0 引言

在建筑节能与“双碳”目标推进的背景下，低能耗建筑成为行业发展的核心方向，而围护结构作为建筑与外界热交换的主要载体，其热工性能直接决定建筑能耗水平与室内热舒适体验。传统围护结构受限于材料性能与结构设计，在保温隔热、热稳定性等方面难以满足低能耗建筑的高要求。新型围护结构通过创新材料组合（如复合保温材料、相变材料）与结构优化，展现出更优的节能潜力，但因其热工特性与传统结构存在显著差异，缺乏系统的实验数据支撑，难以精准指导实际应用。因此，开展新型低能耗建筑围护结构热工性能实验研究，对量化其节能效果、明确影响因素、优化设计方案具有重要意义，可为低能耗建筑的推广提供关键技术支撑。

1 新型围护结构热工性能实验方案设计

1.1 实验样本与材料参数确定

实验样本的制备需结合新型围护结构的材料特性与结构形式，确保样本能真实反映实际应用场景。首先明确样本的核心组成，涵盖新型保温材料、复合结构层及界面处理材料，其中新型保温材料需确定导热系数、密度、含水率等基础参数，复合结构层需明确各层材料的厚度、配比及连接方式，确保样本结构与实际工程应用一致。同时，设计多组对比样本，包括不同材料组合、不同结构厚度的样本，以实现对热工性能影响因素的变量分析。此外，对所有样本进行预处理，如控制环境温湿度平衡样本状态，避免初始状态差异影响实验结果，为后续热工性能测试提供标准化、可对比的实验对象^[1]。 

1.2 实验设备与测试系统搭建

实验设备与测试系统的搭建需围绕热工性能核心指标的精准测试展开。核心测试设备包括热流计、高精度温度传感器、环境模拟舱及数据采集仪，其中热流计用于测量通过围护结构样本的热流量，温度传感器需均匀布置在样本两侧及内部各层，实时监测温度分布与变化。环境模拟舱可精准控制温度、湿度等外部环境参数，模拟不同气候条件下的建筑运行场景。同时，搭建数据采集与分析系统，将各设备的测试数据实时传输至终端，通过专业软件实现数据的自动记录、存储与初步处理。在系统搭建完成后，需进行设备校准与系统调试，确保热流计、温度传感器的测量精度符合实验要求，各设备协同运行稳定，为实验数据的准确性提供保障。

1.3 实验变量控制与测试流程规划

实验变量控制需明确核心影响因素，重点控制环境温度差、环境湿度及测试时长三大变量。在温度差控制上，设定多组不同的冷热侧温度组合，覆盖我国不同气候区的典型温度范围，分析温度差对围护结构传热性能的影响；湿度控制则通过环境模拟舱实现不同相对湿度条件，研究湿度变化对材料导热性能及结构热工稳定性的作用。测试流程规划需遵循标准化步骤，首先将预处理后的样本安装于环境模拟舱的测试接口，确保样本与舱体密封良好；随后启动设备，待环境参数稳定后开始数据采集，持续记录热流量、温度分布等数据；每个变量组合的测试时长需满足热流与温度达到稳定状态的要求，确保数据具有代表性。同时，制定重复测试与数据验证流程，减少偶然误差，保证实验结果的可靠性与科学性^[2]。 

2 围护结构热工性能实验结果分析与优化方向

2.1 热工性能核心指标测试结果分析

实验重点对新型围护结构的传热系数、热惰性指标、隔热性能等核心热工指标进行量化分析。从传热系数测试结果来看，不同结构组合的围护结构表现出明显差异，采用复合保温层的样本传热系数较传统结构降低30%以上，表明材料复合化能有效提升保温能力；热惰性指标测试显示，含相变材料的围护结构在温度波动环境下，热惰性值比普通结构高25%，说明其对室内温度的稳定作用更显著。通过对比不同样本的隔热性能数据，发现结构层的排列顺序与厚度匹配度对隔热效果影响显著，当保温层位于结构内侧且厚度达到特定阈值时，隔热性能最优。综合分析可知，材料特性与结构设计的协同作用，是决定新型围护结构热工性能的关键因素^[3]。

2.2 环境因素对围护结构热工性能的影响规律

通过严格控制实验变量，系统分析温度、湿度等关键环境因素对围护结构热工性能的作用规律与影响机制。在温度影响层面，环境温差的变化会直接改变围护结构的传热特性，温差增大时，建筑内外的热交换速率随之加快，导致围护结构阻碍热量传递的能力减弱，热工性能呈现明显下降趋势，这一现象在温差持续扩大的过程中表现得更为突出。湿度影响方面，当环境湿度超出一定范围后，围护结构的隔热性能会逐步衰减，其核心原因在于潮湿环境会改变材料内部的热传导特性，使材料导热能力增强，进而削弱整体保温效果，且湿度越高，隔热性能的衰减程度越显著。此外，温度与湿度并非独立作用，二者的耦合效应会进一步加剧对热工性能的影响，尤其在高湿与高温叠加的环境下，围护结构维持热稳定的能力大幅降低，这表明在实际工程应用中，需综合考量多环境参数的协同作用，才能更精准地保障围护结构的节能效果与热舒适性能。

2.3 基于实验结果的围护结构优化方向

结合实验结果，从材料与结构两方面提出新型围护结构的优化方向。在材料配比调整上，针对传热系数优化，建议增加复合保温层中高效保温材料的占比，同时控制材料密度在合理范围，避免因密度过大导致导热系数上升；针对湿度敏感性问题，可在结构中加入防潮层材料，提升抗湿性能。在结构设计改进方面，根据热惰性指标分析，优化结构层排列顺序，将相变材料层与保温层合理搭配，增强热稳定性；参考隔热性能数据，调整各结构层厚度比例，确保保温层厚度满足不同气候区域的节能要求。此外，可引入模块化设计思路，便于根据实际需求灵活调整结构组合，提升围护结构的适配性与节能效果。

3 结语

围绕新型低能耗建筑围护结构热工性能，研究通过系统的实验设计与测试，明确了传热系数、热惰性指标等核心热工指标的特征，揭示了温度、湿度及材料结构协同作用对热工性能的影响规律，并提出材料配比调整、结构设计优化等针对性改进方向，为该类围护结构的性能评估与应用提供了可靠实验依据。随着低能耗建筑对节能与热舒适要求的提升，新型围护结构将向材料多功能化、结构一体化方向发展。本研究成果可支撑低能耗建筑围护结构的优化设计与工程应用；后续可进一步拓展不同气候区的适应性实验，深化多因素耦合作用机制研究，推动技术更贴合实际工程需求。

参考文献

[1]邓琴琴,宋波,杨玉忠,等.低能耗建筑非透明围护结构热工性能测试与分析[J].城市住宅, 2016(5):4.

[2]陈向东,何志军,李文华.新疆低能耗建筑透光围护结构太阳得热与热工性能分析研究[J].建设科技, 2018(13):5.

[3]黄硕.严寒地区低能耗建筑热工特性及供暖系统研究[D].哈尔滨工业大学,2011.