CN102621180B - 一种节能门窗性能测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种节能门窗性能测试方法，其包括如下步骤：步骤1：利用温度计分别测量室内温度
Figure DEST_PATH_IMAGE002
和室外温度；步骤2：利用红外热成像仪采集得到被测门窗表面的第一热像图，并将该第一热像图传送至计算机；步骤3：计算机分析该第一热像图，得到第一热像图中各相素点对应的温度值；步骤4：根据各像素点对应的温度值，计算机利用节能指数计算式子计算出被测门窗的节能指数。本发明的节能门窗性能测试方法，通过采集被测门窗表面的热像图和室内外温度，计算得出被测门窗的节能指数，从而掌握被测门窗的节能效果，通过观察热像图，可以从热像图中找到存在热工缺陷的部位。

Description

一种节能门窗性能测试方法
技术领域
本发明涉及门窗技术领域，特别涉及一种节能门窗性能测试方法。
背景技术
为了增大采光、通风面积，或表现现代建筑的性格特征，建筑物的门窗面积越来越大，更有全玻璃的幕墙建筑，以至门窗的热损失占建筑的总热损失的40%以上，门窗节能是建筑节能的关键。门窗既是能源得失的关键部位，又关系到采光、通风、隔声、立面造型，对门窗的节能提出了更高的要求。
影响节能门窗性能的因素有多种，例如门窗的制作材料、门窗构造、门窗窗型和门窗的密闭技术等。现有的节能门窗使用的材料主要有铝合金断热型材料、铝木复合型材料、钢塑整体挤出型材料，以及UPVC 塑料型材料，不同材料制作的门窗节能性能不同。改善材料的保温隔热性能是节能处理的重要手段之一。
通过观察门窗的构造、门窗窗型以及门窗的密闭情况，可以大致了解门窗是否具有节能性能，但是不能很清楚的知道门窗的节能性能达到何种程度。现有技术也没有出现一种可以测试节能门窗节能效果的方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种节能门窗性能测试方法，通过该方法可以准确的了解门窗的节能性能。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
物体表面发射的红外射线被红外热成像仪接收后，物体表面的温度以阵列的方式显示出来，形成一个物体表面的热像图谱。当建筑物室内外存在温差，就会有热量传递，在一维稳态传热条件下，即在传热稳定条件下，如果室内温度大于室外温度，室内的热量就会向室外传递, 如果室外温度大于室内温度，室外的热量就会向室内传递。
本发明的节能门窗性能测试方法，在一定传热温差条件下，利用红外热成像仪采集得到门窗表面温度的分布热像图，进而对该热像图进行分析、处理，计算出门窗节能指数。其具体步骤如下：
步骤1：利用温度计分别测量室内温度                                                
Figure 2012100853645100002DEST_PATH_IMAGE001
和室外温度
Figure 423056DEST_PATH_IMAGE002
；
步骤2：利用红外热成像仪接收被测门窗表面发射的红外射线，采集得到被测门窗表面的第一热像图，并将该第一热像图传送至计算机；
步骤3：计算机通过分析采集到的第一热像图，得到被测门窗表面温度第一热像图中各相素点对应的温度值；
步骤4：假设所述第一热像图的像素为M×N，
Figure 2012100853645100002DEST_PATH_IMAGE003
表示该第一热像图上坐标为（i,j）的像素点对应的温度值，i=1,2,…M，j=1,2,…N，计算门窗节能指数
Figure 478737DEST_PATH_IMAGE004
：
Figure 2012100853645100002DEST_PATH_IMAGE005
，其中
Figure 233066DEST_PATH_IMAGE006
为权重因子，节能指数的大小范围为0～1，其值越小表示越节能；
如果是在室外进行第一热像图采集的，则，如果是在室内进行第一热像图采集的，则
Figure 32395DEST_PATH_IMAGE008
。
采用本发明节能门窗性能测试方法，进行被测门窗表面热像图采集，由于门窗上有热工缺陷的部位的温度与没有热工缺陷的部位的温度不一样，所以通过分析热像图，可以从热像图中找到存在热工缺陷的部位。利用计算机对热像图中各像素点温度值进行计算，可以得出被测门窗的节能指数，对被测门窗的节能性能进行评价。
优选地，上述步骤3中各像素点温度的确定通过以下方法实现：通过观察步骤2中采集的第一热像图，确定被测门窗表面温度相对均匀的范围，利用表面温度计测量被测门窗表面温度相对均匀范围中的一点的实际温度，并再次利用红外热成像仪采集一幅架上表面温度计后的第二热像图，比较第一热像图和第二热像图，确定第二热像图中表面温度计测量点的位置，将表面温度计测量的该点的实际温度值与通过分析第一热像图得出的该点的温度值进行比较，得出的差值即为修正值，将第一热像图中该点的温度按照修正值修正为实际的温度值，并将第一热像图中其他像素点的温度值按照该修正值进行修正；进行节能指数计算时，采用修正后的各像素点的温度值。
 由于不同材料的发射系数不一样，通过热像图分析得到的温度不是非常的准确，利用表面温度计测量被测门窗表面温度相对均匀范围中一点的实际温度，将热像图中各像素点的温度进行修正，再利用修正后的温度值进行计算，使得计算得出的节能指数更准确。 
优选地，为了方便红外热成像仪镜头的视场角选取，在室外条件允许的情况下，即室外温度高于绝对温度零度，能够在室外进行门窗热像图采集，则在室外进行门窗热像图采集。
Figure DEST_PATH_IMAGE009
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明的节能门窗性能测试方法，通过采集被测门窗表面的热像图和室内外温度，计算得出被测门窗的节能指数，从而准确的掌握被测门窗的节能效果，通过观察热像图，可以从热像图中找到存在热工缺陷的部位。
附图说明：
图1为本发明节能门窗性能测试的工作示意图。
其中，1-红外热像仪，2-计算机，3-表面温度计数字表头，4-表面温度探头，5-被测窗户。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
如图1所示，本发明节能门窗性能测试方法的工作示意图。由于室内家具等会限制红外热成像仪镜头的视角，所以在室外条件允许的，即在室外能够进行热像图采集的情况下，选择在室外对被测门窗进行热像图采集。本实施例中，对被测窗户5的热像图采集是在室外进行的，则红外热成像仪1放置于室外，且与被测窗户5的距离在红外热成像仪1能够准确测量温度、且能够得到准确的热像图的距离范围之内，红外热成像仪1与计算机2连接，表面温度计包括表面温度计数字表头3和表面温度探头4，表面温度计数字表头3连接计算机2，表面温度探头4连接表面温度计数字表头3，表面温度探头4贴于被测窗户5的表面。
本实施例中，节能门窗性能测试方法包括如下步骤：
首先，利用温度计分别测量室内温度
Figure 677484DEST_PATH_IMAGE001
为25℃，室外温度
Figure 107329DEST_PATH_IMAGE002
为7℃；
然后，在安装表面温度计之前，利用红外热成像仪1接收被测窗户5表面发射的红外射线，采集得到被测窗户5表面的热像图Ⅰ，并将该热像图Ⅰ传输至计算机2，计算机2通过分析确定被测窗户5的表面温度相对均匀的范围，并得出热像图Ⅰ中各像素点的温度值；
 本发明通过如下方式确定被测窗户5的表面温度相对均匀的范围：在热像图Ⅰ上，以W×W(W一般取10-100比较合适)窗口滑动，计算该窗口区域的平均温度和温度的标准偏差，用标准偏差除以平均温度，其最小值对应的W×W区域为温度相对均匀的区域。通过最终结果发现，这种方式确定温度相对均匀的范围，在测试的时候结果稳定性非常高，从而保证结果具有可靠性。
接着，将表面温度探头4放在被测窗户5的表面温度相对均匀处，利用表面温度探头4探测其中一点的实际温度信号，并将该温度信号传输至表面温度计数字表头3，表面温度计数字表头3将该温度信号处理成数字信号，并显示出具体温度数值，同时表面温度计数字表头3将测得的该温度值传送至计算机2；
接着，再次利用红外热成像仪1采集一幅被测窗户在表面温度计安装后的热像图Ⅱ，并将该热像图Ⅱ传输至计算机2，计算机2将热像图Ⅰ和热像图Ⅱ进行比较，确定表面温度计测量的位置，即确定热像图Ⅱ中表面温度计测量实际温度点的位置，计算机2将表面温度计测量的该点的实际温度值与通过分析热像图Ⅰ得出的该点的温度值进行比较，得出的差值即为修正值，计算机2将热像图Ⅰ中该点的温度值修正为表面温度计测得的实际温度值，并将热像图Ⅰ中其他像素点的温度值按照该修正值进行修正。
计算机2对温度坐标进行处理，计算出被测窗户5的节能指数。设所述热像图Ⅱ的像素为M×N，
Figure 348954DEST_PATH_IMAGE003
表示该热像图Ⅱ上坐标为（i,j）的像素点对应的修正后的温度值， i=1,2,…M，j=1,2,…N，则通过计算机2计算出被测窗户5的节能指数
Figure 624078DEST_PATH_IMAGE004
为：
Figure 392183DEST_PATH_IMAGE005
，其中
Figure 727349DEST_PATH_IMAGE006
为权重因子，
Figure 583834DEST_PATH_IMAGE007
，计算出节能指数
Figure 662648DEST_PATH_IMAGE004
的大小为0.4，被测窗户5具有较好的节能效果。
本发明的节能门窗性能测试方法，通过温度测量和被测门窗表面热像图采集，可计算出被测门窗的节能指数，从而可以清楚的知道被测门窗的节能性能是否良好。对于节能性能不好的门窗，通过观察热像图，可以从热像图中找到存在热工缺陷的部位。

Claims (3)

1.一种节能门窗性能测试方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤1：利用温度计分别测量室内温度
Figure FDA00003315113200014
和室外温度
Figure FDA00003315113200015
步骤2：利用红外热成像仪接收被测门窗表面发射的红外射线，采集得到被测门窗表面的第一热像图，并将该第一热像图传送至计算机；
步骤3：计算机通过分析采集到的第一热像图，得到被测门窗表面温度第一热像图中各相素点对应的温度值；
步骤4：假设所述第一热像图的像素为M×N，t(i，j)表示该第一热像图上坐标为（i,j）的像素点对应的温度值，i=1,2,…M，j=1,2,…N，计算门窗节能指数ψ： ψ = Σ i = 1 M Σ j = 1 N w ( t ( i , j ) ) M × N × 100 % , 其中w(t(i，j))为权重因子，节能指数的大小范围为0～1，其值越小表示越节能；
如果是在室外进行第一热像图采集的，则如果是在室内进行第一热像图采集的，则
Figure FDA00003315113200013
2.根据权利要求1所述的节能门窗性能测试方法，其特征在于，上述步骤3中各像素点温度的确定通过以下方法实现：通过观察步骤2中采集的第一热像图，确定被测门窗表面温度相对均匀的范围，利用表面温度计测量被测门窗表面温度相对均匀范围中的一点的实际温度，并再次利用红外热成像仪采集一幅被测门窗在表面温度计安装后的第二热像图，比较第一热像图和第二热像图，确定第二热像图中表面温度计测量点的位置，将表面温度计测量的该点的实际温度值与通过分析第一热像图得出的该点的温度值进行比较，得出的差值即为修正值，将第一热像图中该点的温度按照修正值修正为实际的温度值，并将第一热像图中其他像素点的温度值按照该修正值进行修正；进行节能指数计算时，采用修正后的各像素点的温度值。
3.根据权利要求1或2所述的节能门窗性能测试方法，其特征在于，室外温度高于绝对温度零度时，门窗热像图采集在室外进行。
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