專利名稱：一種圍護結構隔熱性能的檢測方法及相關裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及建筑圍護結構隔熱性能檢測的建筑熱工技術領域，尤其是涉及一種圍護結構隔熱性能的檢測方法及相關裝置。
背景技術：
伴隨著能源供應形勢的日益緊張，建筑節能越來越多的受到人們的關注。加強建筑外圍護結構熱工性能是實現建筑節能的重要措施之一，而保溫性能與隔熱性能是熱工性能的重要體現；保溫主要針對北方以及南方冬季需采暖地區而言，保溫是指冬季室外氣溫低于室內氣溫時，墻體、屋面等圍護結構防止室內熱量傳出室外的能力。而針對南方的夏季，更要重視隔熱的作用，隔熱是指圍護結構夏季隔離太陽輻射熱和室外高溫的影響，阻止室外熱量傳入室內，保持內表面適當溫度和室溫穩定的能力。目前，在現行的建筑節能設計標準中，通常采用傳熱系數來評價圍護結構熱工性能，在大多數情況下，能很好的反映圍護結構保溫與隔熱性能的優劣。但對適用于南方地區的綠化屋面、蓄水屋面以及有種植層的墻體等圍護結構，采用上述方法則存在很大的局限性，難以全面評價隔熱性能。以綠化屋面為例，從傳熱系數來看，由于土壤層的存在，實測或計算所得的綠化屋面傳熱系數得到一定程度的降低，但綠化屋面對隔熱性能的改善更多的體現在通過植物層光合作用、蒸騰作用對太陽輻射的隔阻上，理論上太陽輻射越強烈，綠化屋面的隔熱作用就越明顯，隔熱性能越優良。由于這一過程的復雜性，實測與計算往往只能將土壤層納入，卻不能反映植物層對傳熱系數的貢獻。此外，即使采用太陽輻射吸收系數來反映對太陽輻射的隔阻作用，也是不適當的。植物由于需要陽光進行光合作用，導致與一般屋面相比太陽輻射吸收系數往往偏高，但綠化屋面吸收的太陽輻射并非轉化為熱能，照射到植物上的太陽輻射會通過綠色植物的光合作用、蒸騰作用轉化為其它形式的能量。由此可知，原有采用傳熱系數來評價圍護結構熱工性能評價方法難以準確評價隔熱性能的優劣。特別是對適用于南方地區的綠化屋面、蓄水屋面以及有種植層的墻體等適宜圍護結構，存在很大的局限性。
發明內容
本發明實施例提供了一種圍護結構隔熱性能的檢測方法及相關裝置，用于綜合準確地檢測和評價圍護結構的隔熱性能。有鑒于此，本發明第一方面提供一種圍護結構隔熱性能的檢測方法，可包括同時獲取太陽輻射強度、室外溫度值、圍護結構內表面溫度值和通過所述圍護結構的熱流密度；根據獲取的所述室外溫度值和所述太陽輻射強度，并根據預置的圍護結構外表面的太陽輻射吸收率和預置的圍護結構外表面的換熱系數，得到室外空氣綜合溫度值；根據所述室外空氣綜合溫度值、所述圍護結構內表面溫度值和所述圍護結構的熱流密度，得到圍護結構綜合隔熱系數，以檢測評價圍護結構隔熱性能。優選地，根據獲取的所述室外溫度值和所述太陽輻射強度，并根據預置的圍護結構外表面的太陽輻射吸收率和預置的圍護結構外表面的換熱系數，得到室外空氣綜合溫度值包括基于公式7； = Tw + ^-，得到室外空氣綜合溫度值；
ULvt.'其中，Tz為所述室外空氣綜合溫度值，Tw為所述室外溫度值，I為所述太陽輻射強度，P為所述預置的圍護結構外表面的太陽輻射吸收率，awS所述預置的圍護結構外表面的換熱系數。優選的，所述根據所述室外空氣綜合溫度值、所述圍護結構內表面溫度值和所述圍護結構的熱流密度，得到圍護結構綜合隔熱系數具體包括
T — Ti基于公式=-，得到圍護結構綜合隔熱系數；
q其中，Gs為所述圍護結構綜合隔熱系數，Ti為所述圍護結構內表面溫度值，q為所述通過所述圍護結構的熱流密度。本發明另一方面提供一種圍護結構隔熱性能的檢測裝置，可包括獲取模塊，用于同時獲取太陽輻射強度、室外溫度值、圍護結構內表面溫度值和通過所述圍護結構的熱流密度；第一計算模塊，用于根據獲取的所述室外溫度值和所述太陽輻射強度，并根據預置的圍護結構外表面的太陽輻射吸收率和預置的圍護結構外表面的換熱系數，得到室外空氣綜合溫度值；第二計算模塊，用于根據所述室外空氣綜合溫度值、所述圍護結構內表面溫度值和所述圍護結構的熱流密度，得到圍護結構綜合隔熱系數，以檢測評價圍護結構隔熱性能。優選地，所述第一計算模塊，用于根據獲取的所述室外溫度值和所述太陽輻射強度，并根據預置的圍護結構外表面的太陽輻射吸收率和預置的圍護結構外表面的換熱系
數，得到室外空氣綜合溫度值具體為基于公式Jl = Tw+ #_，得到室外空氣綜合溫度值；其
中，Tz為所述室外空氣綜合溫度值，Tw為所述室外溫度值，I為所述太陽輻射強度，P為所述預置的圍護結構外表面的太陽輻射吸收率，a w為所述預置的圍護結構外表面的換熱系數。優選地，用于根據所述室外空氣綜合溫度值、所述圍護結構內表面溫度值和所述
T —Ti
圍護結構的熱流密度， 得到圍護結構綜合隔熱系數具體為基于公式G -一i，得到圍護
q
結構綜合隔熱系數；其中，Gs為所述圍護結構綜合隔熱系數，Ti為所述圍護結構內表面溫度值，q為所述通過所述圍護結構的熱流密度。從以上技術方案可以看出，本發明實施例提供的一種圍護結構隔熱性能的檢測方法及相關裝置，通過在一定室外空氣溫度和太陽輻射作用下，達到穩定狀態后，利用室外空氣綜合溫度值與該圍護結構內表面溫度值之差與通過圍護結構的熱流密度的比值來得到綜合隔熱系數，其中，室外空氣綜合溫度值包括室外空氣溫度值和太陽輻射作用引起的溫度值；由此得到的綜合隔熱系數能準確反映各類圍護結構對太陽輻射和室外高溫隔阻能力，從而綜合地檢測和評價圍護結構的隔熱性能。
為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明實施例提供的一種圍護結構隔熱性能的檢測方法流程圖；圖2為本發明實施例提供的圍護結構隔熱性能的檢測方法測試結果示意圖；圖3為本發明實施例提供的一種圍護結構隔熱性能的檢測裝置結構示意圖。
具體實施例方式本發明實施例提供了一種圍護結構隔熱性能的檢測方法及相關裝置，用于綜合準確地檢測和評價圍護結構的隔熱性能。下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。以下分別進行詳細說明。請參考圖1，圖1為本發明實施例提供的一種圍護結構隔熱性能的檢測方法流程圖，其中，所述檢測方法包括步驟11、同時獲取太陽輻射強度、室外溫度值、圍護結構內表面溫度值和通過所述圍護結構的熱流密度；可以理解的是，太陽輻射強度、室外溫度值、圍護結構內表面溫度值和通過所述圍護結構的熱流密度這四個數據必須同步測量，在采集到多個數據的同時，記錄下采集數據的時間，根據同一時刻采集到的四個數據進行計算；步驟12、根據獲取的所述室外溫度值和所述太陽輻射強度，并根據預置的圍護結構外表面的太陽輻射吸收率和預置的圍護結構外表面的換熱系數，得到室外空氣綜合溫度值；可以理解的是，從圍護結構隔熱性能產生的直接效果來看，隔熱措施主要存在以下兩方面作用其一是由外界傳入室內的熱流密度減小；其二是圍護結構內表面溫度下降。其中，圍護結構指建筑物及房間各面的遮擋物，如門、窗、墻、屋面等；另外，由于隔熱性能是反映圍護結構在夏季隔離太陽輻射熱和室外高溫的影響，從而使其內表面保持適當溫度的能力。因此，本發明實施例中，反映室外熱環境的參數除了包括空氣溫度，還考慮到太陽輻射的作用，所述室外空氣綜合溫度值就是包括了室外空氣溫度和太陽輻射作用引起的溫度值。其中，圍護結構外表面的太陽輻射吸收率和圍護結構外表面的換熱系數可以預先存儲在檢測裝置中，并用于計算時調用。步驟13、根據所述室外空氣綜合溫度值、所述圍護結構內表面溫度值和所述圍護結構的熱流密度，得到圍護結構綜合隔熱系數，以檢測評價圍護結構隔熱性能。可以理解的是，本發明實施例中，圍護結構的綜合隔熱系數可以表征圍護結構的隔熱性能，指的是在一定室外空氣溫度和太陽輻射作用下，達到穩定狀態后，室外空氣綜合溫度值與該圍護結構內表面溫度值之差與通過圍護結構的熱流密度的比值。其單位是(m2 · K) /V，其中，W表示功率的單位“瓦特”，K表示絕對溫度的單位“開爾文”，m表示長度單位“米”。由上述可知，本發明實施例提供的一種圍護結構隔熱性能的檢測方法，通過在一定室外空氣溫度和太陽輻射作用下，達到穩定狀態后，利用室外空氣綜合溫度值與該圍護結構內表面溫度值之差與通過圍護結構的熱流密度的比值來得到綜合隔熱系數，其中，室外空氣綜合溫度值包括室外空氣溫度值和太陽輻射作用引起的溫度值；由此得到的綜合隔熱系數能準確反映各類圍護結構對太陽輻射和室外高溫隔阻能力，從而綜合地檢測和評價圍護結構的隔熱性能。優選地，根據獲取的所述室外溫度值和所述太陽輻射強度，并根據預置的圍護結構外表面的太陽輻射吸收率和預置的圍護結構外表面的換熱系數，得到室外空氣綜合溫度值(步驟12)可以具體為基于公式& = Tw + ^-得到室外空氣綜合溫度值；
(JC1-V ^其中，Tz為所述室外空氣綜合溫度值，Tw為所述室外溫度值，I為所述太陽輻射強度，P為所述預置的圍護結構外表面的太陽輻射吸收率，awS所述預置的圍護結構外表面的換熱系數。可以理解的是，可以先根據獲取到的太陽輻射強度1、預置的圍護結構外表面的太陽輻射吸收率P和預置的圍護結構外表面的換熱系數a w，計算出理論上太陽輻射會對圍護結構外表面引起的溫度升高值；其后再將計算出來的溫度升高值與室外溫度值Tw相加，得到室外空氣綜合溫度值Tz。需要說明的是，本發明實施例中，室外空氣綜合溫度Tz是以溫度值表示室外氣溫、太陽輻射對給定外表面的熱作用。建筑物外圍結構受到室外溫度和太陽輻射兩部分的作用，考慮到太陽輻射對表面引起的溫度變化，相當于在室外氣溫上增加了一個太陽輻射的等效溫度值。室外空氣綜合溫度具體是指當室外氣溫和太陽輻射同時作用于給定外表面時，所引起的熱效應與假想的室外氣溫單獨作用時產生的效果相同，這個假想的室外氣溫就是室外空氣綜合溫度。它與給定表面的太陽吸收系數有關。當該給定表面被人為地遮擋時，室外空氣綜合溫度仍按照檢測時的室外空氣溫度、未遮擋時的太陽輻射強度、該表面的換熱系數和該表面的太陽吸收系數進行計算。它只取決于無遮擋時可能照射到該表面的太陽輻射強度、該表面的換熱系數和該表面的太陽吸收率以及室外空氣溫度。其中，本發明實施例中的圍護結構外表面的太陽輻射吸收率P和圍護結構外表面的換熱系數aw可以預先設置于檢測裝置中，用于計算時調用；太陽輻射吸收率P是指物體表面吸收的太陽輻射與其所接受到的太陽輻射(包括吸收、透射、和反射的太陽輻射)之比。太陽輻射吸收系數越大，單位時間吸收的太陽輻射越多，即將太陽輻射轉化為熱能的能力越大。對于建筑圍護結構， 其太陽輻射吸收系數越大，圍護結構對太陽輻射的阻隔能力越差。
優選地，得出室外空氣綜合溫度值Tz(步驟12)后，根據所述室外空氣綜合溫度值、所述圍護結構內表面溫度值和所述圍護結構的熱流密度，得到圍護結構綜合隔熱系數，以檢測評價圍護結構隔熱性能(步驟13)可以具體為
T--Ti基于公式
權利要求
1.一種圍護結構隔熱性能的檢測方法，其特征在于，包括 同時獲取太陽輻射強度、室外溫度值、圍護結構內表面溫度值和通過所述圍護結構的熱流密度； 根據獲取的所述室外溫度值和所述太陽輻射強度，并根據預置的圍護結構外表面的太陽輻射吸收率和預置的圍護結構外表面的換熱系數，得到室外空氣綜合溫度值； 根據所述室外空氣綜合溫度值、所述圍護結構內表面溫度值和所述圍護結構的熱流密度，得到圍護結構綜合隔熱系數，以檢測評價圍護結構隔熱性能。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據獲取的所述室外溫度值和所述太陽輻射強度，并根據預置的圍護結構外表面的太陽輻射吸收率和預置的圍護結構外表面的換熱系數，得到室外空氣綜合溫度值包括 基于公式
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據所述室外空氣綜合溫度值、所述圍護結構內表面溫度值和所述圍護結構的熱流密度，得到圍護結構綜合隔熱系數具體包括 基于公式
4.一種圍護結構隔熱性能的檢測裝置，其特征在于，包括 獲取模塊，用于同時獲取太陽輻射強度、室外溫度值、圍護結構內表面溫度值和通過所述圍護結構的熱流密度； 第一計算模塊，用于根據獲取的所述室外溫度值和所述太陽輻射強度，并根據預置的圍護結構外表面的太陽輻射吸收率和預置的圍護結構外表面的換熱系數，得到室外空氣綜合溫度值； 第二計算模塊，用于根據所述室外空氣綜合溫度值、所述圍護結構內表面溫度值和所述圍護結構的熱流密度，得到圍護結構綜合隔熱系數，以檢測評價圍護結構隔熱性能。
5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述第一計算模塊，用于根據獲取的所述室外溫度值和所述太陽輻射強度，并根據預置的圍護結構外表面的太陽輻射吸收率和預置的圍護結構外表面的換熱系數，得到室外空氣綜合溫度值具體為基于公式
6.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述第二計算模塊，用于根據所述室外空氣綜合溫度值、所述圍護結構內表面溫度值和所述圍護結構的熱流密度，得到圍護結構綜yr合隔熱系數具體為基于公式Gs，得到圍護結構綜合隔熱系數；其中，Gs為所述圍護 q結構綜合隔熱系數，Ti為所述圍護結構內表面溫度值，q為所述通過所述圍護結構的熱流密度。
全文摘要
本發明實施例公開了一種圍護結構隔熱性能的檢測方法及相關裝置，用于綜合準確地檢測和評價圍護結構的隔熱性能。本發明實施例包括同時獲取太陽輻射強度、室外溫度值、圍護結構內表面溫度值和通過圍護結構的熱流密度；根據獲取的室外溫度值和太陽輻射強度，并根據預置的圍護結構外表面的太陽輻射吸收率和預置的圍護結構外表面的換熱系數，得到室外空氣綜合溫度值；根據室外空氣綜合溫度值、圍護結構內表面溫度值和圍護結構的熱流密度，得到圍護結構綜合隔熱系數，以檢測評價圍護結構隔熱性能。
文檔編號G01N25/20GK103033534SQ20121055840
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月20日 優先權日2012年12月20日
發明者劉剛, 羅志強, 羅剛 申請人:深圳市建筑科學研究院有限公司