CN101832960A - 一种围护结构热阻现场检测的测量方法 - Google Patents

一种围护结构热阻现场检测的测量方法 Download PDF

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Abstract

一种围护结构热阻现场检测的测量方法，测试时内壁面的温度测点布置在热流计和墙体壁面的粘贴面，以代替原来作为内壁面温度测点的热流计附近壁面，使测得的热流和温差相对应，在测试部位为一维传热的情形下，热阻的计算将不受影响，稳态时热阻的计算公式为：R＝ΔT/Q，其中，ΔT为内表面测点的温度与外表面测点温度的差，Q为热流计反应的热流。本发明与原来的测量方法相比对现场测量的热流可以不经过误差修正而直接进行计算，可有效减小室内环境条件和热流计附加热阻对热流计现场测量的影响，为后续的计算提供更加合理的现场测量数据，减小热流计法检测围护结构热阻的误差。

Description

一种围护结构热阻现场检测的测量方法
技术领域
本发明属于围护结构热阻现场检测技术，具体为一种提高热流计法检测围护结构热阻精度的现场测量方法。
背景技术
在我国，建筑能耗占社会终端能耗的近30％，成为与工业能耗、交通能耗相并列的三大能耗之一，而且随着建筑总量和人们生活水平的提升急剧攀升。其中围护结构的耗热量占整个建筑使用能耗的73-77％，因此围护结构是影响建筑使用能耗的决定性因素，也是建筑节能研究的重点，其传热系数是重要的隔热和保温指标，各种节能设计标准在设计阶段保证了建筑物的热工性能，而工程实际中因建筑材料、施工质量、墙体结构和使用环境等因素的影响，建筑围护结构的实际热阻与设计值相比有很大差异，无法满足节能的规定，因此为督促房地产市场，促进建筑节能工作的开展围护结构热工性能的现场检测就显得尤为重要。
现场检测方法中，热流计法以其设备简单、便于携带、不受被测围护结构影响等优点在工程实践中得到广泛运用。现场测试时，热流计的安装主要有埋入式、表面粘贴式和辐射式，埋入式和表面粘贴式是热阻式热流传感器常用的两种安装方法。一般而言，埋入式安装受到环境因素的影响小，热流测试较为准确，但热流计只能使用一次，同时在围护结构热阻现场测试时，希望尽量不要破坏原有建筑结构和美观要求，因此埋入式安装不常用。而表面粘贴安装方便，现场测试时多采用这种安装方法，测试的主要参数有内壁面的热流，内外壁面的温度，其中内壁面的温度为热流计附近壁面的温度。在测试时，温度的测试相对成熟，而热流计测试热流受到的影响因素将非常复杂。主要有：热流计粘贴在墙上以后，由于热流计有一定的几何尺寸，发生的局部多维传热使得热流侧向散失，而无法被热流计感应，使得测试的热流偏小；热流计局部和墙体无干扰处表面换热状态不一致，不可避免将改变墙体原来的传热状况，对温度场产生扰动。因而，运用热流计法现场测试的数据可能存在较大的误差，如果没有做仔细的校准，此测量误差可达30％以上，使得最终的检测结果不可信。
针对这个热流计测试热流和墙体无干扰处热流不一致的误差，许多学者做了大量的工作以对这个误差进行修正，各种修正方法中涉及的参数主要有热流计附加热阻、热流计和无干扰墙体处的空气层热阻、被测墙体的热阻等。而现场测试时的环境很复杂，准确计算表面传热热阻将非常困难，同时这些修正方法不可避免的都要用到被测墙体的热阻，因而在实际操作时修正的方法将很难进行。因此，在以往测试中多忽略这些因素的影响或者在测试时通过给热流计涂色等措施减小此项误差。
我国现行《采暖居住建筑节能检验标准》中对热流计和温度传感器的安装规定如下：1)热流计应直接安装在被测围护结构的内表面，与被测围护结构的内表面完全接触；2)温度传感器应安装在被测围护结构两侧表面，内表面的温度传感器应靠近热流计安装，外表面温度传感器宜在与热流计相对应的位置安装。
现场测量示意图如图1所示。对于测试部位的围护结构外壁面可以视为一等温面，因而现场测试的温差对应的热流实际上为Q0，而热流计反应的热流为Q1，在一维稳态条件下，热阻的计算公式为：R＝ΔT/Q1其中ΔT为内表面的温度与外表面温度的差；从图1可以看出，测量的温差和热流并非对应的关系，在Q0和Q1相差很小时，计算的误差不大。而实际测试时，由于热流计粘贴会改变墙体的局部传热状态(辐射和对流换热都会改变)，Q0和Q1将会有一定的差别，其大小与墙体和热流计表面属性以及环境条件等因素相关，恶劣情形下会给热阻的检测带来很大的误差。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种能够提高围护结构热阻现场检测准确性的现场测量方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：将热电偶分别对应安装在被测围护结构的内、外墙表面，然后将热流计安装在被测围护结构的内墙表面并覆盖在内侧的热电偶上，测试时采用提取热流计和墙体粘贴面的温度即热流计粘贴面温度信号代替原来的热流计附近壁面的温度，使测得的热流和温差相对应，在测试部位为一维传热的情形下，热阻的计算将不受影响，稳态时热阻的计算公式为：R＝ΔT/Q，其中，ΔT为内表面测点的温度与外表面测点温度的差，Q为热流计反应的热流。
本发明的内侧安装有热电偶集成于热流计内部的基板上。
本发明与原来的测量方法相比对现场测量的热流可以不经过误差修正而直接进行计算，可有效减小室内环境条件和热流计附加热阻对热流计现场测量的影响，为后续的计算提供更加合理的现场测量数据，减小热流计法检测围护结构热阻的误差。
附图说明
图1是现有热流计法现场测试的示意图；图2是本发明热流计法现场测试的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见图2，针对现有热流计法现场测试的过程产生的误差，本发明将在测试时采用提取热流计和墙体粘贴面的温度即热流计粘贴面温度信号代替原来的热流计附近壁面的温度，使测得的热流和温差相对应，那么在测试部位为一维传热的情形下，热阻的计算将不受影响，稳态时计算公式为：R＝ΔT/Q，ΔT为内表面的温度与外表面温度的差，Q为热流计反应的热流。
安装时将热电偶分别对应安装在被测围护结构的内、外墙表面，然后将热流计安装在被测围护结构的内墙表面并覆盖在内侧的热电偶上，从而提取热流计和墙体粘贴面的温度代替原来的热流计附近壁面的温度，将由内、外热电偶检测的温度及内表面安装的热流计检测的数据通过信号线送入巡检仪中。
从图2可以看出，此时测试的热流和温度将是对应的，那么即使热流计的表面状态和周围墙体不一致，但是相应的热流计粘贴面温度也会有所差异。在关注围护结构热阻的现场检测中，这种测试方法可以有效的解决测试时环境条件对现场测量的影响。
与原来的测量方法相比，本发明可以：1)可忽略热流计附加热阻的影响；2)可以减小室内对流和辐射对热流计法热流测量的影响；3)无需对热流修正，一维稳态时可直接计算得到围护结构热阻。
实际操作时，为了避免温度传感器对热流计粘贴面的影响，不直接安装温度传感器在测点，而是将温度传感器集成于热流计内部的基板上。

Claims (2)

1.一种围护结构热阻现场检测的测量方法，其特征在于：将热电偶分别对应安装在被测围护结构的内、外墙表面，然后将热流计安装在被测围护结构的内墙表面并覆盖在内侧的热电偶上，测试时采用提取热流计和墙体粘贴面的温度即热流计粘贴面温度信号代替原来的热流计附近壁面的温度，使测得的热流和温差相对应，在测试部位为一维传热的情形下，热阻的计算将不受影响，稳态时热阻的计算公式为：R＝ΔT/Q，其中，ΔT为内表面测点的温度与外表面测点温度的差，Q为热流计反应的热流。
2.根据权利要求1所述的围护结构热阻现场检测的测量方法，其特征在于：所说的内侧安装的热电偶集成于热流计内部的基板上。
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