張艷

摘要：

建筑環(huán)境測(cè)試技術(shù)是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的專業(yè)課程。文章分析了教學(xué)中存在的問(wèn)題，主要針對(duì)綜合訓(xùn)練環(huán)節(jié)進(jìn)行教學(xué)改革，組織學(xué)生設(shè)計(jì)測(cè)量系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，如方案考慮不全面、設(shè)備安裝不合理、數(shù)據(jù)處理欠準(zhǔn)確等。通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)訓(xùn)練，學(xué)生的動(dòng)手能力和課堂教學(xué)效果顯著提高。

關(guān)鍵詞：建筑環(huán)境測(cè)試技術(shù)；綜合訓(xùn)練；測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：

10052909（2014）02010803

建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)是以傳熱學(xué)、工程熱力學(xué)、流體力學(xué)和建筑環(huán)境學(xué)為基礎(chǔ)，通過(guò)建筑設(shè)備系統(tǒng)解決建筑中的環(huán)境及建筑能源消耗問(wèn)題[1]。建筑環(huán)境測(cè)試技術(shù)是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的一門必修專業(yè)課程，該課程實(shí)踐性強(qiáng)，涉及內(nèi)容廣，主要介紹建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)經(jīng)常遇到的溫度、壓力、濕度、流速、流量、液位、氣體成分、噪聲、環(huán)境中放射性等參量的基本測(cè)量方法、測(cè)試儀表的原理及應(yīng)用，誤差分析及智能儀表與自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)等[2]。針對(duì)課程特點(diǎn)，傳統(tǒng)教學(xué)方法弊端不斷呈現(xiàn)，學(xué)生普遍反映測(cè)試技術(shù)應(yīng)用部分內(nèi)容空洞；傳感器部分沒(méi)有實(shí)物對(duì)照[3]；而且忽略了測(cè)量方案設(shè)計(jì)訓(xùn)練。一輪課程講授完畢，學(xué)生只認(rèn)識(shí)了幾種儀表、記住了儀表工作原理，在工程實(shí)際中對(duì)于需要測(cè)什么、怎樣選擇儀表、怎樣使用儀表等一無(wú)所知，最終導(dǎo)致學(xué)生對(duì)課程的重要性認(rèn)識(shí)不足，嚴(yán)重影響了實(shí)際教學(xué)效果。這與培養(yǎng)具備從事專業(yè)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試運(yùn)行，具有制定建筑自動(dòng)化系統(tǒng)方案，初步應(yīng)用研究和開(kāi)發(fā)創(chuàng)新能力人才的目標(biāo)背道而馳。

文章從測(cè)量系統(tǒng)方案制定、測(cè)量準(zhǔn)確性驗(yàn)證和誤差分析等方面一一闡述，歸納學(xué)生在測(cè)量方案設(shè)計(jì)教學(xué)中遇到的常見(jiàn)問(wèn)題以及解決辦法，逐步實(shí)現(xiàn)教學(xué)方法由以往先講單個(gè)測(cè)量、后講測(cè)量系統(tǒng)（甚至不講測(cè)量系統(tǒng)）向先初步設(shè)計(jì)測(cè)量系統(tǒng)、后單個(gè)測(cè)量環(huán)節(jié)講解、最后修訂測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)變。

一、待設(shè)計(jì)測(cè)量系統(tǒng)介紹

為避免測(cè)量系統(tǒng)多樣性導(dǎo)致可比性降低，此次教學(xué)沒(méi)有讓學(xué)生自主選擇要設(shè)計(jì)的測(cè)量系統(tǒng)，而是指定同一命題：建筑外墻熱工性能檢測(cè)。建筑墻體熱工性能檢測(cè)順應(yīng)了國(guó)家夏熱冬冷地區(qū)建筑節(jié)能50%的目標(biāo)，既要對(duì)建筑墻體的節(jié)能性作出評(píng)價(jià)，還要對(duì)未達(dá)標(biāo)建筑提出節(jié)能改造具體措施。該測(cè)量系統(tǒng)涉及到溫度（特別是壁面溫度）、濕度、空氣流速、熱流密度等參數(shù)的測(cè)量。教學(xué)過(guò)程中沒(méi)有規(guī)定要測(cè)量的參數(shù)和方法，事先只提供實(shí)驗(yàn)室具備的測(cè)量?jī)x器清單。

二、測(cè)量方案設(shè)計(jì)過(guò)程及出現(xiàn)的問(wèn)題

學(xué)生自由組合一共分三組，命名為A組、B組和C組。首先進(jìn)行測(cè)量參數(shù)確認(rèn)和測(cè)量?jī)x器選擇，具體情況見(jiàn)表1。

從參數(shù)和儀表選擇情況看，各組大致都確認(rèn)了墻體熱工性能檢測(cè)的主要任務(wù)：通過(guò)熱流密度和墻體內(nèi)外表面溫差測(cè)量，計(jì)算墻體傳熱系數(shù)和熱惰性指標(biāo)[4]。但是，各組對(duì)室內(nèi)外溫度、室內(nèi)外空氣濕度以及風(fēng)速的測(cè)量持不同意見(jiàn)：A組認(rèn)為室內(nèi)風(fēng)速和濕度對(duì)測(cè)量結(jié)果會(huì)產(chǎn)生影響；B組認(rèn)為室內(nèi)外風(fēng)速對(duì)測(cè)量結(jié)果會(huì)產(chǎn)生影響；C組認(rèn)為室內(nèi)外風(fēng)速和濕度對(duì)測(cè)量結(jié)果會(huì)產(chǎn)生影響。每組將測(cè)量參數(shù)確定的依據(jù)介紹后，開(kāi)展全班討論，教師詳細(xì)分析影響墻體熱工性能的各種因素。事實(shí)上，熱電偶測(cè)量壁面溫度時(shí)，會(huì)受到對(duì)流和輻射的影響，所以溫度和濕度對(duì)熱電偶和熱流密度板的測(cè)量結(jié)果影響較小，但是室內(nèi)外風(fēng)速對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響卻不可忽視，又因?yàn)槭覂?nèi)風(fēng)速一般比較小，可以忽略不計(jì)，所以只需測(cè)量室外風(fēng)速。最終各組達(dá)成一致，比較合理的測(cè)量參數(shù)應(yīng)該是墻體內(nèi)外表面溫度、墻體熱流密度、室外風(fēng)速。

墻體內(nèi)外表面溫度測(cè)量要用到熱電偶，常用的熱電偶材料有鉑銠10—鉑熱電偶、鉑銠30—鉑銠6熱電偶、鎳鉻—鎳硅熱電偶、銅—康銅熱電偶、鎳鉻—康銅熱電偶。鉑族元素做成的熱電偶屬于貴金屬熱電偶，測(cè)溫范圍廣，復(fù)現(xiàn)性好，但造價(jià)高。針對(duì)測(cè)量條件要求，采用廉金屬熱電偶較合適，所以采用了銅-康銅熱電偶。熱流密度測(cè)量采用熱流密度板，溫度和熱流密度測(cè)量的終端顯示選擇了溫度和熱流巡回檢測(cè)儀，該儀表可測(cè)量120路信號(hào)，其中90路測(cè)量溫度；第1路應(yīng)用Pt100鉑熱電阻，該鉑熱電阻用于測(cè)量熱電偶冷端溫度（即室溫），作為另外90路熱電偶測(cè)量的室溫補(bǔ)償用；其余30路測(cè)量熱流可直接測(cè)量熱流計(jì)的熱電勢(shì)值。該儀器特點(diǎn)之一是能存儲(chǔ)十晝夜的測(cè)量數(shù)據(jù)及其處理結(jié)果，具備大容量存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)的能力，能正確可靠地分析建筑耗能的實(shí)際狀況。其特點(diǎn)之二是采用了國(guó)際通用的銅-康銅熱電偶作為測(cè)溫傳感元件，其特點(diǎn)經(jīng)久耐用、粘貼方便、價(jià)格低廉。風(fēng)速測(cè)量采用熱線風(fēng)速儀，熱線長(zhǎng)度一般在0.5～2mm之間，直徑在1～10μm范圍，材料為鉑、鎢或鉑銠合金等。從熱線輸出的電信號(hào)，經(jīng)放大、補(bǔ)償和數(shù)字化后輸入計(jì)算機(jī)，可提高測(cè)量精度，自動(dòng)完成數(shù)據(jù)后處理過(guò)程。熱線風(fēng)速儀與畢托管相比，具有探頭體積小，對(duì)流場(chǎng)干擾?。豁憫?yīng)快，能測(cè)量非定常流速；能測(cè)量較低的速度（如低達(dá)0.3m/s）等優(yōu)點(diǎn)。

三、測(cè)量?jī)x表安裝和測(cè)量過(guò)程分析

測(cè)量?jī)x表安裝環(huán)節(jié)各組出現(xiàn)的問(wèn)題大致相同，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是熱電偶溫度感應(yīng)片與墻體的貼合不牢固，二是溫度和熱流巡回檢測(cè)儀的接線容易

松動(dòng)、斷開(kāi)。第二個(gè)問(wèn)題很容易解決，第一個(gè)問(wèn)題教師從原理講解的角度教會(huì)學(xué)生正確貼合的方法。熱電偶溫度感應(yīng)片采用銅片，因?yàn)閴w表面存在坑洼或毛刺，銅片與墻面貼合時(shí)會(huì)存在空氣空隙，產(chǎn)生附加熱阻。附加熱阻會(huì)導(dǎo)致墻體傳熱系數(shù)的計(jì)算出現(xiàn)很大誤差，而且誤差的規(guī)律不可預(yù)測(cè)。正確的辦法應(yīng)該是在熱電偶溫度感應(yīng)片與墻體之間抹一層凡士林或黃油，使墻體與銅片緊密結(jié)合，凡士林或黃油引起的附加熱阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于空氣層引起的附加熱阻。熱電偶和熱流密度板粘貼在墻面時(shí)，也應(yīng)注意牢靠程度，并且盡量減少膠帶的影響，正確的做法如圖1所示。

圖1〓熱電偶和熱流密度板粘貼方法

四、數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)分析

每組測(cè)量時(shí)間均為3天，三組學(xué)生都采用了平均值法處理數(shù)據(jù)，根據(jù)公式q=K·Δt計(jì)算墻體平均傳熱系數(shù)。

針對(duì)以上數(shù)據(jù)處理，主要存在以下幾方面的問(wèn)題：（1）不管是熱電偶還是熱流密度板，測(cè)量都需要響應(yīng)時(shí)間。一般情況下設(shè)備安裝最初的10小時(shí)左右為響應(yīng)穩(wěn)定時(shí)間，測(cè)得的數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，因而數(shù)據(jù)處理應(yīng)取穩(wěn)定后的數(shù)據(jù)。三組學(xué)生都未意識(shí)到此問(wèn)題，對(duì)測(cè)量系統(tǒng)響應(yīng)和穩(wěn)定方面知識(shí)較欠缺。（2）室內(nèi)外風(fēng)速雖然進(jìn)行了測(cè)量，計(jì)算時(shí)仍然直接從書(shū)中查取內(nèi)外表面對(duì)流換熱系數(shù)αn和αw，沒(méi)有根據(jù)測(cè)得的室內(nèi)外風(fēng)速對(duì)系數(shù)進(jìn)行修正，其中因?yàn)槭覂?nèi)風(fēng)速較小，引起的誤差可以忽略，但室外風(fēng)速對(duì)室外對(duì)流換熱系數(shù)如果不考慮，誤差將會(huì)很明顯。對(duì)此，教師主要講解數(shù)據(jù)處理方法，分析誤差產(chǎn)生的原因。

五、結(jié)語(yǔ)

建筑環(huán)境測(cè)試技術(shù)課程中的測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)是對(duì)課程內(nèi)容的綜合運(yùn)用，是檢查學(xué)生知識(shí)掌握程度的最好方法，可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。通過(guò)測(cè)量方案設(shè)計(jì)訓(xùn)練發(fā)現(xiàn)，在教學(xué)過(guò)程中對(duì)于原理的深入講解十分重要，讓學(xué)生弄明白測(cè)量目標(biāo)到底與哪些因素有關(guān)系，安裝方式怎樣才能更合理，數(shù)據(jù)處理怎樣才能夠準(zhǔn)確，而不是直接告之，使學(xué)生“知其然還要知其所以然”。這是課堂教學(xué)的真正目的。通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)訓(xùn)練，使學(xué)生既知曉了測(cè)量原理，認(rèn)識(shí)了儀表，還掌握了儀表的使用和測(cè)量結(jié)果處理方法，真正達(dá)到了培養(yǎng)應(yīng)用型研究人才的目標(biāo)。參考文獻(xiàn)：

[1]張國(guó)強(qiáng)，李志生，陳友明，等.基于教育國(guó)際化的建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)定位探討[J]，高等建筑教育，2006（03）：4-9.

[2]方修睦.建筑環(huán)境測(cè)試技術(shù)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.

[3]李淑展，李淑強(qiáng)，李洪欣.建筑環(huán)境測(cè)試技術(shù)課程教學(xué)探討[J].高等建筑教育，2012（01）：45-47.

[4]賀平.供熱工程[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009.

摘要：

建筑環(huán)境測(cè)試技術(shù)是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的專業(yè)課程。文章分析了教學(xué)中存在的問(wèn)題，主要針對(duì)綜合訓(xùn)練環(huán)節(jié)進(jìn)行教學(xué)改革，組織學(xué)生設(shè)計(jì)測(cè)量系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，如方案考慮不全面、設(shè)備安裝不合理、數(shù)據(jù)處理欠準(zhǔn)確等。通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)訓(xùn)練，學(xué)生的動(dòng)手能力和課堂教學(xué)效果顯著提高。

關(guān)鍵詞：建筑環(huán)境測(cè)試技術(shù)；綜合訓(xùn)練；測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：

10052909（2014）02010803

建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)是以傳熱學(xué)、工程熱力學(xué)、流體力學(xué)和建筑環(huán)境學(xué)為基礎(chǔ)，通過(guò)建筑設(shè)備系統(tǒng)解決建筑中的環(huán)境及建筑能源消耗問(wèn)題[1]。建筑環(huán)境測(cè)試技術(shù)是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的一門必修專業(yè)課程，該課程實(shí)踐性強(qiáng)，涉及內(nèi)容廣，主要介紹建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)經(jīng)常遇到的溫度、壓力、濕度、流速、流量、液位、氣體成分、噪聲、環(huán)境中放射性等參量的基本測(cè)量方法、測(cè)試儀表的原理及應(yīng)用，誤差分析及智能儀表與自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)等[2]。針對(duì)課程特點(diǎn)，傳統(tǒng)教學(xué)方法弊端不斷呈現(xiàn)，學(xué)生普遍反映測(cè)試技術(shù)應(yīng)用部分內(nèi)容空洞；傳感器部分沒(méi)有實(shí)物對(duì)照[3]；而且忽略了測(cè)量方案設(shè)計(jì)訓(xùn)練。一輪課程講授完畢，學(xué)生只認(rèn)識(shí)了幾種儀表、記住了儀表工作原理，在工程實(shí)際中對(duì)于需要測(cè)什么、怎樣選擇儀表、怎樣使用儀表等一無(wú)所知，最終導(dǎo)致學(xué)生對(duì)課程的重要性認(rèn)識(shí)不足，嚴(yán)重影響了實(shí)際教學(xué)效果。這與培養(yǎng)具備從事專業(yè)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試運(yùn)行，具有制定建筑自動(dòng)化系統(tǒng)方案，初步應(yīng)用研究和開(kāi)發(fā)創(chuàng)新能力人才的目標(biāo)背道而馳。

文章從測(cè)量系統(tǒng)方案制定、測(cè)量準(zhǔn)確性驗(yàn)證和誤差分析等方面一一闡述，歸納學(xué)生在測(cè)量方案設(shè)計(jì)教學(xué)中遇到的常見(jiàn)問(wèn)題以及解決辦法，逐步實(shí)現(xiàn)教學(xué)方法由以往先講單個(gè)測(cè)量、后講測(cè)量系統(tǒng)（甚至不講測(cè)量系統(tǒng)）向先初步設(shè)計(jì)測(cè)量系統(tǒng)、后單個(gè)測(cè)量環(huán)節(jié)講解、最后修訂測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)變。

一、待設(shè)計(jì)測(cè)量系統(tǒng)介紹

為避免測(cè)量系統(tǒng)多樣性導(dǎo)致可比性降低，此次教學(xué)沒(méi)有讓學(xué)生自主選擇要設(shè)計(jì)的測(cè)量系統(tǒng)，而是指定同一命題：建筑外墻熱工性能檢測(cè)。建筑墻體熱工性能檢測(cè)順應(yīng)了國(guó)家夏熱冬冷地區(qū)建筑節(jié)能50%的目標(biāo)，既要對(duì)建筑墻體的節(jié)能性作出評(píng)價(jià)，還要對(duì)未達(dá)標(biāo)建筑提出節(jié)能改造具體措施。該測(cè)量系統(tǒng)涉及到溫度（特別是壁面溫度）、濕度、空氣流速、熱流密度等參數(shù)的測(cè)量。教學(xué)過(guò)程中沒(méi)有規(guī)定要測(cè)量的參數(shù)和方法，事先只提供實(shí)驗(yàn)室具備的測(cè)量?jī)x器清單。

二、測(cè)量方案設(shè)計(jì)過(guò)程及出現(xiàn)的問(wèn)題

學(xué)生自由組合一共分三組，命名為A組、B組和C組。首先進(jìn)行測(cè)量參數(shù)確認(rèn)和測(cè)量?jī)x器選擇，具體情況見(jiàn)表1。

從參數(shù)和儀表選擇情況看，各組大致都確認(rèn)了墻體熱工性能檢測(cè)的主要任務(wù)：通過(guò)熱流密度和墻體內(nèi)外表面溫差測(cè)量，計(jì)算墻體傳熱系數(shù)和熱惰性指標(biāo)[4]。但是，各組對(duì)室內(nèi)外溫度、室內(nèi)外空氣濕度以及風(fēng)速的測(cè)量持不同意見(jiàn)：A組認(rèn)為室內(nèi)風(fēng)速和濕度對(duì)測(cè)量結(jié)果會(huì)產(chǎn)生影響；B組認(rèn)為室內(nèi)外風(fēng)速對(duì)測(cè)量結(jié)果會(huì)產(chǎn)生影響；C組認(rèn)為室內(nèi)外風(fēng)速和濕度對(duì)測(cè)量結(jié)果會(huì)產(chǎn)生影響。每組將測(cè)量參數(shù)確定的依據(jù)介紹后，開(kāi)展全班討論，教師詳細(xì)分析影響墻體熱工性能的各種因素。事實(shí)上，熱電偶測(cè)量壁面溫度時(shí)，會(huì)受到對(duì)流和輻射的影響，所以溫度和濕度對(duì)熱電偶和熱流密度板的測(cè)量結(jié)果影響較小，但是室內(nèi)外風(fēng)速對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響卻不可忽視，又因?yàn)槭覂?nèi)風(fēng)速一般比較小，可以忽略不計(jì)，所以只需測(cè)量室外風(fēng)速。最終各組達(dá)成一致，比較合理的測(cè)量參數(shù)應(yīng)該是墻體內(nèi)外表面溫度、墻體熱流密度、室外風(fēng)速。

墻體內(nèi)外表面溫度測(cè)量要用到熱電偶，常用的熱電偶材料有鉑銠10—鉑熱電偶、鉑銠30—鉑銠6熱電偶、鎳鉻—鎳硅熱電偶、銅—康銅熱電偶、鎳鉻—康銅熱電偶。鉑族元素做成的熱電偶屬于貴金屬熱電偶，測(cè)溫范圍廣，復(fù)現(xiàn)性好，但造價(jià)高。針對(duì)測(cè)量條件要求，采用廉金屬熱電偶較合適，所以采用了銅-康銅熱電偶。熱流密度測(cè)量采用熱流密度板，溫度和熱流密度測(cè)量的終端顯示選擇了溫度和熱流巡回檢測(cè)儀，該儀表可測(cè)量120路信號(hào)，其中90路測(cè)量溫度；第1路應(yīng)用Pt100鉑熱電阻，該鉑熱電阻用于測(cè)量熱電偶冷端溫度（即室溫），作為另外90路熱電偶測(cè)量的室溫補(bǔ)償用；其余30路測(cè)量熱流可直接測(cè)量熱流計(jì)的熱電勢(shì)值。該儀器特點(diǎn)之一是能存儲(chǔ)十晝夜的測(cè)量數(shù)據(jù)及其處理結(jié)果，具備大容量存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)的能力，能正確可靠地分析建筑耗能的實(shí)際狀況。其特點(diǎn)之二是采用了國(guó)際通用的銅-康銅熱電偶作為測(cè)溫傳感元件，其特點(diǎn)經(jīng)久耐用、粘貼方便、價(jià)格低廉。風(fēng)速測(cè)量采用熱線風(fēng)速儀，熱線長(zhǎng)度一般在0.5～2mm之間，直徑在1～10μm范圍，材料為鉑、鎢或鉑銠合金等。從熱線輸出的電信號(hào)，經(jīng)放大、補(bǔ)償和數(shù)字化后輸入計(jì)算機(jī)，可提高測(cè)量精度，自動(dòng)完成數(shù)據(jù)后處理過(guò)程。熱線風(fēng)速儀與畢托管相比，具有探頭體積小，對(duì)流場(chǎng)干擾??；響應(yīng)快，能測(cè)量非定常流速；能測(cè)量較低的速度（如低達(dá)0.3m/s）等優(yōu)點(diǎn)。

三、測(cè)量?jī)x表安裝和測(cè)量過(guò)程分析

測(cè)量?jī)x表安裝環(huán)節(jié)各組出現(xiàn)的問(wèn)題大致相同，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是熱電偶溫度感應(yīng)片與墻體的貼合不牢固，二是溫度和熱流巡回檢測(cè)儀的接線容易

松動(dòng)、斷開(kāi)。第二個(gè)問(wèn)題很容易解決，第一個(gè)問(wèn)題教師從原理講解的角度教會(huì)學(xué)生正確貼合的方法。熱電偶溫度感應(yīng)片采用銅片，因?yàn)閴w表面存在坑洼或毛刺，銅片與墻面貼合時(shí)會(huì)存在空氣空隙，產(chǎn)生附加熱阻。附加熱阻會(huì)導(dǎo)致墻體傳熱系數(shù)的計(jì)算出現(xiàn)很大誤差，而且誤差的規(guī)律不可預(yù)測(cè)。正確的辦法應(yīng)該是在熱電偶溫度感應(yīng)片與墻體之間抹一層凡士林或黃油，使墻體與銅片緊密結(jié)合，凡士林或黃油引起的附加熱阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于空氣層引起的附加熱阻。熱電偶和熱流密度板粘貼在墻面時(shí)，也應(yīng)注意牢靠程度，并且盡量減少膠帶的影響，正確的做法如圖1所示。

圖1〓熱電偶和熱流密度板粘貼方法

四、數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)分析

每組測(cè)量時(shí)間均為3天，三組學(xué)生都采用了平均值法處理數(shù)據(jù)，根據(jù)公式q=K·Δt計(jì)算墻體平均傳熱系數(shù)。

針對(duì)以上數(shù)據(jù)處理，主要存在以下幾方面的問(wèn)題：（1）不管是熱電偶還是熱流密度板，測(cè)量都需要響應(yīng)時(shí)間。一般情況下設(shè)備安裝最初的10小時(shí)左右為響應(yīng)穩(wěn)定時(shí)間，測(cè)得的數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，因而數(shù)據(jù)處理應(yīng)取穩(wěn)定后的數(shù)據(jù)。三組學(xué)生都未意識(shí)到此問(wèn)題，對(duì)測(cè)量系統(tǒng)響應(yīng)和穩(wěn)定方面知識(shí)較欠缺。（2）室內(nèi)外風(fēng)速雖然進(jìn)行了測(cè)量，計(jì)算時(shí)仍然直接從書(shū)中查取內(nèi)外表面對(duì)流換熱系數(shù)αn和αw，沒(méi)有根據(jù)測(cè)得的室內(nèi)外風(fēng)速對(duì)系數(shù)進(jìn)行修正，其中因?yàn)槭覂?nèi)風(fēng)速較小，引起的誤差可以忽略，但室外風(fēng)速對(duì)室外對(duì)流換熱系數(shù)如果不考慮，誤差將會(huì)很明顯。對(duì)此，教師主要講解數(shù)據(jù)處理方法，分析誤差產(chǎn)生的原因。

五、結(jié)語(yǔ)

建筑環(huán)境測(cè)試技術(shù)課程中的測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)是對(duì)課程內(nèi)容的綜合運(yùn)用，是檢查學(xué)生知識(shí)掌握程度的最好方法，可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。通過(guò)測(cè)量方案設(shè)計(jì)訓(xùn)練發(fā)現(xiàn)，在教學(xué)過(guò)程中對(duì)于原理的深入講解十分重要，讓學(xué)生弄明白測(cè)量目標(biāo)到底與哪些因素有關(guān)系，安裝方式怎樣才能更合理，數(shù)據(jù)處理怎樣才能夠準(zhǔn)確，而不是直接告之，使學(xué)生“知其然還要知其所以然”。這是課堂教學(xué)的真正目的。通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)訓(xùn)練，使學(xué)生既知曉了測(cè)量原理，認(rèn)識(shí)了儀表，還掌握了儀表的使用和測(cè)量結(jié)果處理方法，真正達(dá)到了培養(yǎng)應(yīng)用型研究人才的目標(biāo)。參考文獻(xiàn)：

[1]張國(guó)強(qiáng)，李志生，陳友明，等.基于教育國(guó)際化的建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)定位探討[J]，高等建筑教育，2006（03）：4-9.

[2]方修睦.建筑環(huán)境測(cè)試技術(shù)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.

[3]李淑展，李淑強(qiáng)，李洪欣.建筑環(huán)境測(cè)試技術(shù)課程教學(xué)探討[J].高等建筑教育，2012（01）：45-47.

[4]賀平.供熱工程[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009.

摘要：

建筑環(huán)境測(cè)試技術(shù)是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的專業(yè)課程。文章分析了教學(xué)中存在的問(wèn)題，主要針對(duì)綜合訓(xùn)練環(huán)節(jié)進(jìn)行教學(xué)改革，組織學(xué)生設(shè)計(jì)測(cè)量系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，如方案考慮不全面、設(shè)備安裝不合理、數(shù)據(jù)處理欠準(zhǔn)確等。通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)訓(xùn)練，學(xué)生的動(dòng)手能力和課堂教學(xué)效果顯著提高。

關(guān)鍵詞：建筑環(huán)境測(cè)試技術(shù)；綜合訓(xùn)練；測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：

10052909（2014）02010803

建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)是以傳熱學(xué)、工程熱力學(xué)、流體力學(xué)和建筑環(huán)境學(xué)為基礎(chǔ)，通過(guò)建筑設(shè)備系統(tǒng)解決建筑中的環(huán)境及建筑能源消耗問(wèn)題[1]。建筑環(huán)境測(cè)試技術(shù)是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的一門必修專業(yè)課程，該課程實(shí)踐性強(qiáng)，涉及內(nèi)容廣，主要介紹建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)經(jīng)常遇到的溫度、壓力、濕度、流速、流量、液位、氣體成分、噪聲、環(huán)境中放射性等參量的基本測(cè)量方法、測(cè)試儀表的原理及應(yīng)用，誤差分析及智能儀表與自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)等[2]。針對(duì)課程特點(diǎn)，傳統(tǒng)教學(xué)方法弊端不斷呈現(xiàn)，學(xué)生普遍反映測(cè)試技術(shù)應(yīng)用部分內(nèi)容空洞；傳感器部分沒(méi)有實(shí)物對(duì)照[3]；而且忽略了測(cè)量方案設(shè)計(jì)訓(xùn)練。一輪課程講授完畢，學(xué)生只認(rèn)識(shí)了幾種儀表、記住了儀表工作原理，在工程實(shí)際中對(duì)于需要測(cè)什么、怎樣選擇儀表、怎樣使用儀表等一無(wú)所知，最終導(dǎo)致學(xué)生對(duì)課程的重要性認(rèn)識(shí)不足，嚴(yán)重影響了實(shí)際教學(xué)效果。這與培養(yǎng)具備從事專業(yè)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試運(yùn)行，具有制定建筑自動(dòng)化系統(tǒng)方案，初步應(yīng)用研究和開(kāi)發(fā)創(chuàng)新能力人才的目標(biāo)背道而馳。

文章從測(cè)量系統(tǒng)方案制定、測(cè)量準(zhǔn)確性驗(yàn)證和誤差分析等方面一一闡述，歸納學(xué)生在測(cè)量方案設(shè)計(jì)教學(xué)中遇到的常見(jiàn)問(wèn)題以及解決辦法，逐步實(shí)現(xiàn)教學(xué)方法由以往先講單個(gè)測(cè)量、后講測(cè)量系統(tǒng)（甚至不講測(cè)量系統(tǒng)）向先初步設(shè)計(jì)測(cè)量系統(tǒng)、后單個(gè)測(cè)量環(huán)節(jié)講解、最后修訂測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)變。

一、待設(shè)計(jì)測(cè)量系統(tǒng)介紹

為避免測(cè)量系統(tǒng)多樣性導(dǎo)致可比性降低，此次教學(xué)沒(méi)有讓學(xué)生自主選擇要設(shè)計(jì)的測(cè)量系統(tǒng)，而是指定同一命題：建筑外墻熱工性能檢測(cè)。建筑墻體熱工性能檢測(cè)順應(yīng)了國(guó)家夏熱冬冷地區(qū)建筑節(jié)能50%的目標(biāo)，既要對(duì)建筑墻體的節(jié)能性作出評(píng)價(jià)，還要對(duì)未達(dá)標(biāo)建筑提出節(jié)能改造具體措施。該測(cè)量系統(tǒng)涉及到溫度（特別是壁面溫度）、濕度、空氣流速、熱流密度等參數(shù)的測(cè)量。教學(xué)過(guò)程中沒(méi)有規(guī)定要測(cè)量的參數(shù)和方法，事先只提供實(shí)驗(yàn)室具備的測(cè)量?jī)x器清單。

二、測(cè)量方案設(shè)計(jì)過(guò)程及出現(xiàn)的問(wèn)題

學(xué)生自由組合一共分三組，命名為A組、B組和C組。首先進(jìn)行測(cè)量參數(shù)確認(rèn)和測(cè)量?jī)x器選擇，具體情況見(jiàn)表1。

從參數(shù)和儀表選擇情況看，各組大致都確認(rèn)了墻體熱工性能檢測(cè)的主要任務(wù)：通過(guò)熱流密度和墻體內(nèi)外表面溫差測(cè)量，計(jì)算墻體傳熱系數(shù)和熱惰性指標(biāo)[4]。但是，各組對(duì)室內(nèi)外溫度、室內(nèi)外空氣濕度以及風(fēng)速的測(cè)量持不同意見(jiàn)：A組認(rèn)為室內(nèi)風(fēng)速和濕度對(duì)測(cè)量結(jié)果會(huì)產(chǎn)生影響；B組認(rèn)為室內(nèi)外風(fēng)速對(duì)測(cè)量結(jié)果會(huì)產(chǎn)生影響；C組認(rèn)為室內(nèi)外風(fēng)速和濕度對(duì)測(cè)量結(jié)果會(huì)產(chǎn)生影響。每組將測(cè)量參數(shù)確定的依據(jù)介紹后，開(kāi)展全班討論，教師詳細(xì)分析影響墻體熱工性能的各種因素。事實(shí)上，熱電偶測(cè)量壁面溫度時(shí)，會(huì)受到對(duì)流和輻射的影響，所以溫度和濕度對(duì)熱電偶和熱流密度板的測(cè)量結(jié)果影響較小，但是室內(nèi)外風(fēng)速對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響卻不可忽視，又因?yàn)槭覂?nèi)風(fēng)速一般比較小，可以忽略不計(jì)，所以只需測(cè)量室外風(fēng)速。最終各組達(dá)成一致，比較合理的測(cè)量參數(shù)應(yīng)該是墻體內(nèi)外表面溫度、墻體熱流密度、室外風(fēng)速。

墻體內(nèi)外表面溫度測(cè)量要用到熱電偶，常用的熱電偶材料有鉑銠10—鉑熱電偶、鉑銠30—鉑銠6熱電偶、鎳鉻—鎳硅熱電偶、銅—康銅熱電偶、鎳鉻—康銅熱電偶。鉑族元素做成的熱電偶屬于貴金屬熱電偶，測(cè)溫范圍廣，復(fù)現(xiàn)性好，但造價(jià)高。針對(duì)測(cè)量條件要求，采用廉金屬熱電偶較合適，所以采用了銅-康銅熱電偶。熱流密度測(cè)量采用熱流密度板，溫度和熱流密度測(cè)量的終端顯示選擇了溫度和熱流巡回檢測(cè)儀，該儀表可測(cè)量120路信號(hào)，其中90路測(cè)量溫度；第1路應(yīng)用Pt100鉑熱電阻，該鉑熱電阻用于測(cè)量熱電偶冷端溫度（即室溫），作為另外90路熱電偶測(cè)量的室溫補(bǔ)償用；其余30路測(cè)量熱流可直接測(cè)量熱流計(jì)的熱電勢(shì)值。該儀器特點(diǎn)之一是能存儲(chǔ)十晝夜的測(cè)量數(shù)據(jù)及其處理結(jié)果，具備大容量存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)的能力，能正確可靠地分析建筑耗能的實(shí)際狀況。其特點(diǎn)之二是采用了國(guó)際通用的銅-康銅熱電偶作為測(cè)溫傳感元件，其特點(diǎn)經(jīng)久耐用、粘貼方便、價(jià)格低廉。風(fēng)速測(cè)量采用熱線風(fēng)速儀，熱線長(zhǎng)度一般在0.5～2mm之間，直徑在1～10μm范圍，材料為鉑、鎢或鉑銠合金等。從熱線輸出的電信號(hào)，經(jīng)放大、補(bǔ)償和數(shù)字化后輸入計(jì)算機(jī)，可提高測(cè)量精度，自動(dòng)完成數(shù)據(jù)后處理過(guò)程。熱線風(fēng)速儀與畢托管相比，具有探頭體積小，對(duì)流場(chǎng)干擾小；響應(yīng)快，能測(cè)量非定常流速；能測(cè)量較低的速度（如低達(dá)0.3m/s）等優(yōu)點(diǎn)。

三、測(cè)量?jī)x表安裝和測(cè)量過(guò)程分析

測(cè)量?jī)x表安裝環(huán)節(jié)各組出現(xiàn)的問(wèn)題大致相同，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是熱電偶溫度感應(yīng)片與墻體的貼合不牢固，二是溫度和熱流巡回檢測(cè)儀的接線容易

松動(dòng)、斷開(kāi)。第二個(gè)問(wèn)題很容易解決，第一個(gè)問(wèn)題教師從原理講解的角度教會(huì)學(xué)生正確貼合的方法。熱電偶溫度感應(yīng)片采用銅片，因?yàn)閴w表面存在坑洼或毛刺，銅片與墻面貼合時(shí)會(huì)存在空氣空隙，產(chǎn)生附加熱阻。附加熱阻會(huì)導(dǎo)致墻體傳熱系數(shù)的計(jì)算出現(xiàn)很大誤差，而且誤差的規(guī)律不可預(yù)測(cè)。正確的辦法應(yīng)該是在熱電偶溫度感應(yīng)片與墻體之間抹一層凡士林或黃油，使墻體與銅片緊密結(jié)合，凡士林或黃油引起的附加熱阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于空氣層引起的附加熱阻。熱電偶和熱流密度板粘貼在墻面時(shí)，也應(yīng)注意牢靠程度，并且盡量減少膠帶的影響，正確的做法如圖1所示。

圖1〓熱電偶和熱流密度板粘貼方法

四、數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)分析

每組測(cè)量時(shí)間均為3天，三組學(xué)生都采用了平均值法處理數(shù)據(jù)，根據(jù)公式q=K·Δt計(jì)算墻體平均傳熱系數(shù)。

針對(duì)以上數(shù)據(jù)處理，主要存在以下幾方面的問(wèn)題：（1）不管是熱電偶還是熱流密度板，測(cè)量都需要響應(yīng)時(shí)間。一般情況下設(shè)備安裝最初的10小時(shí)左右為響應(yīng)穩(wěn)定時(shí)間，測(cè)得的數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，因而數(shù)據(jù)處理應(yīng)取穩(wěn)定后的數(shù)據(jù)。三組學(xué)生都未意識(shí)到此問(wèn)題，對(duì)測(cè)量系統(tǒng)響應(yīng)和穩(wěn)定方面知識(shí)較欠缺。（2）室內(nèi)外風(fēng)速雖然進(jìn)行了測(cè)量，計(jì)算時(shí)仍然直接從書(shū)中查取內(nèi)外表面對(duì)流換熱系數(shù)αn和αw，沒(méi)有根據(jù)測(cè)得的室內(nèi)外風(fēng)速對(duì)系數(shù)進(jìn)行修正，其中因?yàn)槭覂?nèi)風(fēng)速較小，引起的誤差可以忽略，但室外風(fēng)速對(duì)室外對(duì)流換熱系數(shù)如果不考慮，誤差將會(huì)很明顯。對(duì)此，教師主要講解數(shù)據(jù)處理方法，分析誤差產(chǎn)生的原因。

五、結(jié)語(yǔ)

建筑環(huán)境測(cè)試技術(shù)課程中的測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)是對(duì)課程內(nèi)容的綜合運(yùn)用，是檢查學(xué)生知識(shí)掌握程度的最好方法，可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。通過(guò)測(cè)量方案設(shè)計(jì)訓(xùn)練發(fā)現(xiàn)，在教學(xué)過(guò)程中對(duì)于原理的深入講解十分重要，讓學(xué)生弄明白測(cè)量目標(biāo)到底與哪些因素有關(guān)系，安裝方式怎樣才能更合理，數(shù)據(jù)處理怎樣才能夠準(zhǔn)確，而不是直接告之，使學(xué)生“知其然還要知其所以然”。這是課堂教學(xué)的真正目的。通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)訓(xùn)練，使學(xué)生既知曉了測(cè)量原理，認(rèn)識(shí)了儀表，還掌握了儀表的使用和測(cè)量結(jié)果處理方法，真正達(dá)到了培養(yǎng)應(yīng)用型研究人才的目標(biāo)。參考文獻(xiàn)：

[1]張國(guó)強(qiáng)，李志生，陳友明，等.基于教育國(guó)際化的建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)定位探討[J]，高等建筑教育，2006（03）：4-9.

[2]方修睦.建筑環(huán)境測(cè)試技術(shù)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.

[3]李淑展，李淑強(qiáng)，李洪欣.建筑環(huán)境測(cè)試技術(shù)課程教學(xué)探討[J].高等建筑教育，2012（01）：45-47.

[4]賀平.供熱工程[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009.