CN103364436A - 采用预测法对建筑物围护热阻进行快速检测的方法 - Google Patents

Abstract

本发明的采用预测法对建筑物围护热阻进行快速检测的方法包括：a)安装设备及建立通信；b)定时查询数据；c)数据校验及存储；d)数据长度判断；e)对数据进行逆序排列；f)内外表面温度差的判断；g)计算当前时间点热阻值；h)计算当前时间点预测值；i)当前热阻预测值与当前热阻计算值的比较；j)误差趋势的判断；k)拆除检测设备；l)传热系数判断。本发明的检测方法，当预测值和检测计算值相差在允许范围内且下一时刻预测值为收敛趋势时，则认为数据符合可用条件。满足了建筑物节能检测标准，节省了节能检测时间，提高了工作效率，节省了设备运算量。

Description

采用预测法对建筑物围护热阻进行快速检测的方法

技术领域

 本发明涉及一种采用预测法对建筑物围护热阻进行快速检测的方法，更具体的说，尤其涉及一种基于在线式实时判断热阻检测计算值与预测值之间的误差是否逐渐成收敛趋势以完成建筑物围护热阻快速检测的方法。

背景技术

随着我国政府对节能环保和绿色经济的重视，建筑物节能设计和施工越来越受到重视，我国政府正在强制推行建筑物节能设计和加大对新建筑物进行节能检测和对老建筑物进行节能改造工作。目前国内对建筑物围护结构的节能检测主要采用算术平均法检测围护结构主体部位传热系数。检测设备采用现场采集，离线式计算的方法，为了保证采集足够符合条件的检测数据，现场检测时间至少保持7天，内外表面温度差至少在15°C，并且不能保证每次采集数据的可用性。但在实际的检测过程中，室内与室外长时间段（例如96hr）的保持15°C温差的条件，获取较为困难。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种基于在线式实时判断热阻检测计算值与热阻预测值之间的误差是否逐渐成收敛趋势以完成建筑物围护热阻快速检测方法。

本发明的采用预测法对建筑物围护热阻进行快速检测的方法，其特别之处在于，包括以下步骤：

a).安装设备及建立通信，在待检测建筑物围护的内表面和外表面上安装热工检测设备，以检测内表面的温度和热流密度，以及外表面的温度；并建立热工检测设备与综合巡检仪、综合巡检仪与远程服务器之间的通信通道，以便远程服务器通过综合巡检仪获取数据；b).定时查询数据，远程服务器以时间T为周期向综合巡检仪发出数据查询指令，以获取热工检测设备采集的温度和热流密度数据；c).数据校验及存储，远程服务器接到数据后对其合法性进行校验，如果校验合格，则对该数据进行存储，并执行步骤d)；如果校验不合格，则执行步骤b)，重新获取数据；d).数据长度判断，设远程服务器需获取t时间段内的连续可用数据，远程服务器判断其所采集数据的数目是否达到t/T条，如果已达到t/T条，则执行步骤e)；如果没达到t/T条，则执行步骤b)；e).对数据进行逆序排列，远程服务器对按时间顺序采集的数据进行逆序排列，以便对每个时间点采集数据的可用性进行判断；f).内外表面温度差的判断，远程服务器判断当前时间点的内表面与外表面的温度差是否在10℃以上，如果在10℃以上，则执行步骤h)；如果不在10℃以上，则执行步骤g)；g)以新始点获取t/T条数据，设不满足内表面和外表面温度之差至少为10℃的记录数据按时间顺序为第n条，则以n+1条记录为数据采集始点，执行步骤b)，获取t/T条数据；h).计算当前时间点热阻值，按照《JGJ/T 132-2009居民建筑节能检测标准》中热阻值算术平均算法，计算当前时间点的热阻计算值；i).计算当前时间点预测值，将当前时间点的前一个数据作为终点，对终点以前的数据采用拟合算法计算出当前时间点的热阻预测值；j).当前热阻预测值与当前热阻计算值的比较，计算当前时间点的检测计算值与预测值之间的误差，设误差为α，判断α是否在5%以内，如果在5%以内，则执行步骤l)；如果不在5%以内，则执行步骤k)；k).以新始点获取t/T条数据，设不满足检测计算值与预测值的误差在5%以内的记录数据按时间顺序为第m条，则以m+1条记录为数据采集始点，执行步骤b)，获取t/T条数据；l).误差趋势的判断，采用拟合算法对各个时刻满足误差要求的热阻预测值和热阻计算值之间误差值进行比较，如果各个误差小于5%，拟合函数为收敛函数，在保存末次热阻计算值，并提示该检测点热阻检测工作完成；m).拆除检测设备，全部检测点热阻计算完成后，提示该建筑物节能检测工作全部完成后，可以拆除现场检测设备；n).传热系数判断，根据《JGJ/T 132-2009居民建筑节能检测标准》，计算出建筑物围护的传热系数；并将计算的传热系数与标准值进行比较，如果符合节能标准，则形成建筑物符合节能检测中围护主体结构传热系数符合标准的报告文件；如果传热系数不符合节能标准，则形成建筑物符合节能检测中围护主体结构传热系数不符合标准的报告文件，并提供不符合标准的内容及位置。

本发明的采用预测法对建筑物围护热阻进行快速检测的方法，步骤b)中所述的周期T为15min，步骤g)中所述的时间段t为96hr。

本发明的有益效果是：本发明的建筑物围护热阻检测方法，将系统采集检测点外表面温度、内表面温度和热流密度历史数据逆序排序后，采用拟合算法计算当前时间点的预测值，并将检测计算值与预测值进行比较，并判断下一时刻检测计算值与预测值之间的误差是否成减小趋势；当预测值和检测计算值相差在允许精度范围内且下一时刻预测值为收敛趋势时，则认为当前数据符合可用条件。本检测方法中内表面与外表面的温度差可以放宽到10℃以上，更有利于数据满足可用性条件。本方法在满足建筑物节能检测标准的情况下大大节省了建筑物节能检测时间，提高了工作效率，并节省了设备运算量。

附图说明

图1为本发明中建筑物围护热阻检测系统的原理图；

图2为本发明的建筑物围护热阻检测方法的流程图。

图中：1热工检测设备，2综合巡检仪，3远程服务器。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，给出了本发明中检测系统的原理图，其包括热工检测设备1、综合巡检仪2和远程服务器3，热工检测设备1设置于待测建筑物围护的内表面和外表面上，用于检测内表面的温度和热流密度，以及外表面相应部位的温度值。综合巡检仪2用于接收和存储热工检测设备所采集的温度和热流密度数据，并将其传输至远程服务器3中。

本发明的采用预测法对建筑物围护热阻进行快速检测的方法，包括以下步骤：

a).安装设备及建立通信，在待检测建筑物围护的内表面和外表面上安装热工检测设备1，以检测内表面的温度和热流密度，以及外表面的温度；并建立热工检测设备与综合巡检仪2、综合巡检仪与远程服务器3之间的通信通道，以便远程服务器通过综合巡检仪获取数据；

远程服务器按照规定协议和通信端口向综合巡检仪定时发出数据查询命令，通信协议包括MODBUS协议和自定义协议，通信端口包括串口RS232/485（通过GPRS或者无线数传电台通信）和以太网端口（采用基于TCP/IP之上的自定义协议），以获取采集的数据。

b).定时查询数据，远程服务器以时间T为周期向综合巡检仪发出数据查询指令，以获取热工检测设备采集的温度和热流密度数据；

c).数据校验及存储，远程服务器接到数据后对其合法性进行校验，如果校验合格，则对该数据进行存储，并执行步骤d)；如果校验不合格，则执行步骤b)，重新获取数据；

远程服务器首先照规定协议进行合法性校验，校验结果正确后根据事先规定的变量定义解析从现场检测设备返回的通信数据，将数据按照围护结构主体外表面温度、内表面温度和热流密度顺序解析并保存为实时数据。

d).数据长度判断，设远程服务器需获取t时间段内的连续可用数据，远程服务器判断其所采集数据的数目是否达到t/T条，如果已达到t/T条，则执行步骤e)；如果没达到t/T条，则执行步骤b)；

时间段t可以为96hr，周期T为15min；则远程服务器应采集的数据记录数为96* 60/15=384条连续数据，只有当采集的数据达到t/T条时，才判断数据是否符合可用条件。

e).对数据进行逆序排列，远程服务器对按时间顺序采集的数据进行逆序排列，以便对每个时间点采集数据的可用性进行判断；

f).内外表面温度差的判断，远程服务器判断当前时间点的内表面与外表面的温度差是否在10℃以上，如果在10℃以上，则执行步骤h)；如果不在10℃以上，则执行步骤g)；

g)以新始点获取t/T条数据，设不满足内表面和外表面温度之差至少为10℃的记录数据按时间顺序为第n条，则以n+1条记录为数据采集始点，执行步骤b)，获取t/T条数据；

h).计算当前时间点热阻值，按照《JGJ/T 132-2009居民建筑节能检测标准》中热阻值算术平均算法，计算当前时间点的热阻计算值；

i).计算当前时间点预测值，将当前时间点的前一个数据作为终点，对终点以前的数据采用拟合算法计算出当前时间点的热阻预测值；

j).当前热阻预测值与当前热阻计算值的比较，计算当前时间点的检测计算值与预测值之间的误差，设误差为α，判断α是否在5%以内，如果在5%以内，则执行步骤l)；如果不在5%以内，则执行步骤k)；

k).以新始点获取t/T条数据，设不满足检测计算值与预测值的误差在5%以内的记录数据按时间顺序为第m条，则以m+1条记录为数据采集始点，执行步骤b)，获取t/T条数据；

l).误差趋势的判断，采用拟合算法对各个时刻满足误差要求的热阻预测值和热阻计算值之间误差值进行比较，如果各个误差小于5%，拟合函数为收敛函数，在保存末次热阻计算值，并提示该检测点热阻检测工作完成；

m).拆除检测设备，全部检测点热阻计算完成后，提示该建筑物节能检测工作全部完成后，可以拆除现场检测设备；

n).传热系数判断，根据《JGJ/T 132-2009居民建筑节能检测标准》，计算出建筑物围护的传热系数；并将计算的传热系数与标准值进行比较，如果符合节能标准，则形成建筑物符合节能检测中围护主体结构传热系数符合标准的报告文件；如果传热系数不符合节能标准，则形成建筑物符合节能检测中围护主体结构传热系数不符合标准的报告文件，并提供不符合标准的内容及位置。《JGJ/T 132-2009居民建筑节能检测标准》中，热阻值通过以下公式来求取：

式中，

为围护结构主体部位的热阻（单位：m·K/W）；

为围护结构主体部位内表面温度的第j次测量值（单位：℃）；

为围护结构主体部位外表面温度的第j次测量值（单位：℃）；

为围护结构主体部位热流密度的第j次测量值（单位：

）；

所述热阻值通过以下公式来求取：

式中，

为围护结构主体部位的传热系数，

为内表面换热组，

为外表面换热组，

围护结构主体部位的热阻。

、

可分别按国家标准《民用建筑热工设计规范》GB50176-93中附录二附表2.2和附表2.3的规定采用。

远程服务器端获得计算结果后，将计算结果保存成为该检测点热阻值，同时发出提示，及时提示工作人员该点检测工作已经完成，该检测点现场检测设备可以停止工作并拆除，当所有检测点检测工作完成，系统将各个检测点热阻值按照公式计算围护结构主体传热系数并保存，整个建筑物围护结构主体检测工作完成。

Claims (2)

1.一种采用预测法对建筑物围护热阻进行快速检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a).安装设备及建立通信，在待检测建筑物围护的内表面和外表面上安装热工检测设备（1），以检测内表面的温度和热流密度，以及外表面的温度；并建立热工检测设备与综合巡检仪（2）、综合巡检仪与远程服务器（3）之间的通信通道，以便远程服务器通过综合巡检仪获取数据；

b).定时查询数据，远程服务器以时间T为周期向综合巡检仪发出数据查询指令，以获取热工检测设备采集的温度和热流密度数据；

c).数据校验及存储，远程服务器接到数据后对其合法性进行校验，如果校验合格，则对该数据进行存储，并执行步骤d)；如果校验不合格，则执行步骤b)，重新获取数据；

d).数据长度判断，设远程服务器需获取t时间段内的连续可用数据，远程服务器判断其所采集数据的数目是否达到t/T条，如果已达到t/T条，则执行步骤e)；如果没达到t/T条，则执行步骤b)；

e).对数据进行逆序排列，远程服务器对按时间顺序采集的数据进行逆序排列，以便对每个时间点采集数据的可用性进行判断；

f).内外表面温度差的判断，远程服务器判断当前时间点的内表面与外表面的温度差是否在10℃以上，如果在10℃以上，则执行步骤h)；如果不在10℃以上，则执行步骤g)；

g)以新始点获取t/T条数据，设不满足内表面和外表面温度之差至少为10℃的记录数据按时间顺序为第n条，则以n+1条记录为数据采集始点，执行步骤b)，获取t/T条数据；

h).计算当前时间点热阻值，按照《JGJ/T 132-2009居民建筑节能检测标准》中热阻值算术平均算法，计算当前时间点的热阻计算值；

i).计算当前时间点预测值，将当前时间点的前一个数据作为终点，对终点以前的数据采用拟合算法计算出当前时间点的热阻预测值；

j).当前热阻预测值与当前热阻计算值的比较，计算当前时间点的检测计算值与预测值之间的误差，设误差为α，判断α是否在5%以内，如果在5%以内，则执行步骤l)；如果不在5%以内，则执行步骤k)；

k).以新始点获取t/T条数据，设不满足检测计算值与预测值的误差在5%以内的记录数据按时间顺序为第m条，则以m+1条记录为数据采集始点，执行步骤b)，获取t/T条数据；

l).误差趋势的判断，采用拟合算法对各个时刻满足误差要求的热阻预测值和热阻计算值之间误差值进行比较，如果各个误差小于5%，拟合函数为收敛函数，在保存末次热阻计算值，并提示该检测点热阻检测工作完成；

m).拆除检测设备，全部检测点热阻计算完成后，提示该建筑物节能检测工作全部完成后，可以拆除现场检测设备；

n).传热系数判断，根据《JGJ/T 132-2009居民建筑节能检测标准》，计算出建筑物围护的传热系数；并将计算的传热系数与标准值进行比较，如果符合节能标准，则形成建筑物符合节能检测中围护主体结构传热系数符合标准的报告文件；如果传热系数不符合节能标准，则形成建筑物符合节能检测中围护主体结构传热系数不符合标准的报告文件，并提供不符合标准的内容及位置。

2.根据权利要求1所述的采用预测法对建筑物围护热阻进行快速检测的方法，其特征在于：步骤b)中所述的周期T为15min，步骤g)中所述的时间段t为96hr。

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