连贯。
另外一种常用的外墙外保温技术即钢丝网架EPS板现浇混凝土外墙外保温系统。其以腹丝外穿透性网架EPS板为保温材料，将混凝土外墙为基层，放于外墙内侧，最后以网片为辅助将其与钢筋、混凝土浇筑成型。
据实地考察，我国该地区现主要推行的是第三种保温方法，在外墙的外侧粘贴保温苯板，厚度为5cm~12cm，这种方法施工工艺简单，技术含量低，极易推广，经过数日的实验，保温效果较好。需要注意的是并不是墙体厚度越厚越好，而是有一个适当的临界值，当到达临界值，增加壁厚，内部墙壁温度几乎没有什么变化。
除上述的人工方法之外，还可以充分利用该地区的地理位置，在阳光充足的时候，可以充分蓄热，蓄能；当地用于建筑的沙土（块状）的导热系数和比热容较适当，可以作为保温蓄热材料；考虑日光的直射方向及时间，考虑建筑物的朝向；根据有效数据可知，墙体外侧与土壤接壤的地方时整个墙体耗热最大的地方，因此要结合建筑实际地理位置，加强该处的保温，减少热损耗，增加建筑的蓄热量。
六、检测中湿度对检测结果的影响
在设计人员进行节能墙体设计时，需要生产厂家提供热工参数，如导热系数、传热系数、传热阻等这就需要将产品送到检测单位进行检测，检测最重要的就是依据标准，目前检测方法标准有GBPT13475-92，5建筑构件稳态热传递性质的测定标定和防护热箱法6。而对于墙体材料制品，我们要把它砌成砌体及构件，然后进行检测。问题随之而来，那就是砌体砌好后，干燥到什么程度才能进行检测呢?目前砌块产品标准未作规定，而GBPT2542-2003，5砌墙砖试验方法6中作了规定，可是其规定是否合理呢?我们认为存在很大问题。在进行节能墙体设计时，其热工性能应是在正常使用状态下的性能。我们对应用不同的砌体材料的建筑，在建成使用几年后的湿度场应有所了解，不同季节湿度如何变化，使用环境下湿度一般保持在什么范围等等。
用该方法检测，试验前墙体内相对湿度都在100%。而烧结砖在正常使用过程中，夏季是相对湿度与周围环境基本一致，在50%~70%左右，不可能达到100%。对于目前建筑中使用的烧结页岩空心砖我们进行了对比试验。第一次试验按标准砌筑后7d进行，第二次试验是在第一次试验结束后，对墙体进行烘烤、风吹3d后进行，第三次试验是在第二次测试结束后将墙体放置16d后进行。试验结果见表5。
热阻值第二次比第一次提高23.1%，第三次比第一次提高59.2%，而这时墙体内的湿度仍然是90%以上，离正常使用相对湿度仍有一段距离。可见该标准规定的试验方法远远背离实际，不可操作。如果我们按此标准进行检测，就无法对厂家、设计单位负责任，无意间将产品的保温性能降低。我们认为应积累不同墙体在冬季正常使用状态下的湿度范围的数据，了解相对湿度对墙体热工性能的影响，做到检测时，尽可能接近事实，或者尽可能减小误差。
七、结束语
通过对墙体材料热工性能及其改进措施的相关研究，我们可以发现，在当前各种条件下，热工性能的检测十分重要，有关人员应该从墙体材料运用的客观实际需求出发，在比对优势因素的同时，制定最为优化可行的相对应改进措施。
参考文献：
[1]季杰，郑茂余，许文发，贾敬秋.湿迁移对加气块空心砖复合墙体热工性能的影响[J].哈尔滨建筑工程学院学报.2010（03）：54-60.
[2]任盛.夏热冬冷地区新型玻璃轻石外墙保温体系热工性能分析[D].武汉理工大学.2012.
[3]吴志敏，许锦峰，张源，黄凯.自保温墙体在夏热冬冷地区的应用[J].建筑节能.2012（05）：8-12.