CN109521049A - 一种建筑保温材料节能率测量系统及测量方法 - Google Patents

一种建筑保温材料节能率测量系统及测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种建筑保温材料节能率测量系统及测量方法。所述的测量系统包括至少两间相同的检测房；每间检测房，包括：地板、围墙和房顶；还包括至少一个空调；所述的空调设置有独立电源；所述的独立电源与电表连接；还包括无线数据传输装置，用于传送所述电表的数据；将待测样板、对比样板分别安装于不同的检测房；安装待测样板、对比样板的检测房，其电表所获取的耗电量数据分别记为:Q样和Q对；根据公式n＝(Q样‑Q对)/Q对×100％计算耗电量的节约率n。所述的评价方法对隔热性能的检测值更接近于应用建筑围护结构后的实际值，为建筑保温材料，尤其是隔热涂料的应用和推广提供可靠的参考数据。

Description

一种建筑保温材料节能率测量系统及测量方法
技术领域
本发明涉及建筑保温材料技术领域，特别涉及一种建筑保温材料节能率测量系统及测量方法。
背景技术
随着环境问题的日益突出以及煤、石油和天然气等能源的紧缺，能源问题已经成为制约社会经济发展的有一个重要因素。而建筑外围护结构能耗占建筑总能耗50％以上，建筑外围护结构的热损失约占建筑全部能耗损失的70％-80％。另一方面我国建筑面积巨大，而需要对围护结构进行隔热保温改建的建筑面积也十分庞大。预期到2020年，全国住宅建设面积将达到686亿平方米。这不仅需要新建筑的高效节能设计标准，而且更要对现有400亿平方米的旧建筑进行围护结构的节能改造,住建部部统计数据显示，近1/3的现有老旧建筑需要进行节能改造。
为了缓解能源压力，减少建筑能源消耗，发展绿色建材，外墙隔热保温材料作为建筑围护结构隔热保温的重要组成部分发展最为迅速，而市场上各类建筑保温材料特别是建筑保温隔热涂料等一些新型材料也层出不穷。
目前隔热涂料节能效果的测量方法主要是检测涂料的太阳反射比和半球发射率这两项指标、计算隔热温差以及热箱法等。这些方法有各自的特点但同时也存在一定的局限性。现行标准中规定的太阳反射比和半球发射率等指标并不能直接反应隔热涂料的节能效果；计算隔热温差和热箱法这两种方法虽然也类似于计算传热系数，但由于这种局部升温的方法可能导致传热的不均匀，与实际的外部环境有较大的差别，测试结果与实际存在较大的误差。而且，单一的导热系数和传热系数均不能完整反映建筑围护结构的热工性能。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明的主要目的在于提供一种建筑保温材料节能率测量系统及测量方法，使其对建筑保温材料，尤其是隔热涂料的隔热保温效果、节能效果的检测值更接近于应用建筑围护结构后的实际值，为建筑保温材料，尤其是隔热涂料的应用和推广提供可靠的参考数据。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种建筑保温材料节能率测量系统，其包括：
至少两间相同的检测房；
每间检测房，包括：地板、围墙和房顶；
所述的围墙和房顶为由内侧水泥压力板、铝蜂窝板和外侧水泥压力板叠加形成的层状结构，其中所述的内侧水泥压力板和外侧水泥压力板为可拆卸安装结构；
至少一个空调；所述的空调设置有独立电源；所述的独立电源与电表连接；
无线数据传输装置，用于传送所述电表的数据。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选的，前述的建筑保温材料节能率测量系统，其中所述的检测房为六面体形状；所述的水泥压力板完全覆盖所述的检测房的四面侧墙和房顶的内侧和外侧。
优选的，前述的建筑保温材料节能率测量系统，其中所述的检测房内安装有室内温度传感器实时监测检测房内部的室温；所述的室内温度传感器设置有无线数据传输装置，用于将其获取的第一测试数据实时传输至数据库。
优选的，前述的建筑保温材料节能率测量系统，其中所述的测量系统包括控制系统；所述的控制系统从数据库读取第一测试数据；所述的检测房的一面侧墙内侧安装同种型号、规格的空调；所述的空调设置有远程控制模块；所述的控制系统与所述的空调联网；当所述的第一测试数据低于或者高于设定室内温度0.5℃时，所述的控制系统远程控制所述的空调开启或者关闭。
优选的，前述的建筑保温材料节能率测量系统，其中所述的测量系统还设置有室外温度传感器，用于检测所述的测量系统的环境温度；所述的室外温度传感器设置有无线数据传输装置，用于将其所获取的第二测试数据实时传输至数据库。
优选的，前述的建筑保温材料节能率测量系统，其中所述的检测房的一面侧墙上设置有宽700-1000mm，高800-1200mm的窗户，与其相邻的另一面侧墙上设置有门；所述的检测房的尺寸为：长3.6-4.4m，宽2.6-3.4m，高2.4-3.0m。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种建筑保温材料节能率测量方法，应用前述的建筑保温材料节能率测量系统，所述的测量方法包括以下步骤：
1)样板制备：
将与待测的建筑保温材料颜色相同的非保温建筑材料涂刷于水泥压力板上，干燥后作为对比样板；
在所述的对比样板上涂刷待测的建筑保温材料，干燥后作为待测样板；
2)数据采集：
将所述的待测样板和对比样板安装于所述的测量系统上；所述的待测样板和对比样板分别安装于不同的检测房上；
所述的待测样板或者对比样板完全覆盖所述的检测房的四面侧墙和房顶的内侧和外侧；
测量在设定的周期内维持设定的室内温度空调所耗电量；
安装待测样板的检测房的电表所获取的耗电量数据记为:Q样；
安装对比样板的检测房的电表所获取的耗电量数据记为:Q对；
所述的耗电量的单位为“度”；
3)数据处理：
根据下述公式计算所述的建筑保温材料的耗电量的节约率n；
n＝(Q样-Q对)/Q对×100％；
所述的节能率n为安装对比样板的检测房所耗电量减去安装待测样板的检测房所耗电量，除以安装对比样板的检测房所耗电量，乘以100％；
所述的节能率n的单位为％。。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选的，前述的建筑保温材料节能率测量方法，其中所述的测量系统包括控制系统；所述的控制系统从数据库读取第二测试数据；所述的第二测试数据每天从零时至二十四时求算术平均值，结果作为每天的日平均气温；在连续5天日平均气温超过22℃时，所述的控制系统控制空调开启，开始夏季期间的检测；所述的夏季期间连续检测时长不低于30天；在连续5天日平均气温低于10℃时，所述的控制系统控制空调开启，开始冬季期间的检测；所述的冬季期间检测时长不低于30天；所述的设定的室内温度为：夏季期间，空调模式为制冷，设定温度为26℃；冬季期间，空调模式为制热，设定温度为18℃。
优选的，前述的建筑保温材料节能率测量方法，其中所述的设定的周期包括夏季期间和冬季期间的整个周期；所述的夏季期间的耗电量记为Q样夏或Q对夏；所述的冬季期间的耗电量记为Q样冬或Q对冬；安装待测样板的检测房的电表所获取的耗电量数据Q样＝Q样夏+Q样冬；安装对比样板的检测房的电表所获取的耗电量数据Q对＝Q对夏+Q对冬。
优选的，前述的建筑保温材料节能率测量方法，其中所述的建筑保温材料为隔热涂料；所述的检测房在测试期间保持封闭。
借由上述技术方案，本发明提出的建筑保温材料节能率测量系统及测量方法至少具有下列优点：
1、所述的建筑保温材料节能率测量系统的数据采集期间包括了夏季期间和冬季期间的数据，使得所采集的数据更均匀更接近于实际值，提高了评价结果的准确性；
2、所述的建筑保温材料节能率测量系统的检测房，其尺寸、结构接近于建筑居住房的实际尺寸，能更好地模拟真实的建筑环境，克服了现有技术的热箱法无法模拟真实的建筑环境的缺陷，提高了评价结果的准确性；
3、所述的建筑保温材料节能率测量系统采用装配式墙体结构，所述的墙体结构包括龙骨和铝蜂窝，克服了建筑墙体本身热阻不均匀的缺陷，提高了评价结果的准确性；
4、所述的建筑保温材料节能率测量系统采用装配式墙体结构；所述的水泥压力板与所述的墙体结构紧密贴合，形成“水泥压力板/铝蜂窝(含龙骨)/水泥压力板”的三层结构；因此所述的墙体结构具有固定的热阻，且不存在热桥提高了评价结果的准确性；
5、所述的建筑保温材料节能率测量系统采用无线数据传输装置以实时传输其获取的数据信息，在数据采集期间所述的检测房保持封闭，保证检测结果客观准确，不受人为因素的干扰；
6、所述的建筑保温材料节能率测量系统的检测房，其建筑围护结构采用可拆卸的水泥压力板，将被评价的建筑保温材料涂刷于所述的水泥压力板上，从而实现所述的测量系统的多次使用。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明的测量系统的检测房的外观示意图；
图2是本发明的测量系统的检测房的一个侧面的外侧主视示意图；
图3是本发明的测量系统的检测房的一个侧面的外侧主视示意图；
图4是本发明的测量系统的检测房的一个侧面的外侧主视示意图；
图5是本发明的测量系统的检测房的墙体结构的横向剖面示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种建筑保温材料节能率测量系统及测量方法其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
如图1-5所示，本发明提出的一种建筑保温材料节能率测量系统，其包括：
至少两间相同的检测房1；
每间检测房1，包括：地板、围墙和房顶；
所述的围墙和房顶为由内侧水泥压力板、铝蜂窝板15和外侧水泥压力板叠加形成的层状结构，其中所述的内侧水泥压力板和外侧水泥压力板为可拆卸安装结构；
至少一个空调13；所述的空调13设置有独立电源；所述的独立电源与电表14连接；
无线数据传输装置，用于传送所述电表14的数据。
优选的，前述的建筑保温材料节能率测量系统，其中所述的铝蜂窝板15包括龙骨；所述的水泥压力板2与所述的铝蜂窝板15紧密贴合，形成“水泥压力板2/铝蜂窝板15(含龙骨)/水泥压力板2”的三层结构。
所述的装配式墙体结构克服了建筑墙体本身热阻不均匀的缺陷。
所述的墙体结构具有固定的热阻，且不存在热桥。
所述的水泥压力板2可拆卸安装，当需要检测时，需将所述的水泥压力板2安装于所述的墙体结构的内侧和外侧；根据需要在所述的水泥压力板2的表面涂刷被评价的建筑保温材料和/或对比用的建筑材料；当检测完成后，需将涂刷被评价的建筑保温材料或者对比用的建筑材料的水泥压力板2拆卸，更换新的水泥压力板2备用。
优选的，前述的建筑保温材料节能率测量系统，其中所述的检测房1为六面体形状；所述的水泥压力板2完全覆盖所述的检测房1的四面侧墙和房顶的内侧和外侧。
优选的，前述的建筑保温材料节能率测量系统，其中所述的检测房1内安装有室内温度传感器实时监测检测房1内部的室温；所述的室内温度传感器设置有无线数据传输装置，用于将其获取的第一测试数据实时传输至数据库。
优选的，前述的建筑保温材料节能率测量系统，其中所述的测量系统包括控制系统；所述的控制系统从数据库读取第一测试数据；所述的检测房1的一面侧墙内侧安装同种型号、规格的空调13；所述的空调13设置有远程控制模块；所述的控制系统与所述的空调13联网；当所述的第一测试数据低于或者高于设定室内温度0.5℃时，所述的控制系统远程控制所述的空调13开启或者关闭。
优选的，前述的建筑保温材料节能率测量系统，其中所述的测量系统还设置有室外温度传感器，用于检测所述的测量系统的环境温度；所述的室外温度传感器设置有无线数据传输装置，用于将其所获取的第二测试数据实时传输至数据库。
优选的，前述的建筑保温材料节能率测量系统，其中所述的室外温度传感器位于所述的检测房1周围10m之内。
优选的，前述的建筑保温材料节能率测量系统，其中所述的检测房1的一面侧墙上设置有宽700-1000mm，高800-1200mm的窗户11，与其相邻的另一面侧墙上设置有门12；所述的检测房1的尺寸为：长3.6-4.4m，宽2.6-3.4m，高2.4-3.0m。
所述的检测房1的尺寸、结构接近于建筑居住房的实际尺寸，能更好地模拟真实的建筑环境，克服了现有技术的热箱法无法模拟真实的建筑环境的缺陷。
优选的，前述的建筑保温材料节能率测量系统，其中所述的检测房1在安装时，每间所述的检测房1之间均设置间距；所述的间距为5-10m。
所述的间距不能太小，其最小间距以全天候彼此不遮挡光线为准。
所述的间距不能太大，否则会造成所述的检测房1之间的外界环境差异而影响数据的准确性。
优选的，前述的建筑保温材料节能率测量系统，其中所述的检测房1在安装时，不与外部地面接触，距离地面大于200mm。
优选的，前述的建筑保温材料节能率测量系统，其中所述的检测房1在安装时，所述的窗户11所在的一面侧墙朝南，所述的门12所在的一面侧墙超东。
本发明还提出一种建筑保温材料节能率测量方法，应用前述的建筑保温材料节能率测量系统，所述的测量方法包括以下步骤：
1)样板制备：
将与待测的建筑保温材料颜色相同的非保温建筑材料涂刷于水泥压力板上，干燥后作为对比样板；
在所述的对比样板上涂刷待测的建筑保温材料，干燥后作为待测样板；
2)数据采集：
将所述的待测样板和对比样板安装于所述的测量系统上；所述的待测样板和对比样板分别安装于不同的检测房上；
所述的待测样板或者对比样板完全覆盖所述的检测房的四面侧墙和房顶的内侧和外侧；
测量在设定的周期内维持设定的室内温度空调所耗电量；
安装待测样板的检测房的电表所获取的耗电量数据记为:Q样；
安装对比样板的检测房的电表所获取的耗电量数据记为:Q对；
所述的耗电量的单位为“度”；
3)数据处理：
根据下述公式计算所述的建筑保温材料的耗电量的节约率n；
n＝(Q样-Q对)/Q对×100％；
所述的节能率n为安装对比样板的检测房所耗电量减去安装待测样板的检测房所耗电量，除以安装对比样板的检测房所耗电量，乘以100％；
所述的节能率n的单位为％。
优选的，前述的建筑保温材料节能率测量方法，其中所述的测量系统包括控制系统；所述的控制系统从数据库读取第二测试数据；所述的第二测试数据每天从零时至二十四时求算术平均值，结果作为每天的日平均气温；在连续5天日平均气温超过22℃时，所述的控制系统控制空调开启，开始夏季期间的检测；所述的夏季期间连续检测时长不低于30天；在连续5天日平均气温低于10℃时，所述的控制系统控制空调开启，开始冬季期间的检测；所述的冬季期间检测时长不低于30天；所述的设定的室内温度为：夏季期间，空调模式为制冷，设定温度为26℃；冬季期间，空调模式为制热，设定温度为18℃。
优选的，前述的建筑保温材料节能率测量方法，其中所述的设定的周期包括夏季期间和冬季期间的整个周期；所述的夏季期间的耗电量记为Q样夏或Q对夏；所述的冬季期间的耗电量记为Q样冬或Q对冬；安装待测样板的检测房的电表所获取的耗电量数据Q样＝Q样夏+Q样冬；安装对比样板的检测房的电表所获取的耗电量数据Q对＝Q对夏+Q对冬。
优选的，前述的建筑保温材料节能率测量方法，其中所述的建筑保温材料为隔热涂料；所述的检测房在测试期间保持封闭。
所述的检测房在数据采集期间保持封闭，所有的数据均通过无线数据传输装置自动发送至所述的控制系统；所述的空调也能够远程控制其开启或者关闭，最大程度地保证了检测结果客观准确，不受人为因素的干扰。
实施例：
本实施例中被测量的建筑保温材料为红色隔热涂料，对比样品为红色建筑涂料；所述的对比样板的涂层干膜厚度为0.5mm；所述的待测样板的涂刷干膜厚度为：红色隔热涂料0.5mm+红色建筑涂料0.5mm。
测量系统包括两间检测房1，其间距为5m。检测房1的尺寸：长4m，宽2.6m，高3.0m；所述的检测房1的窗户11朝南，尺寸为宽900mm，高1200mm；检测房1距离地面200mm。每间所述的检测房1安装有同样规格、型号的空调13以及独立电源和电表14，如图1-5所示，所述的空调13以及独立电源和电表14安装于朝北的侧墙的同一位置。将空调13的设定室内温度调整为夏季期间：制冷，26℃；冬季期间：制热，18℃。
测量系统还包括室外温度传感器实时监测室外温度。当条件符合夏季期间或冬季期间的条件设定，由控制系统远程控制空调开启，开始进行检测。
所述的电表14设置无线数据传输装置，用于将其测试数据实时传输至云端。电表14所获取的耗电量数据Q样夏、Q样冬、Q对夏、Q对冬如下表1所示。
表1电表所获取的测试数据，Q单位为度
由表1可见，本实施例的红色隔热涂料的耗电量节约率n为17.79％，其节能效果可以定量地进行表征和评价。
本发明权利要求和/或说明书中的技术特征可以进行组合，其组合方式不限于权利要求中通过引用关系得到的组合。通过权利要求和/或说明书中的技术特征进行组合得到的技术方案，也是本发明的保护范围。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种建筑保温材料节能率测量系统，其特征在于，其包括：
至少两间相同的检测房；
每间检测房，包括：地板、围墙和房顶；
所述的围墙和房顶为由内侧水泥压力板、铝蜂窝板和外侧水泥压力板叠加形成的层状结构，其中所述的内侧水泥压力板和外侧水泥压力板为可拆卸安装结构；
至少一个空调；所述的空调设置有独立电源；所述的独立电源与电表连接；
无线数据传输装置，用于传送所述电表的数据。
2.根据权利要求1所述的建筑保温材料节能率测量系统，其特征在于，
所述的检测房为六面体形状；所述的水泥压力板完全覆盖所述的检测房的四面侧墙和房顶的内侧和外侧。
3.根据权利要求1所述的建筑保温材料节能率测量系统，其特征在于，
所述的检测房内安装有室内温度传感器实时监测检测房内部的室温；所述的室内温度传感器设置有无线数据传输装置，用于将其获取的第一测试数据实时传输至数据库。
4.根据权利要求3所述的建筑保温材料节能率测量系统，其特征在于，
所述的测量系统包括控制系统；所述的控制系统从数据库读取第一测试数据；
所述的检测房的一面侧墙内侧安装同种型号、规格的空调；所述的空调设置有远程控制模块；
所述的控制系统与所述的空调联网；当所述的第一测试数据低于或者高于设定室内温度0.5℃时，所述的控制系统远程控制所述的空调开启或者关闭。
5.根据权利要求1所述的建筑保温材料节能率测量系统，其特征在于，
所述的测量系统还设置有室外温度传感器，用于检测所述的测量系统的环境温度；
所述的室外温度传感器设置有无线数据传输装置，用于将其所获取的第二测试数据实时传输至数据库。
6.根据权利要求1所述的建筑保温材料节能率测量系统，其特征在于，
所述的检测房的一面侧墙上设置有宽700-1000mm，高800-1200mm的窗户，与其相邻的另一面侧墙上设置有门；
所述的检测房的尺寸为：长3.6-4.4m，宽2.6-3.4m，高2.4-3.0m。
7.一种建筑保温材料节能率测量方法，应用权利要求1-6所述的建筑保温材料节能率测量系统，其特征在于，
所述的测量方法包括以下步骤：
1)样板制备：
将与待测的建筑保温材料颜色相同的非保温建筑材料涂刷于水泥压力板上，干燥后作为对比样板；
在所述的对比样板上涂刷待测的建筑保温材料，干燥后作为待测样板；
2)数据采集：
将所述的待测样板和对比样板安装于所述的测量系统上；所述的待测样板和对比样板分别安装于不同的检测房上；
所述的待测样板或者对比样板完全覆盖所述的检测房的四面侧墙和房顶的内侧和外侧；
测量在设定的周期内维持设定的室内温度空调所耗电量；
安装待测样板的检测房的电表所获取的耗电量数据记为:Q样；
安装对比样板的检测房的电表所获取的耗电量数据记为:Q对；
所述的耗电量的单位为“度”；
3)数据处理：
根据下述公式计算所述的建筑保温材料的耗电量的节约率n；
n＝(Q样-Q对)/Q对×100％；
所述的节能率n为安装对比样板的检测房所耗电量减去安装待测样板的检测房所耗电量，除以安装对比样板的检测房所耗电量，乘以100％；
所述的节能率n的单位为％。
8.根据权利要求7所述的建筑保温材料节能率测量方法，其特征在于，
所述的测量系统包括控制系统；所述的控制系统从数据库读取第二测试数据；
所述的第二测试数据每天从零时至二十四时求算术平均值，结果作为每天的日平均气温；
在连续5天日平均气温超过22℃时，所述的控制系统控制空调开启，开始夏季期间的检测；所述的夏季期间连续检测时长不低于30天；
在连续5天日平均气温低于10℃时，所述的控制系统控制空调开启，开始冬季期间的检测；所述的冬季期间检测时长不低于30天；
所述的设定的室内温度为：夏季期间，空调模式为制冷，设定温度为26℃；冬季期间，空调模式为制热，设定温度为18℃。
9.根据权利要求7所述的建筑保温材料节能率测量方法，其特征在于，
所述的设定的周期包括夏季期间和冬季期间的整个周期；
所述的夏季期间的耗电量记为Q样夏或Q对夏；所述的冬季期间的耗电量记为Q样冬或Q对冬；
安装待测样板的检测房的电表所获取的耗电量数据Q样＝Q样夏+Q样冬；
安装对比样板的检测房的电表所获取的耗电量数据Q对＝Q对夏+Q对冬。
10.根据权利要求7所述的建筑保温材料节能率测量方法，其特征在于，
所述的建筑保温材料为隔热涂料；所述的检测房在测试期间保持封闭。
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