CN103076359A - 一种建筑围护结构传热系数现场检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑围护结构传热系数现场检测装置，包括开口侧固定于待测墙体上的箱体，顺序设置于箱体内中轴线上的风机、温差产生装置和用于采集待测墙体表面温度与热流的检测装置，其特征在于，箱体内中轴线上同轴设置有风罩，所述风机位于风罩内远离待测墙体一端并正对待测墙体设置，温差产生装置位于风机和待测墙体之间，所述风罩两端留有间隙以供风流形成循环路径；风罩内与待测墙体相邻一端间隔设置有两张由隔热材料构成的隔热板。本发明能够避免加热器辐射对墙体造成温度波动的影响，能够改变风流环境，提高被测部位温度分布均匀和稳定的程度，进而使测试结果准确可靠。具有结构简单，适用范围广且测量精度高的优点。

Description

一种建筑围护结构传热系数现场检测装置

技术领域

本发明是一种建筑检测仪器，尤其涉及一种建筑围护结构传热系数现场检测装置。

 

背景技术

建筑能耗在社会总能耗中占有很大的比例，在西方发达国家，建筑能耗占社会总能耗的30％～45％，而我国在社会经济水平和生活水平都还不高的情况下，建筑能耗也已占到社会总能耗的20％～25％，正逐步上升到30％，并且高建筑能耗造成了大量化石燃料的使用，带来了越来越严重的大气污染。为了减少建筑能耗，目前国家正在实施建筑节能设计标准，提高建筑围护结构的保温性能。墙体是外围护的主体，要降低建筑物的能耗，首先要考虑墙体的节能，对于建筑节能设计来说，建筑师根据材料的热工性能， 构造围护结构， 达到节能标准要求。对于工程验收来说，工程质量检测是工程从设计到交付使用过程中重要的一个环节，为合格的建筑工程提供了强有力的技术保障，因此如何使用先进的技术手段对房屋建筑中的材料、构件以及整个建筑物的保温性能进行认定显得尤为重要。在节能验收规范中明确了墙体、幕墙和门窗等的验收要求，其中对于进入施工现场的材料验收内容和数量进行了规定，有关建筑节能材料的保温性能通过现场抽样检测的方式进行保证，从源头上保证了工程所用建筑材料的质量，然而不可否认在材料搬运以及施工过程会对最终的建筑工程质量造成误差，以至于达不到设计要求，作为验证墙体保温性能指标之一的传热系数，能很好的体现墙体的保温性能。众所周知，墙体的传热系数K是表征墙体(含所有构造层次)在稳定传热条件下，当其两侧空气温差为1K(1℃)时，单位时间内通过单位平方米墙体面积传递的热量，单位为W/(m².K)。即传热系数K是包含了墙体的所有构造层次和两侧空气边界层在内的，它表征了墙体保温系统的热工性能，有研究表明外墙传热系数的减少将明显的降低建筑能耗，所以传热系数的检测成为了现场检测中的一项重要内容，其大小直接反映建筑节能效果的好坏。。

国家标准《建筑节能工程施工质量验收规范》（GB50411-2007）中明确要求对建筑围护结构的传热系数进行现场检测，作为验收标准的重要内容之一，对传热系数的测试方法和设备的研究具有重要的社会意义。

目前，现场检测围护结构传热系数的方法主要有：热流计法和热箱法。热流计法和热箱法都是基于稳态传热理论。由于热流计法要求检测应在采暖季节进行且墙体内外表面的温差在10℃以上。因此其使用受季节条件的限制， 在非采暖季节无法采用热流计法进行现场检测，这也限制了热流计法在非采暖地区的推广使用。而热箱法主要是用于实验室的检测中，目前在建筑现场的应用研究还不太成熟，因此也没有得到广泛的使用。。

因此有人提出了温控箱-热流计法，控温箱-热流计法综合了上面两种方法的特点。用热流计法作为基本的检测方法，同时用热箱人工制造一个模拟采暖期的热工环境，这样既避免了热流计法受季节限制的问题，也不用校准热箱法的误差。因为此时的热箱仅仅是一个控温手段，不计量通过的功率。它的基本原理利用控温箱控制温度，模拟其热工状况，用热流计法测定被测对象的传热系数。控温箱是一套自动控制装置，可以根据检测者的要求设定温度，来模拟采暖期建筑物的热工特征。在这个热环境中测量通过墙体的热流密度和内外表面温差然后计算出传热系数，从而得出导热系数。

例如授权公告号为CN 201583514 U的实用新型专利“建筑围护结构传热系数现场检测装置”，该检测装置提出了一种用于围护结构传热系数现场检测的热箱，利用人工制造的温差使检测能够在任何情况下运行，使用了强制对流风扇和圆柱状空腔，改善温度分布；但是该装置使用时，待测墙体表面温度分布和变化仍然不够均匀，影响了测试精确度。

再例如授权公告号为CN 201673133 U的实用新型专利“一种建筑围护结构传热系数检测仪”，该检测仪是一种现场围护结构传热系数检测装置，包括防护箱、计量箱、冷箱、冷水机组和控制器等组件。计量箱位于防护箱中间，通过调节防护箱与计量箱的加热装置使得防护箱和计量箱内的温度相等，从而形成计量箱体绝热的情况，避免计量箱热量外散而造成温度不均。但是这种装置结构复杂，防护箱和计量箱的温度难以达到完全相等形成绝热工况，而且导流屏使得空气从一个方向流过墙体壁面，仍然会造成墙体温度呈现梯度分布的情况，使检测误差增大。

 

发明内容

针对上述问题和不足，本发明所要解决的技术问题是：怎样提供一种结构简单，适用范围广且测量精度高的建筑围护结构传热系数检测装置。

为了解决上述问题，本发明采用了以下的技术方案。

一种建筑围护结构传热系数现场检测装置，包括开口侧固定于待测墙体上的箱体，顺序设置于箱体中轴线上的风机、温差产生装置和用于采集待测墙体表面温度与热流的检测装置，其特征在于，箱体内中轴线上同轴设置有风罩，所述风机位于风罩内远离待测墙体一端并正对待测墙体设置，温差产生装置位于风机和待测墙体之间，所述风罩两端留有间隙以供风流形成循环路径。

本发明中，在箱体内中轴线上设置风罩，形成风流循环路径，所述循环路径为风流靠风机带动从风罩内远离待测墙体一端吹向待测墙体，然后从风罩与待测墙体之间间隙进入到风罩外表面空间并返回到远离待测墙体一端进入风罩内，形成循环。这样就可以使吹风和回风有组织的进行流动，避免箱内空气的紊流乱窜，保证温差风流方向为垂直墙体方向流动，检测装置位于风罩轴心线处的待测墙体上，确保了只受正面的温差风流吹拂，受热均匀，从而提高现场检测时的测量精度。具体实施时，箱体优选为圆桶形，风罩优选为圆筒形，使风流流动更加均匀，测量精度更高。

作为优化，所述箱体为两个对称设置于待测墙体两侧的箱体，分别为热箱和冷箱，热箱内的温差产生装置为电加热器，冷箱内的温差产生装置为换热盘管，所述电加热器连接有一个电功率调节模块，电功率调节模块与一个控制器相连，控制器与一个温度传感器相连接，温度传感器能够检测室内温度并通过控制器控制电功率调节模块进而调节热箱内的温度，实现对热箱内温度的自动控制；所述换热盘管的进水管道上设置有流量控制阀，流量控制阀通过所述控制器与所述温度传感器电连接，温度传感器能够检测室内温度并通过控制器控制流量控制阀进而实现对冷箱内温度的控制。

这样优化后，设置了热箱和冷箱，可以供冬季和夏季交换使用，或者同时使用以更好的提高待测墙体两侧温差，提高检测效果。同时，在热箱侧的电加热器上设有电功率调节模块，其与室内温度传感器连接起来，当室内温度变化时通过PID控制实现对电功率调节模块的控制，从而实现对热箱侧内温度的控制。同时在冷箱侧换热盘管的进水管上设有流量控制阀，其与室内温度传感器连接起来，通过PID控制流量控制阀来改变盘管内的流量，进而控制冷箱侧内的温度。这样就提高了控制的自动程度，提高控制效果。其中，温差产生装置采用电加热器和换热盘管，价格便宜且制热和制冷效果优良。电加热器和换热盘管各自所连接的控制器和室内温度传感器，可以是采用相同的一套或者各自采用一套。

作为优化，所述风罩内与待测墙体相邻一端间隔设置有两张由隔热材料构成的隔热板，隔热板垂直固定在风罩内壁，隔热板上均匀设置有孔口且两张隔热板上的孔口相互错位设置。这样优化后，设置的两层隔热板，使其具备了很好的隔热性能，可以避免电加热器对墙体的产生直接辐射的影响，从而可以减少电加热器的直接辐射对被测墙体的温度波动的干扰；同时两块隔热板的孔口均匀设置且相互错开，这样可以使风罩内风速尽量均匀分布，减弱墙体表面温度的梯度分布，使得热流传感器所贴的墙体表面温度梯度小，这样可以保证热流方向为垂直墙体方向流动，从而提高现场检测时的测量精度。其中，所述隔热板优选采用涂有反射隔热涂料的板材，具有较好的隔热效果且成本较低。

作为另一优化，所述检测装置包括热流传感器和热电偶。实施时，热流传感器布置在被测围护结构的中间，热电偶布置在热流传感器的四周，提高检测效果，热流传感器和热电偶与数据采集仪相连接，实现对围护结构传热系数的检测。

本发明具有如下优点：利用隔热板隔开墙体与电加热器，可以避免电加热器对墙体的直接辐射从而造成温度波动的影响；同时利用隔热板的孔口相互错开可以改善风罩内空气流动，使被测部位表面温度分布较均匀；并且在冷热箱侧均设有调节装置实现对箱内的温度的控制，使之保持在相对稳定的状态，从而使检测结果更加精确。

综上所述，相比于现有技术，本发明能够避免加热器辐射对墙体造成温度波动的影响，能够改变风流环境，提高被测部位温度分布均匀和稳定的程度，进而使测试结果准确可靠。本检测装置具有结构简单，适用范围广且测量精度高的优点。

 

说明书附图

图1是本发明结构示意图。

图2是图1中的A-A剖视图。

图中：1.热箱  2.冷箱  3.风罩  4.隔热板  5.热电偶  6、风机  7. 电加热器  8.换热盘管  9. 电功率调节模块  10.温度传感器   11.流量控制阀  12.热流传感器。

        

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

具体实施时，如图1和图2所示，一种建筑围护结构传热系数现场检测装置，包括开口侧固定于待测墙体上的箱体，顺序设置于箱体内中轴线上的风机6、温差产生装置和用于采集待测墙体表面温度与热流的检测装置，其中，箱体内中轴线上同轴设置有风罩3，具体实施时，风罩可以靠支撑件固定支撑在箱体内表面，所述风机6位于风罩3内远离待测墙体一端并正对待测墙体设置，温差产生装置位于风机6和待测墙体之间，所述风罩3两端留有间隙以供风流形成循环路径，图中箭头表示风流方向。所述循环路径为风流靠风机6带动从风罩3内远离待测墙体一端吹向待测墙体，然后从风罩3与待测墙体之间间隙进入到风罩3外表面空间并返回到远离待测墙体一端进入风罩3内，形成循环。

具体实施时，所述箱体为两个对称设置于待测墙体两侧的箱体，分别为热箱1和冷箱2，热箱1内的温差产生装置为电加热器7，冷箱2内的温差产生装置为换热盘管8，所述电加热器7连接有一个电功率调节模块9，电功率调节模块9与一个控制器相连，控制器与一个室内温度传感器相连接（控制器和室内温度传感器图中未示出），室内温度传感器能够检测室内温度并通过控制器控制电功率调节模块进而调节热箱内的温度，实现对热箱1内温度的自动控制；所述换热盘管8的进水管道上设置有流量控制阀11，流量控制阀11通过所述控制器与所述室内温度传感器电连接，室内温度传感器能够检测室内温度并通过控制器控制流量控制阀进而实现对冷箱2内温度的控制。

具体实施时，所述风罩3内与待测墙体相邻一端间隔设置有两张由隔热材料构成的隔热板4，隔热板4垂直固定在风罩内壁，隔热板4上均布设置有孔口且两张隔热板上的孔口相互错位设置。所述隔热板优选采用涂有反射隔热涂料的板材，成本低廉且隔热效果好。

具体实施时，所述检测装置包括热流传感器12和热电偶5。实施时，热流传感器12布置在被测围护结构的中间，热电偶5布置在热流传感器12的四周，提高检测效果，热流传感器12和热电偶5与数据采集仪相连接，实现对围护结构传热系数的检测。

另外，具体实施时，具体实施时，箱体优选为圆桶形，风罩优选为圆筒形，使风流流动更加均匀，测量精度更高。在热箱1和冷箱2的外表面均覆盖有保温材料，提高保温效果。

本发明具有如下优点：利用隔热板隔开墙体与电加热器，可以避免电加热器对墙体的直接辐射从而造成温度波动的影响；同时利用隔热板的孔口相互错开可以改善风罩内空气流动，使被测部位表面温度分布较均匀；并且在冷热箱侧均设有调节装置实现对箱内的温度的控制，使之保持在相对稳定的状态，从而使检测结果更加精确。

Claims (4)

1. 一种建筑围护结构传热系数现场检测装置，包括开口侧固定于待测墙体上的箱体，顺序设置于箱体内中轴线上的风机、温差产生装置和用于采集待测墙体表面温度与热流的检测装置，其特征在于，箱体内中轴线上同轴设置有风罩，所述风机位于风罩内远离待测墙体一端并正对待测墙体设置，温差产生装置位于风机和待测墙体之间，所述风罩两端留有间隙以供风流形成循环路径。

2.如权利要求1所述的建筑围护结构传热系数现场检测装置，其特征在于，所述箱体为两个对称设置于待测墙体两侧的箱体，分别为热箱和冷箱，热箱内的温差产生装置为电加热器，冷箱内的温差产生装置为换热盘管，所述电加热器连接有一个电功率调节模块，电功率调节模块与一个控制器相连，控制器与一个温度传感器相连接，温度传感器能够检测室内温度并通过控制器控制电功率调节模块进而调节热箱内的温度，实现对热箱内温度的自动控制；所述换热盘管的进水管道上设置有流量控制阀，流量控制阀通过所述控制器与所述温度传感器电连接，温度传感器能够检测室内温度并通过控制器控制流量控制阀进而实现对冷箱内温度的控制。

3.如权利要求1所述的建筑围护结构传热系数现场检测装置，其特征在于所述风罩内与待测墙体相邻一端间隔设置有两张由隔热材料构成的隔热板，隔热板垂直固定在风罩内壁，隔热板上均匀设置有孔口且两张隔热板上的孔口相互错位设置。

4.如权利要求1所述的建筑围护结构传热系数现场检测装置，其特征在于所述检测装置包括热流传感器和热电偶。

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