专利名称：一种围护结构热阻现场检测方法
技术领域：
本发 明涉及一种围护结构热阻现场检测方法，属于热工测量技术领域。
背景技术：
从20世纪70年代的能源危机开始，世界性的建筑节能事业开始蓬勃发展，我国的建筑节能工作始于80年代初。建筑要满足节能要求，离不开优质的建筑保温材料及其构件，为了保证建筑节能制品的保温性能，必须为设计工作者提供确切的建筑热物理性能指标。然而在设计和施工中，采用具有节能效果的产品和技术，却并不一定能得到合格的节能住宅，因此对于新建成的建筑，需要通过现场检测的办法来判定建筑物围护结构热工性能是否达到标准要求，对建筑围护结构的传热系数进行现场检测是评价建筑物的节能效果的一个重要方面。建筑围护结构的热阻表示热流通过构件时遇到的阻力，是表征建筑物隔热性能的一个重要参数。精确地测定热阻有助于准确估算通过建筑围护结构的热量，从而为确定整个空间的空调负荷、热舒适性设计、节能设计以及空调系统的选择提供可靠的依据。国内外学者对围护结构传热系数检测进行了大量的研究，常用的检测方法有热箱法和热流计法。测试至少72个小时内的通过壁面的热流值和表面温度，利用算术平均法计算被测墙体的热阻及传热系数，且要求计算结果与前24个小时的计算值误差不超过5%。现有的比较成熟的热流计测量方法如图I所示，选取待测维护结构外墙面中心区域为待测区域，在待测区域外侧均匀布置九个温度探头1，在待测区域内侧中心布置两块热流计2，在热流计2边缘均匀布置温度探头1，热流计2和温度探头I均连接至数据采集仪3。由于我国华南、华东地区冬季连续7天室内外温差达到10°C以上的困难很大，因此采用算术平均法的热流计法测量精度很差且测试周期很长。另外，由于外界环境温度的不可控性和变化性，墙体温度随外界环境温度变化较大，因此准确计算出墙体热阻比较困难。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种测试周期短、准确度高、成本低、简单易行且一年四季适用的围护结构热阻现场检测方法。为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种围护结构热阻现场检测方法，首先选取待测维护结构外墙面中心区域为待测区域，在待测区域外侧均匀布置九个温度探头，在待测区域内侧中心布置两块热流计，在热流计边缘均匀布置七个温度探头，热流计和温度探头均连接至数据采集仪，其特征在于将待测区域外侧的九个温度探头用铝箔纸和电热毯覆盖并固定，电热毯外表面利用保温泡沫板进行隔热处理；将电热毯通电并对墙体待测区域中心部位施加一个均匀稳定的热流；数据采集仪采集墙外表面待测区域温度、墙内表面待测区域温度和通过待测区域热流密度；将数据采集仪采集的数据导入数据分析软件中，计算出墙体热阻。优选地，所述温度探头为PT100热电偶温度探头。优选地，所述数据采集仪采集频率为Imin/次。优选地，所述数据分析软件运用动态分析法对采集的数据进行分析。本发明提供的一种围护结构热阻现场检测方法通过降低测试墙体周围温度波动幅度，提供了稳定可靠的现场数据，并利用动态分析软件进行数据处理，提高了围护结构热阻计算的准确度。本发明提供的一种围护结构热阻现场检测方法克服了现有技术的不足，具有测试 周期短、准确度高、成本低、简单易行的特点，且一年四季适用。
图I为现有热流计法现场测试示意图；图2为本发明提供的一种围护结构热阻现场检测方法现场测试示意图；图3为本发明提供的一种围护结构热阻现场检测方法系统流程图；图4为本实施例中外墙测试区域温度探头布置图；图5为本实施例中内墙测试区域热流计和温度探头布置图；附图标记说明I-温度探头；2_热流计；3_数据采集仪；4-铝箔；5_电热毯；6_保温泡沫板。
具体实施例方式为使本发明更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。图2为本发明提供的一种围护结构热阻现场检测方法系统流程图，图3为本发明提供的一种围护结构热阻现场检测方法现场测试示意图，所述的一种围护结构热阻现场检测方法如下测试墙体为粘贴保温板外保温墙体，由20mm厚的混合砂浆抹面7mm厚抹面胶浆复合玻纤网格布、200_厚钢筋混凝土墙、50_厚EPS板组成。首先，在待测墙体外墙面上中心区域选取一测试区域，区域尽量选取均匀墙面。在测试区域均匀布置9个温度探头1，详细布置参照图4，分别在距离中心探头30cm和60cm的四周布置4个温度探头，总计9个温度探头I。温度探头I为PT100热电偶温度探头。然后，在与测试区域位置对应的围护结构内墙面中心放置两块热流计2，在热流计2附近且紧靠其位置处布置7个温度探头1，详细布置参照图5。温度探头I紧贴于墙面，并用胶带以十字形粘贴固定，以保证温度探头I和壁面温度相同。两块热流计2的侧头系数分别为 4. 3ff/ (m2 · mv)和 11. 6ff/ (m2 · mv)。将待测区域外侧的九个温度探头I用一层铝箔4覆盖，并用电热毯5完整覆盖在铝箔4表面并固定，电热毯5背部表面用保温泡沫板6严密覆盖进行隔热处理。铝箔纸4的作用是使电热毯5对待测区域墙壁面加热均匀，以及防止电热毯5热辐射对温度探头I的影响。将电热毯5通电，电热毯5功率为100W，对墙体待测区域中心部位施加一个均匀稳定的热流。保温泡沫板6将电热毯5完全覆盖，保温泡沫板5、电热毯5、铝箔4、墙体测试区域之间均紧密接触，无空气夹层。待测区域在热流计2位置处可视为一维稳态导热。以此加热方式能将外墙待测区域加热至一定温度且不易受外界环境温度影响，缩短了测试周期，为数据处理提供了稳定可靠的现场数据，提高了围护结构热阻计算的准确度。热流计2和温度探头I均连接至数据采集仪3，数据采集仪3采集频率为Imin/次采集墙外表面待测区域温度^、墙内表面待测区域温度t2和通过待测区域热流密度q，采集频率为Imin/次，采集时间为4天。将采集的数据导入数据分析软件中，数据分析软件运用动态分析法对采集的数据进行分析，计算出墙体热阻为I. 12m2 · K/W，与标准墙体热阻误差小于5%。通过对实验数据分析并与保温墙体传热系数理论值进行比较，证明本发明提供的围护结构热阻现场检测方法具有很高的准确度，适用于建筑节能现场检测工作。本发明数据采集部分开发了一套数据自动采集系统以及远程监测系统，极大地减少测试人员的劳动强度；数据分析部分基于动态分析理论开发了传热系数计算动态分析软件，针对墙体的热惰性，根据经验公式将衰减因子以及延迟系数两个概念加入数据分析中， 以减小测试结果的误差，实现对围护结构传热系数客观与准确的计算。大量现场测试分析表明，测试时室内需连续采暖至少7天，以使室内环境温度达到稳定；测试时间至少72小时，以增加热阻计算的精确度。本发明结合了热流计法和热箱法的优点，并充分考虑到热流计法和热箱法的局限性，在其基础上做出改良优化，在数据处理上利用基于动态分析理论编制的数据处理软件进行数据处理。本发明中的数据处理方法旨在对现有墙体热阻计算方法做出优化改进，在热流计法的基础上，通过降低测试墙体周围温度波动幅度，以及利用计算机的强大计算能力，采用动态分析法对围护结构热阻进行计算，以降低热流计法测量围护结构热阻的使用要求，使其对于围护结构(特别是南方地区)热阻与传热系数的测量方便且可靠，并且在此基础上，通过实时测量数据的计算，实现对围护结构的热物性(如墙体壁面温度场)进行二维动画描述。其先进性在于考虑了真实环境中墙体的热惰性，引入了时间常数对于传热的影响，通过动态分析法对热流数据处理，客观的计算围护结构传热系数。通过此方法可以缩短测量时间，并且不受季节条件限制，方便进行现场测量。在此基础上，通过对测量硬件的集成与开发，配合动态分析法软件的开发，使其形成一套完整的围护结构传热系数在线监测系统，并且使该系统方便在野外使用，同时实现远程的在线监测。
权利要求
1.一种围护结构热阻现场检测方法，首先选取待测维护结构外墙面中心区域为待测区域，在待测区域外侧均匀布置九个温度探头(I)，在待测区域内侧中心布置两块热流计(2)，在热流计(2)边缘均匀布置七个温度探头(1)，热流计(2)和温度探头(I)均连接至数据采集仪(3)，其特征在于将待测区域外侧的九个温度探头(I)用铝箔纸(4)和电热毯(5)覆盖并固定，电热毯(5)外表面利用保温泡沫板(6)进行隔热处理；将电热毯(5)通电并对墙体待测区域中心部位施加一个均匀稳定的热流；数据采集仪(3)采集墙外表面待测区域温度、墙内表面待测区域温度和通过待测区域热流密度；将数据采集仪(3)采集的数据导入动态分析软件中，计算出墙体热阻。
2.如权利要求I所述的一种围护结构热阻现场检测方法，其特征在于所述温度探头(I)为PTlOO热电偶温度探头。
3.如权利要求I所述的一种围护结构热阻现场检测方法，其特征在于所述数据采集仪(3)采集频率为Imin/次。
全文摘要
本发明提供了一种围护结构热阻现场检测方法，选取待测维护结构外墙面中心区域为待测区域，在待测区域外侧布置九个温度探头，在待测区域内侧布置两块热流计和七个温度探头，热流计和温度探头均连接至数据采集仪，其特征在于将待测区域外侧的温度探头用铝箔纸、电热毯、保温泡沫板覆盖并固定，将电热毯通电；数据采集仪采集墙外表面待测区域温度、墙内表面待测区域温度和通过待测区域热流密度；将采集的数据导入数据分析软件中，计算出墙体热阻。本发明提供的一种围护结构热阻现场检测方法克服了现有技术的不足，具有测试周期短、准确度高、成本低、简单易行的特点，且一年四季适用。
文档编号G01N25/20GK102778473SQ20121023873
公开日2012年11月14日 申请日期2012年7月10日 优先权日2012年7月10日
发明者刘赟, 石虬, 邹钺 申请人:东华大学
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