專利名稱：一種圍護結構熱阻現場檢測方法
技術領域：
本發 明涉及一種圍護結構熱阻現場檢測方法，屬于熱工測量技術領域。
背景技術：
從20世紀70年代的能源危機開始，世界性的建筑節能事業開始蓬勃發展，我國的建筑節能工作始于80年代初。建筑要滿足節能要求，離不開優質的建筑保溫材料及其構件，為了保證建筑節能制品的保溫性能，必須為設計工作者提供確切的建筑熱物理性能指標。然而在設計和施工中，采用具有節能效果的產品和技術，卻并不一定能得到合格的節能住宅，因此對于新建成的建筑，需要通過現場檢測的辦法來判定建筑物圍護結構熱工性能是否達到標準要求，對建筑圍護結構的傳熱系數進行現場檢測是評價建筑物的節能效果的一個重要方面。建筑圍護結構的熱阻表示熱流通過構件時遇到的阻力，是表征建筑物隔熱性能的一個重要參數。精確地測定熱阻有助于準確估算通過建筑圍護結構的熱量，從而為確定整個空間的空調負荷、熱舒適性設計、節能設計以及空調系統的選擇提供可靠的依據。國內外學者對圍護結構傳熱系數檢測進行了大量的研究，常用的檢測方法有熱箱法和熱流計法。測試至少72個小時內的通過壁面的熱流值和表面溫度，利用算術平均法計算被測墻體的熱阻及傳熱系數，且要求計算結果與前24個小時的計算值誤差不超過5%。現有的比較成熟的熱流計測量方法如圖I所示，選取待測維護結構外墻面中心區域為待測區域，在待測區域外側均勻布置九個溫度探頭1，在待測區域內側中心布置兩塊熱流計2，在熱流計2邊緣均勻布置溫度探頭1，熱流計2和溫度探頭I均連接至數據采集儀3。由于我國華南、華東地區冬季連續7天室內外溫差達到10°C以上的困難很大，因此采用算術平均法的熱流計法測量精度很差且測試周期很長。另外，由于外界環境溫度的不可控性和變化性，墻體溫度隨外界環境溫度變化較大，因此準確計算出墻體熱阻比較困難。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種測試周期短、準確度高、成本低、簡單易行且一年四季適用的圍護結構熱阻現場檢測方法。為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是提供一種圍護結構熱阻現場檢測方法，首先選取待測維護結構外墻面中心區域為待測區域，在待測區域外側均勻布置九個溫度探頭，在待測區域內側中心布置兩塊熱流計，在熱流計邊緣均勻布置七個溫度探頭，熱流計和溫度探頭均連接至數據采集儀，其特征在于將待測區域外側的九個溫度探頭用鋁箔紙和電熱毯覆蓋并固定，電熱毯外表面利用保溫泡沫板進行隔熱處理；將電熱毯通電并對墻體待測區域中心部位施加一個均勻穩定的熱流；數據采集儀采集墻外表面待測區域溫度、墻內表面待測區域溫度和通過待測區域熱流密度；將數據采集儀采集的數據導入數據分析軟件中，計算出墻體熱阻。優選地，所述溫度探頭為PT100熱電偶溫度探頭。優選地，所述數據采集儀采集頻率為Imin/次。優選地，所述數據分析軟件運用動態分析法對采集的數據進行分析。本發明提供的一種圍護結構熱阻現場檢測方法通過降低測試墻體周圍溫度波動幅度，提供了穩定可靠的現場數據，并利用動態分析軟件進行數據處理，提高了圍護結構熱阻計算的準確度。本發明提供的一種圍護結構熱阻現場檢測方法克服了現有技術的不足，具有測試 周期短、準確度高、成本低、簡單易行的特點，且一年四季適用。
圖I為現有熱流計法現場測試示意圖；圖2為本發明提供的一種圍護結構熱阻現場檢測方法現場測試示意圖；圖3為本發明提供的一種圍護結構熱阻現場檢測方法系統流程圖；圖4為本實施例中外墻測試區域溫度探頭布置圖；圖5為本實施例中內墻測試區域熱流計和溫度探頭布置圖；附圖標記說明I-溫度探頭；2_熱流計；3_數據采集儀；4-鋁箔；5_電熱毯；6_保溫泡沫板。
具體實施例方式為使本發明更明顯易懂，茲以一優選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。圖2為本發明提供的一種圍護結構熱阻現場檢測方法系統流程圖，圖3為本發明提供的一種圍護結構熱阻現場檢測方法現場測試示意圖，所述的一種圍護結構熱阻現場檢測方法如下測試墻體為粘貼保溫板外保溫墻體，由20mm厚的混合砂漿抹面7mm厚抹面膠漿復合玻纖網格布、200_厚鋼筋混凝土墻、50_厚EPS板組成。首先，在待測墻體外墻面上中心區域選取一測試區域，區域盡量選取均勻墻面。在測試區域均勻布置9個溫度探頭1，詳細布置參照圖4，分別在距離中心探頭30cm和60cm的四周布置4個溫度探頭，總計9個溫度探頭I。溫度探頭I為PT100熱電偶溫度探頭。然后，在與測試區域位置對應的圍護結構內墻面中心放置兩塊熱流計2，在熱流計2附近且緊靠其位置處布置7個溫度探頭1，詳細布置參照圖5。溫度探頭I緊貼于墻面，并用膠帶以十字形粘貼固定，以保證溫度探頭I和壁面溫度相同。兩塊熱流計2的側頭系數分別為 4. 3ff/ (m2 · mv)和 11. 6ff/ (m2 · mv)。將待測區域外側的九個溫度探頭I用一層鋁箔4覆蓋，并用電熱毯5完整覆蓋在鋁箔4表面并固定，電熱毯5背部表面用保溫泡沫板6嚴密覆蓋進行隔熱處理。鋁箔紙4的作用是使電熱毯5對待測區域墻壁面加熱均勻，以及防止電熱毯5熱輻射對溫度探頭I的影響。將電熱毯5通電，電熱毯5功率為100W，對墻體待測區域中心部位施加一個均勻穩定的熱流。保溫泡沫板6將電熱毯5完全覆蓋，保溫泡沫板5、電熱毯5、鋁箔4、墻體測試區域之間均緊密接觸，無空氣夾層。待測區域在熱流計2位置處可視為一維穩態導熱。以此加熱方式能將外墻待測區域加熱至一定溫度且不易受外界環境溫度影響，縮短了測試周期，為數據處理提供了穩定可靠的現場數據，提高了圍護結構熱阻計算的準確度。熱流計2和溫度探頭I均連接至數據采集儀3，數據采集儀3采集頻率為Imin/次采集墻外表面待測區域溫度^、墻內表面待測區域溫度t2和通過待測區域熱流密度q，采集頻率為Imin/次，采集時間為4天。將采集的數據導入數據分析軟件中，數據分析軟件運用動態分析法對采集的數據進行分析，計算出墻體熱阻為I. 12m2 · K/W，與標準墻體熱阻誤差小于5%。通過對實驗數據分析并與保溫墻體傳熱系數理論值進行比較，證明本發明提供的圍護結構熱阻現場檢測方法具有很高的準確度，適用于建筑節能現場檢測工作。本發明數據采集部分開發了一套數據自動采集系統以及遠程監測系統，極大地減少測試人員的勞動強度；數據分析部分基于動態分析理論開發了傳熱系數計算動態分析軟件，針對墻體的熱惰性，根據經驗公式將衰減因子以及延遲系數兩個概念加入數據分析中， 以減小測試結果的誤差，實現對圍護結構傳熱系數客觀與準確的計算。大量現場測試分析表明，測試時室內需連續采暖至少7天，以使室內環境溫度達到穩定；測試時間至少72小時，以增加熱阻計算的精確度。本發明結合了熱流計法和熱箱法的優點，并充分考慮到熱流計法和熱箱法的局限性，在其基礎上做出改良優化，在數據處理上利用基于動態分析理論編制的數據處理軟件進行數據處理。本發明中的數據處理方法旨在對現有墻體熱阻計算方法做出優化改進，在熱流計法的基礎上，通過降低測試墻體周圍溫度波動幅度，以及利用計算機的強大計算能力，采用動態分析法對圍護結構熱阻進行計算，以降低熱流計法測量圍護結構熱阻的使用要求，使其對于圍護結構(特別是南方地區)熱阻與傳熱系數的測量方便且可靠，并且在此基礎上，通過實時測量數據的計算，實現對圍護結構的熱物性(如墻體壁面溫度場)進行二維動畫描述。其先進性在于考慮了真實環境中墻體的熱惰性，引入了時間常數對于傳熱的影響，通過動態分析法對熱流數據處理，客觀的計算圍護結構傳熱系數。通過此方法可以縮短測量時間，并且不受季節條件限制，方便進行現場測量。在此基礎上，通過對測量硬件的集成與開發，配合動態分析法軟件的開發，使其形成一套完整的圍護結構傳熱系數在線監測系統，并且使該系統方便在野外使用，同時實現遠程的在線監測。
權利要求
1.一種圍護結構熱阻現場檢測方法，首先選取待測維護結構外墻面中心區域為待測區域，在待測區域外側均勻布置九個溫度探頭(I)，在待測區域內側中心布置兩塊熱流計(2)，在熱流計(2)邊緣均勻布置七個溫度探頭(1)，熱流計(2)和溫度探頭(I)均連接至數據采集儀(3)，其特征在于將待測區域外側的九個溫度探頭(I)用鋁箔紙(4)和電熱毯(5)覆蓋并固定，電熱毯(5)外表面利用保溫泡沫板(6)進行隔熱處理；將電熱毯(5)通電并對墻體待測區域中心部位施加一個均勻穩定的熱流；數據采集儀(3)采集墻外表面待測區域溫度、墻內表面待測區域溫度和通過待測區域熱流密度；將數據采集儀(3)采集的數據導入動態分析軟件中，計算出墻體熱阻。
2.如權利要求I所述的一種圍護結構熱阻現場檢測方法，其特征在于所述溫度探頭(I)為PTlOO熱電偶溫度探頭。
3.如權利要求I所述的一種圍護結構熱阻現場檢測方法，其特征在于所述數據采集儀(3)采集頻率為Imin/次。
全文摘要
本發明提供了一種圍護結構熱阻現場檢測方法，選取待測維護結構外墻面中心區域為待測區域，在待測區域外側布置九個溫度探頭，在待測區域內側布置兩塊熱流計和七個溫度探頭，熱流計和溫度探頭均連接至數據采集儀，其特征在于將待測區域外側的溫度探頭用鋁箔紙、電熱毯、保溫泡沫板覆蓋并固定，將電熱毯通電；數據采集儀采集墻外表面待測區域溫度、墻內表面待測區域溫度和通過待測區域熱流密度；將采集的數據導入數據分析軟件中，計算出墻體熱阻。本發明提供的一種圍護結構熱阻現場檢測方法克服了現有技術的不足，具有測試周期短、準確度高、成本低、簡單易行的特點，且一年四季適用。
文檔編號G01N25/20GK102778473SQ20121023873
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月10日 優先權日2012年7月10日
發明者劉赟, 石虬, 鄒鉞 申請人:東華大學