專利名稱：小溫差條件下識別墻體內部熱工缺陷的輔助熱源的制作方法
技術領域：
在此處鍵入技術領域描述段落。本實用新型涉及紅外檢測技術中的輔助設備。具體涉及到一種識別熱工缺陷過程中的輔助熱源。
背景技術：
我國全面推進建筑節能工作多年，已經由北方嚴寒、寒冷地區，逐步推進到夏熱冬 冷地區和夏熱冬暖地區。為了使建筑圍護結構的熱工性能達到建筑節能設計標準的要求， 往往在墻體上增加保溫層。保溫層設在墻體的室外側稱為外保溫，保溫層設在墻體室內側 稱為內保溫。建筑外圍護結構熱工性能的好壞，直接影響到室內環境及建筑能耗。由于墻體 及屋面的熱工缺陷，屬于隱蔽工程，依靠人的肉眼是看不到的，用常規的檢測手段，難于檢 測。從而導致很多有嚴重建筑熱工缺陷的節能建筑，通過了工程驗收，賣給了消費者。以往 在不節能建筑中很少出現的建筑熱工缺陷問題，但在節能建筑中卻大量出現，如墻面發霉、 結露、淌水等問題，該問題已經成為北方地區房屋建筑工程質量投訴的熱點，部分省市已占 房屋投訴案件的90%以上(如新疆、齊齊哈爾等地區)。紅外技術是20世紀發展起來的、專門研究紅外輻射的產生、傳輸、轉換、探測并付 諸應用的一門新興應用技術。在我國紅外熱像儀已經廣泛用于電力工業、石油化工、鋼鐵冶 金工業、交通運輸等行業的故障診斷。利用紅外熱像儀檢測熱工缺陷，是目前熱故障診斷和 檢測領域先進有效的方法之一。紅外檢測和診斷技術除了在電力部門應用外，在其它民用領域還有多種應用。據 不完全統計，全世界有近三十多個國家的工業部門廣泛地應用紅外檢測技術對設備進行定 期診斷，如設備故障診斷、節能檢測、無損探傷、建筑物保溫和滲漏等的檢測。美國有專門的 紅外培訓和考核機構，紅外服務公司遍布美國各地。在國外，常常可以看到一種很特別的巡 邏車在穿街走巷。這是一種專門監視建筑物能耗的車輛。車子走到哪里，只要把鏡頭對準 要檢測的房屋，就可以把那所房屋的能耗情況，以熱圖像的形式記錄下來，以便住戶采取有 效措施，解決這種看不見的耗能漏洞。由于功效顯著，紅外熱成像技術受到許多國家的重 視，競相推廣應用。國際標準組織(ISO)最早于1983年制訂了《保溫一建筑圍護熱異常的 定性診斷一紅外方法》，標準號為ISO 6781-1983 (E)0隨后對其進行了修訂，發布了同名標 準，標準號為 BS EN 13187 :1999。我國的紅外診斷技術始于1979年，逐漸開始在電力工業、石油化工、鋼鐵冶金工 業、交通運輸等行業應用。紅外檢測技術在建筑上應用剛剛起步，最早用于建筑物外墻飾面 的損傷檢測。由于紅外熱像設備可以檢測被測物體表面的溫度差異，因此可以根據這些差 異來判斷是否存在熱工缺陷。紅外檢測不需要直接接觸被測墻體，具有檢測速度快，檢測簡 單的優點。目前紅外檢測熱工缺陷僅僅能用于室內外溫差大于10°c的地區的檢測，要求檢 測開始前至少12h內受檢的外表面不應受到太陽直接照射，受檢的內表面不應受到燈光的 直接照射，Ih內室外風速變化不應大于2級(含2級)，室外空氣相對濕度不應大于75%。這 些要求與國際標準組織(ISO)制訂的《保溫一建筑圍護熱異常的定性診斷一紅外方法》中的要求是一致的。用紅外檢測熱工缺陷，關于室內外溫差大于10°C的要求，在嚴寒和寒冷地區采暖 期間是可以滿足的。我國的夏熱冬冷地區，冬季不采暖，室內平均溫度在8. 5°C左右，夏季空 調間歇運行，夏季氣溫在28 38°C ；夏熱冬冷地區室內外溫差很小，無法滿足檢測標準規定 的檢測條件。嚴寒和寒冷地區非采暖季也很難滿足檢測標準規定的檢測條件。紅外檢測所要求的檢測前12h內受檢的外表面不受太陽直接照射的檢測條件，表 明只有北側墻體能滿足標準規定的檢測條件，而其他方向的墻體，可用于檢測的時間有限。這些苛刻的檢測條件表明，目前北方嚴寒和寒冷地區利用室內外溫差進行熱工缺 陷檢測的方法，在夏熱冬冷地區很難應用。檢測前12h內受檢的外表面不應受到太陽直接 照射的要求，將紅外技術的應用限制在一個很小的范圍內，不利于紅外技術的發展和建筑 熱工缺陷的檢測。目前，我國每個城市每年都要有大量的建筑竣工，竣工時間又相對集中，需要進行 熱工缺陷檢測的建筑物數量很多。現有的紅外檢測技術無法滿足實際工程的需要，需要采 用新的技術路線、發明新的檢測方法來檢測墻體的熱工缺陷。
發明內容為了解決目前紅外檢測僅僅能用于室內外溫差大于10°C的地區的建筑熱工缺陷 的檢測問題，解決熱工缺陷檢測受太陽輻射及室外條件的影響問題，本實用新型公布了一 種小溫差條件下識別墻體內部熱工缺陷的輔助熱源，該輔助熱源的結構為組裝式結構，它 由可移動底座4、支架1、多個光源2組成，所述可移動底座4底部設置有車輪5，支架1固定 在可移動底座4的上表面上，所述支架1為平面式網狀結構，多個光源2成矩陣式均勻分布 固定在支架1的同一個側面。本實用新型的輔助熱源結構簡單，方便操作，并且采用本實用新型所述輔助熱源 實現小溫差條件下識別墻體內部熱工缺陷的方法的優點有1.突破了國際標準組織(ISO)制訂的《保溫一建筑圍護熱異常的定性診斷一紅外 方法》關于檢測溫差的限制，解決了室內外溫差小于10°c的時外墻體熱工缺陷的檢測問題。不但解決了我國夏熱冬冷地區室內外溫差小，無法利用紅外熱像儀進行墻體熱工 缺陷檢測的矛盾，為該地區的圍護結構熱工缺陷檢測提供了一種行之有效的可操作的一種 新的檢測方法；也解決了嚴寒及寒冷地區非采暖季由于室內外溫差小而導致的無法利用紅 外熱像儀進行建筑熱工缺陷檢測的問題。2.不受室內外環境條件影響，不受檢測時間限制，解決了全天候檢測問題。室外溫度、風速、太陽和背景輻射等因素，均影響紅外檢測結果。國際標準組織 (ISO)制訂的《保溫一建筑圍護熱異常的定性診斷一紅外方法》對檢測環境做了苛刻的規 定，從而將紅外檢測的有效檢測時間限制在了一個很小的范圍。可排除室外氣象條件和室 內環境的干擾，隨時都可進行檢測。檢測方便、簡單、迅速。3.不但解決了內保溫墻體的熱工缺陷檢測問題，還解決了不保溫墻體的熱工缺陷 檢測問題。本實用新型所述的輔助熱源不但可應用于對建筑物外圍護結構(外墻、屋面)建筑 熱工缺陷的檢測，還可應用于建筑內墻、保溫地面的熱工缺陷檢測；也可應用于非采暖季地
4板輻射供暖系統、非供冷季輻射供冷系統的管線定位。
圖1是本實用新型所述的輔助熱源的結構示意圖。圖2是圖1的左視圖。圖3是 采用本實施方式所述的輔助熱源實現小溫差條件下識別墻體內部熱工缺陷的方法中，該輔 助熱源與被照射墻體之間的位置關系。
具體實施方式
具體實施方式
一本實施方式所述的小溫差條件下識別墻體內部熱工缺陷的輔助 熱源采用組裝式結構，它由可移動底座4、支架1、多個光源2組成，所述可移動底座4底部 設置有車輪5，支架1固定在可移動底座4的上表面上，所述支架1為平面式網狀結構，多個 光源2成矩陣式均勻分布固定在支架1的同一個側面。本實施方式所述的輔助熱源，可以根據待檢測的墻體的面積，調整支架1的面積， 并調整光源的分布情況。然后使所述支架1帶有光源2的側面平行于需要加熱的墻體6，并 保證多個光源2形成的照射區覆蓋待測墻體表面。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一所述的輔助熱源的區別在于，所 述多個光源2所形成的照射區域中的照射強度分布不均勻性在士 5 %以內。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一所述的輔助熱源的區別在于，所 述支架1是剛性材料的立柱和橫梁交叉固定組成網格結構，所述光源2固定在所述立柱和 橫梁相交叉的位置上。本實施方式的支架1是采用剛性結構組成網狀結構，支架1整體質量輕，便于移動。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
三所述的輔助熱源的區別在于，所 述立柱和橫梁是不銹鋼管或電鍍鋼管。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一所述的輔助熱源的區別在于，所 述光源2采用能夠模擬太陽光的光源實現。本實施方式中的光源2可以采用氙燈或者碘鎢燈等。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一至五任意一個實施方式所述的輔 助熱源的區別在于，所述輔助熱源還包括光源強度調節裝置，所述光源強度調節裝置固定 在可移動底座4上，所述光源強度調節裝置用于調整每一個光源2的照度。本實施方式中增加了光源強度調節裝置，用于調節每一個光源2輸出的光照強 度，進而實現對多個光源2所形成的區域中的照射強度分布不均勻性進行調整和控制。一 般控制所述照射強度分布不均勻性在士 5%以內。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一至六任意一個實施方式所述的輔 助熱源的區別在于，所述輔助光源還包括多個反光罩3，每個反光罩3位于一個光源2與支 架1之間，用于控制所述光源2所發出的光的照射方向。本實用新型所述的輔助光源的結構不局限于上述個實施方式所述的結構，還可以 是上述各種實施方式所述技術特征的合理組合。采用本實用新型所述的輔助熱源，實現小溫差條件下識別墻體內部熱工缺陷的方法的過程為采用輔助熱源照射建筑物墻體的內表面，給所述墻體內表面加熱，使所述墻體內
表面溫度升高；采用紅外熱像儀檢測所述墻體的內表面的溫度場分布，獲得表示所述墻體的內表 面的溫度場分布的紅外熱譜圖；分析所述紅外熱譜圖所表現出來的溫度差異，進而獲得建筑物的熱工缺陷。本實施方式所述的輔助熱源能夠有效提高圍護結構內表面溫度，增大圍護結構內 外側的溫差，進而使得能夠通過使用紅外熱像儀檢測墻體內表面的溫度場分布，根據紅外 熱譜圖上的溫度差異來識別建筑熱工缺陷。上述使所述墻體內表面溫度升高的判斷方法，可以在加熱的同時，采用紅外熱像 儀檢測獲得前述內表面的溫度變化情況，當該溫度升高值超過3度時，既可以停止照射加 熱。還可以采用根據輔助熱源照射到墻體表面的熱流密度和照射持續時間來評價溫度升高 情況，一般當照射到墻體表面的熱流密度在[760 ff/m2, 800 ff/m2]時，持續照射30分鐘以上 就可以停止照射了。采用本實施方式所述的輔助熱源能夠不受室內外環境限制、不受時間限制、不受 地域限制，實現建筑熱工缺陷的檢測。表1為實驗條件下測出的各種保溫層缺失情況下的無缺陷區域與缺陷區域的溫差。表1墻體內外側不同溫差時的無缺陷區域與缺陷區域的溫差(單位/°C) 在采用本實施方式所述的輔助熱源照射在墻體內表面上，給所述墻體內表面加 熱，使得墻體內表面的溫度升高，此時墻體內表面的溫度Ttl可以表示為
式中 Q1,。——輻射換熱量，單位W ；Ob——黑體的輻射常數，單位w/(m2. K4)； F1——模擬光源發出的光照射在墻體上所覆蓋的面積，單位m2 ； T1——模擬光源發出光的平均溫度，單位K ；ξ1——輻射面的黑度；墻體內表面溫度Ttl的單位是K ；[0049]在輔助熱源的照射下，使得墻體內表面溫度發生變化，此時采用紅外熱像儀來檢 測所述墻體內表面的溫度變化情況，紅外熱像儀檢測到的內表面的溫度為式中 T0 —被測物體表面溫度，單位是K ；[0052]Ta——環境溫度，單位是K;[0053]\——大氣透射率；[0054]%——熱像儀指示的輻射溫度，單位是K ；[0055]η——與設備有關的系數；[0056]？——墻體內表面發射率。[0057][0037] 如果墻體構造均勻，不存在熱工缺陷，則墻體的熱流密度沒有差異，墻體表面溫度一致。如果墻體存在熱工缺陷，勢必會導致沒有熱工缺陷的區域的熱流密度與
有缺陷區域的熱流密度存在差異。這樣就會使得墻體沒有熱工缺陷區域的表面溫度與缺陷 區域的表面溫度不一致。墻體表面溫度的差異，產生在能量和光譜分布上的輻射差異，這種 輻射差異所攜帶的目標信息，經紅外探測器轉換成相應電信號，通過信息處理后，在顯示器 上顯示出被測物體表面溫度分布的熱圖像。根據紅外熱譜圖上的溫度差異，既可以用來識 別建筑熱工缺陷，進而確定出熱工缺陷的位置、大小以及缺陷程度。取獲得的熱譜圖上溫度沒有異常部位的平均溫度作為比較的基礎溫度，求取所述 基礎溫度與溫度異常部位的溫度之差，則溫度差值大于某一限值的溫度等溫線所包圍的區 域即為缺陷區域，缺陷區域的大小，直接反應了缺陷的嚴重程度。所述輔助熱源可采用模擬光源及光源的調節系統安裝在移動支架上實現，通過 調節照射強度實現模擬太陽光的分光分布的情況。在采用輔助熱源對墻體表面加熱完成 之后，關閉并移開輔助熱源，采用紅外熱像儀拍攝墻面，根據拍攝的熱譜圖進行熱工缺陷診 斷。本實用新型的主要特點是提供一種在室內外溫差比較小的條件下，能夠給建筑圍 護結構加熱的輔助熱源，該輔助熱源實現提高墻體內表面溫度的目的，進而使用紅外熱像 儀檢測墻體內表面的溫度場分布，根據紅外熱譜圖上的溫度差異來識別圍護結構的熱工缺 陷。取熱譜圖上溫度沒有異常部位的平均溫度與熱譜圖上的溫度異常部位的溫度之差大于 某一限值的溫度等溫線所包圍的區域為缺陷區域，缺陷區域的大小，直接反應了缺陷的嚴 重程度。采用本實用新型的輔助熱源輔助實現建筑物熱工缺陷的檢測方法不受檢測時間 和室外環境限制。
權利要求一種小溫差條件下識別墻體內部熱工缺陷的輔助熱源，其特征在于它采用組裝式結構，它由可移動底座(4)、支架(1)、多個光源(2)組成，所述可移動底座(4)底部設置有車輪(5)，支架(1)固定在可移動底座(4)的上表面上，所述支架(1)為平面式網狀結構，多個光源(2)成矩陣式均勻分布固定在支架(1)的同一個側面。
2.根據權利要求1所述的小溫差條件下識別墻體內部熱工缺陷的輔助熱源，其特征在 于多個光源(2 )所形成的照射區域中的照射強度分布不均勻性在士 5 %以內。
3.根據權利要求1所述的小溫差條件下識別墻體內部熱工缺陷的輔助熱源，其特征在 于，所述支架(1)是剛性材料的立柱和橫梁交叉固定組成網格結構，所述光源(2)固定在所 述立柱和橫梁相交叉的位置上。
4.根據權利要求3所述的小溫差條件下識別墻體內部熱工缺陷的輔助熱源，其特征在 于，所述立柱和橫梁是不銹鋼管或電鍍鋼管。
5.根據權利要求1所述的小溫差條件下識別墻體內部熱工缺陷的輔助熱源，其特征在 于，所述光源(2 )采用能夠模擬太陽光的光源實現。
6.根據權利要求1所述的小溫差條件下識別墻體內部熱工缺陷的輔助熱源，其特征在 于，所述光源(2 )采用氙燈或者碘鎢燈。
7.根據權利要求1至6任意一個權利要求所述的小溫差條件下識別墻體內部熱工缺陷 的輔助熱源，其特征在于所述輔助熱源還包括光源強度調節裝置，所述光源強度調節裝置 固定在可移動底座(4 )上，所述光源強度調節裝置用于調整每一個光源(2 )的照度。
8.根據權利要求1至6任意一個權利要求所述的小溫差條件下識別墻體內部熱工缺陷 的輔助熱源，其特征在于所述輔助光源還包括多個反光罩(3)，每個反光罩(3)位于一個光 源(2)與支架(1)之間，用于控制所述光源(2)所發出的光的照射方向。
專利摘要小溫差條件下識別墻體內部熱工缺陷的輔助熱源，涉及一種熱工缺陷的識別方法中的輔助工具。本實用新型解決了目前紅外檢測僅僅能用于室內外溫差大于10℃的地區的建筑熱工缺陷的檢測問題，還解決了現有熱工缺陷檢測受太陽輻射及室外條件的影響問題。本實用新型的輔助熱源采用組裝式結構，它由可移動底座、支架、多個光源組成，所述可移動底座底部設置有車輪，支架固定在可移動底座的上表面上，所述支架為平面式網狀結構，多個光源成矩陣式均勻分布固定在支架的同一個側面。本實用新型可應用于對建筑內墻、保溫地面的熱工缺陷檢測方法中作為輔助工具；也可應用于非采暖季地板輻射供暖系統、非供冷季輻射供冷系統的管線定位方法中作為輔助工具。
文檔編號G01N25/72GK201653955SQ20102020937
公開日2010年11月24日 申請日期2010年5月31日 優先權日2010年5月31日
發明者方修睦, 賈永宏, 陳新虎 申請人:江蘇省英泰柯建筑節能科技股份有限公司;哈爾濱工業大學