CN113340940B - 一体化混凝土组合外墙板热工检测方法及其检测装置 - Google Patents
一体化混凝土组合外墙板热工检测方法及其检测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113340940B CN113340940B CN202110718562.XA CN202110718562A CN113340940B CN 113340940 B CN113340940 B CN 113340940B CN 202110718562 A CN202110718562 A CN 202110718562A CN 113340940 B CN113340940 B CN 113340940B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- box
- temperature
- wall panel
- external wall
- hot
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/72—Investigating presence of flaws
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
本发明公开了一种一体化混凝土组合外墙板热工性能检测方法及其检测装置,检测方法是使用热室箱、冷室箱、定块和合块,通过标定试验、获得聚苯乙烯泡沫塑料板热导率值λ、使用红外热像仪扫描,获得的图形按点阵面积加权平均的温度值处理;获得热室箱外壁热流系数Ma和定块热流系数Mb;通过下述公式获得一体化墙体的传热系数,即K值,再对安装了一体化混凝土组合外墙板使用红外热像仪对检测区域进行检测,设定温度阈值;从而判断混凝土组合外墙板热工性能;本发明所述方法,能发现检测过程中一体化混凝土组合外墙板、聚苯乙烯泡沫塑料板与定块三者之间连接的缺失,保障检测数据准确,填补一体化混凝土组合外墙板热工性能检测此领域的空白。
Description
技术领域
本发明涉及一体化混凝土组合外墙板热工检测方法及其检测装置。
背景技术
目前我国在大力推进建筑工业化发展,其中一条重要概念为,运用现代化的工业生产技术将现场浇筑的外墙改为工厂化预制生产形成建筑部品,使之能达到运输至建筑施工现场进行"搭积木"式的简捷化的装配安装来完成施工。
组合外墙板通常为普通墙体、门窗、保温层、防水层等的两个或多个组合,兼具了其组成部分的功能,如结构、保温、隔声、采光、防水等性能。在使用时,通过将组合外墙板配件快速安装在楼层间,形成楼层之间的外墙面,能达到加快建筑速度的目的。但是目前还没有针对完整一体化混凝土组合外墙板热工性能检测的相关方法。
现有的标定热箱法,检测时选取的是极少部分的点作为计算点,然而一体化混凝土组合外墙板是非均质材料,与填充的聚苯乙烯泡沫塑料条之间不是稳定的热传递,贴传感器的点所在区域若有影响将会导致检测数据产生较大的偏离,因此在一体化混凝土组合外墙板热工性能检测时贴几个温度传感器获得的检测数据不具有代表性,而且防护热箱法都是针对施工完成后小尺寸墙体,若检测完成后热工性能不达标,则整改的成本代价极大。
发明内容
针对暂无大尺寸预制墙体的热工性能检测方法,本发明提供一种一体化混凝土组合外墙板热工检测方法及其装置。
本发明所述一体化混凝土组合外墙板热工检测方法是在一体化混凝土组合外墙板未进行安装之前进行精确检测,可以精准的找出缺陷所在位置,从而反向对施工工艺进行改进和改良。
本发明所述一体化混凝土组合外墙板热工检测方法,采用工程设计要求的稳定的环境温度、热室和冷室温度情况下,对已标定热导率的聚苯乙烯泡沫塑料板测试,用红外热像仪对整个聚苯乙烯材料划分区域进行扫描检查发现聚苯乙烯泡沫塑料板之间、聚苯乙烯泡沫塑料板与定块相连的部位温度值变化趋势相同且温度值无突变,再用图像分析软件对划分成像区域的温度值按点阵面积单元加权平均的温度值后,按照公式求出热箱外壁热流系数和定块热流系数。再将一体化混凝土组合外墙板安装于定块上进行检测,在达到工程设计要求的稳定的环境温度、热室和冷室温度设计值时,对一体化混凝土组合外墙板、聚苯乙烯泡沫塑料板、定块三者之间的连接缺陷进行检查直到红外热像仪扫描图像温度值变化趋势相同且温度值无突变。对聚苯乙烯泡沫塑料板按照温度不同划分区域并按点阵面积单元加权求取平均温度值,从而精确得出一体化混凝土组合外墙板的热工性能。
本发明所述一体化混凝土组合外墙板热工性能检测方法,使用热室箱和冷室箱和定块,通过标定试验、获得聚苯乙烯泡沫塑料板热导率值λ、使用红外热像仪扫描,获得的图形按点阵面积加权平均的温度值处理;获得热室箱外壁热流系数Ma和定块热流系数Mb;通过下述公式获得一体化墙体的传热系数,即K值,再对安装了一体化混凝土组合外墙板使用红外热像仪对检测区域进行检测,设定温度阈值,若发现部分区域温度值小于温度阈值则判定该区域存在缺陷;
K值计算公式如下:
E:加热设备投入电功率,单位为瓦(W);
Ea―送风机电机发热量(通过标定获得),单位为瓦(W);
Ma―由标定试验确定的热箱外璧热流系数,单位为瓦每开(W/K);
Mb一由标定试验确定的定块热流系数,单位为瓦每开(W/K);
Ta一热箱外壁内、外表面加权平均温度之差,单位为开尔文(K);
Tb一合块侧与定块侧表面加权平均温度之差,单位为开尔文(K);
S总―聚苯乙烯泡沫塑料板的面积,单位为平方米(㎡);
λ一聚苯乙烯泡沫塑料板的热导率,单位为瓦每平方米开【W/(㎡·K)】;
Tc一聚苯乙烯泡沫塑料板热侧表面与冷侧表面的平均温差,单位为开尔文(K);
A―试件面积,单位为平方米(㎡);
Δt一热箱空气平均温度与冷箱空气平均温度之差,单位为开尔文(K)。
本发明所述方法包含以下步骤:
步骤(1)标定试验
A、将存放大于60天、厚度为100mm±2mm聚苯乙烯泡沫塑料板热导率进行标定,得出热导率值λ。
B、将已标定热导率λ的聚苯乙烯泡沫塑料板安装到定块上并填满洞口,聚苯乙烯泡沫塑料板与定块、合块之间的缝隙用聚苯乙烯泡沫塑料条来填塞,使定块与热室箱和冷室箱之间形成完整的封闭空间;
C、在聚苯乙烯泡沫塑料板热室箱侧和冷室箱侧对称均匀的划分区域,每个区域的大小为1㎡;
D、标定试验采用与一体化混凝土组合外墙板热工检测一致的冷、热室温度即室外侧和室内侧温度,改变环境箱的环境温度,在温差10℃以上不同环境温度下的试验,当传热过程稳定,用红外热像仪对整个聚苯乙烯材料泡沫塑料板划分区域进行扫描,用图像分析软件对划分成像区域的温度值进检查,包括聚苯乙烯泡沫塑料板之间、聚苯乙烯泡沫塑料板与定块相连的部位,设定温度阈值,若发现部分区域温度值小于温度阈值则判定该区域为连接缺陷,然后修补该区域缺陷直到所有扫描区域的温度值变化趋势相同且温度值的误差满足要求即判定合格。
E、红外热像仪扫描后的图形按点阵面积加权平均的温度值处理;每隔半小时测量一次参数,测六次取各测量参数的平均值,获得热箱外壁热流系数Ma和定块热流系数Mb。
所述热箱外壁热流系数Ma和定块热流系数Mb的获得过程如下:将所扫描的整个图形划分区域,每个区域再划分相等的N个微分单元,因为每个单元的大小相等,每个单元的和等于整个划分区域,获得第一次标定的实验热室箱外壁内、外表面面积加权平均温差Tc,以及第二次标定的实验热室箱外壁内、外表面面积加权平均温差T′c,如下:
Sa+Sb+Sc+……Sx=S总
S1+S2+S3+……Sn=Sa
S1=S2=S3=……Sn
Tc=(T1+T2+T3+……Tn)/n
同理可得T′c
E1=Ma·Ta+Mb·Tb+S总·λ·Tc (式1)
E2=M′a·T′a+Mb·T′b+S总·λ·T′c (式2)
Ma―由标定试验确定的热箱外璧热流系数,单位为瓦每开(W/K);
Mb―由标定试验确定的定块热流系数,单位为瓦每开(W/K);
E1、E2为第一次和第二次标定实验的热室箱加热设备的平均加热功率;
Ta―热箱外壁内、外表面加权平均温度之差,单位为开尔文(K);
Ta、T′a为第一次和第二次标定实验热室箱外壁内、外表面面积加权平均温差;
Tb―合块侧与定块侧表面加权平均沮度之差,单位为开尔文(K);
Tb、T′b为第一次和第二次标定实验定块热侧和冷侧表面面积的加权平均温差;
Tc、T′c为第一次和第二次标定实验聚苯乙烯热室侧和冷室侧面积的加权平均温差;
λ聚苯乙烯的热导率;
Sa、Sb、Sc、……Sx为聚苯乙烯材料泡沫塑料板划分区域的面积;
S1、S2、S3、……Sn为划分的微分单元;
S总所有划分区域面积;
步骤(2)一体化混凝土组合外墙板热工检测:
F、将一体化混凝土组合外墙板试件安置在定块的中间位置,一体化混凝土组合外墙板试件的室内侧表面和定块热室侧表面平齐,用已标定热导率λ的且厚度与试件一致聚苯乙烯泡沫塑料板填充定块和一体化混凝土组合外墙板之间,试件与聚苯乙烯泡沫塑料板、定块及合块之间的缝隙用聚苯乙烯泡沫塑料条来填塞;
G、启动检测装置,设定热箱、冷箱和环境空气温度值以及温室箱中的相对湿度;
H、监测每个温度传感器温度,使热室箱、冷室箱和环境箱空气温度值达到设定值,当温度达到设定值后。如果每小时得到的三个箱体空气温度的平均温度变化绝对值不大于0.2℃,温差每小时变化的绝对值均不大于0.2℃,且温度和温差的变化不是方向一致的,则表示传热已达到稳定状态;
I、传热稳定后,用红外热像仪对整个聚苯乙烯材料划分区域,不同于标定实验室一的区域划分,此时区域划分如图4,沿着一体化混凝土组合外墙板向外区域延伸划分,Sc’、Sd’、Se’、Sf’、Sg’、Sh’、Si’大小相等且区域延伸到支撑架的长或者宽后,对剩余区域进行划分如中Sa’、Sb’、Si’、Sj’。。。。。。Sx’等,保证每个区域的划分大小相等,传热性能变化一致。
J、扫描检查是否有一体化混凝土组合外墙板、聚苯乙烯泡沫塑料板、定块三者之间的连接缺陷,确定扫描区域的温度值变化趋势相同且温度值无突变,则用图像分析软件对划分成像区域的温度值按点阵面积加权平均的温度值,每隔半小时测量一次,记录每个参数值,共6次。记录6次是为了墙体的传热稳定后取得的值变化较小,计算获得一体化墙体的传热系数。
K、用图像分析软件对一体化混凝土组合外墙板划分区域,若含有开启窗则开启窗为单独一区域,以此为基准方形向外延伸划分,同一厚度、同等面积为一区域,不同厚度单独划分。
Sa”、Sb”为向外延伸区域到墙体的宽度方向,
Sc”、Sg”、Sh”、Se”、Sd”Sf”按照Sb”的长宽为划分区域的边长进行划分,
设定温度阈值,若发现部分区域温度值小于温度阈值则判定该区域存在缺陷,试验结束后应分析或者破坏分析,判断是否存在材质问题或者施工工艺问题,可以完善和改进施工工艺提高一体化混凝土组合外墙板的质量。
本发明提供的一体化混凝土组合外墙板热工性能检测装置,一种一体化混凝土组合外墙板热工性能检测装置,包括环境箱、冷室箱、热室箱、环境箱制冷设备和冷室箱制冷设备,其中,冷室箱与热室箱均设置在环境箱内部,冷室箱底部通过连接柱与环境箱之间固定连接,热室箱底部设置有移动轮,冷室箱与热室箱之间环境箱制冷设备与环境箱之间管道连接,冷室箱制冷设备与冷室箱之间管道连接,所述冷室箱与所述热室箱交界处设有装夹部,冷室箱内底部靠近装夹部的距离由近到远依次固定设置有红外热像仪部和冷室箱加热器,热室箱内底部靠近装夹部的距离由近到远依次固定设置有红外热像仪部和热室箱加热器,冷室箱内顶部纵向平行设置有3组冷室箱空气温度传感器组,热室箱内顶部纵向平行设置有3组热室箱空气温度传感器组,热室箱远离装夹部的外侧壁设有除湿器。
进一步的,所述装夹部包括空心无盖长方体状的定块与长条状的合块,其中定块固定设置在所述冷室箱内,合块固定设置在所述热室箱内,定块和合块为纵向放置,定块无盖面朝向热室箱。
进一步的,定块内设有2根横向平行放置的固定杆,每根固定杆上均设有用于安装的螺纹孔。
进一步的,所述红外热像仪部包括门形支架、红外热像仪、滑杆、矩形升降杆、定滑轮、卷扬滚筒、联轴器和电机;其中支架固定设置在冷室箱或热室箱底部,门形支架内壁设有滑槽,升降杆两端设置有滑杆且滑杆通过滑槽与支架之间活动连接,卷扬滚筒与定滑轮均固定设置在支架顶部,电机主轴通过联轴器与卷扬滚筒传动轴之间固定连接。
进一步的,所述定滑轮远离所述卷扬滚筒的一侧的所述支架顶部设有通孔,卷扬滚筒的滚筒圆周侧壁缠绕有钢丝绳,钢丝绳的另一端穿过通孔缠绕在升降杆圆周侧壁。
进一步的,所述升降杆等间距固定设置有三个红外热像仪。
进一步的,所述环境箱内侧壁设有环境箱风机,环境箱内顶部设有吊钩。
采用上述技术方案,本发明一体化混凝土组合外墙板热工性能检测方法,为一体化混凝土组合外墙板提供了一种热工性能检测方法,且能定量精准测量指定条件下一体化混凝土组合外墙板的热工性能,填补此领域的空白。
附图说明
图1为本发明一种一体化混凝土组合外墙板热工性能检测装置的结构示意图;
图2为本发明标定试验中聚苯乙烯泡沫塑料板区域划分图;
图3为本发明热工性能检测中一体化墙板与定块之间的聚苯乙烯泡沫塑料板区域划分图;
图4为图像分析软件对一体化混凝土组合外墙板区域划分图;
图5为红外热像仪部正视图;
图6为红外热像仪部侧视图;
图7为装夹部工作示意图。
图中标记为:1、环境箱制冷设备;2、冷室箱制冷设备;3、环境箱;4、冷室箱;5、热室箱;6、冷室箱空气温度传感器组;7、热室箱空气温度传感器组;8、红外热像仪部;9、吊钩;10、冷室箱加热器;11、热室箱加热器;12、连接柱;13、移动轮;14、除湿器;15、定块;16、合块;17、聚苯乙烯泡沫塑料板;18、一体化混凝土组合外墙板;19、环境箱风机;20、支架;21、定滑轮;22、滑杆;23、升降杆;24、红外热像仪;25、钢丝绳;26、通孔;27、电机;28、卷扬滚筒;29、联轴器;30、固定杆;31、螺栓;
具体实施方式
如图1所示的一种一体化混凝土组合外墙板热工性能检测装置,包括环境箱3、冷室箱4、热室箱5、环境箱制冷设备1和冷室箱制冷设备2,其中,冷室箱4与热室箱5均设置在环境箱3内部,冷室箱4底部通过连接柱12与环境箱3之间固定连接,热室箱5底部设置有移动轮(13),环境箱制冷设备1与环境箱3之间管道连接,冷室箱制冷设备2与冷室箱4之间管道连接,所述冷室箱4与所述热室箱5交界处设有装夹部,冷室箱4内底部靠近装夹部由近到远依次固定设置有红外热像仪部和冷室箱加热器10,热室箱5内底部靠近装夹部由近到远依次固定设置有红外热像仪部和热室箱加热器11,冷室箱4内顶部纵向平行设置有3组冷室箱空气温度传感器组6,热室箱5内顶部纵向平行设置有3组热室箱空气温度传感器组7,热室箱5远离装夹部的外侧壁设有除湿器14,装夹部包括空心无盖长方体状的定块15与长条状的合块16,其中定块15固定设置在所述冷室箱4内,合块1固定设置在所述热室箱5内,定块15和合块16为纵向放置,定块15无盖面朝向热室箱5,环境箱3内侧壁设有环境箱风机19,环境箱3内顶部设有吊钩9。
如图5和图6所示的红外热像仪部包括门形支架20、红外热像仪24、滑杆22、矩形升降杆23、定滑轮21、卷扬滚筒28、联轴器29和电机27;其中支架20固定设置在冷室箱4或热室箱5底部,门形支架20内壁设有滑槽,升降杆23两端设置有滑杆22且滑杆22通过滑槽与支架20之间活动连接,卷扬滚筒28与定滑轮21均固定设置在支架20顶部,电机27主轴通过联轴器29与卷扬滚筒28传动轴之间固定连接,定滑轮21远离所述卷扬滚筒28的一侧的所述支架20顶部设有通孔26,卷扬滚筒28的滚筒圆周侧壁缠绕有钢丝绳25,钢丝绳25的另一端穿过通孔26缠绕在所述升降杆23圆周侧壁,所述升降杆23等间距固定设置有三个红外热像仪24。
检测一体化混凝土组合外墙板热工性能过程如下:
步骤一、标定过程
A、将存放大于60天厚度为100mm聚苯乙烯泡沫塑料板热导率进行标定得出热导率值0.7(W/㎡·K)。
B、将已标定热导率λ的聚苯乙烯泡沫塑料板安装到定块上并填满洞口,聚苯乙烯泡沫塑料板与定块、合块之间的缝隙用聚苯乙烯泡沫塑料条来填塞,使定块与热室箱和冷室箱之间形成完整的封闭空间;
C、在聚苯乙烯泡沫塑料板热室箱侧和冷室箱侧对称均匀的划分区域,每个区域的大小为1㎡;
D、标定试验采用与一体化混凝土组合外墙板热工检测一致的冷、热室温度即室外侧和室内侧温度,改变环境箱的环境温度,在温差15℃不同环境温度下的试验,当传热过程稳定,用红外热像仪对整个聚苯乙烯材料泡沫塑料板划分区域进行扫描,用图像分析软件对划分成像区域的温度值进检查,包括聚苯乙烯泡沫塑料板之间、聚苯乙烯泡沫塑料板与定块、合块相连的部位,设定温度阈值0.2℃,若发现部分区域温度值小于温度阈值则判定该区域为连接缺陷,然后修补该区域缺陷直到所有扫描区域的温度值变化趋势相同且温度值的误差满足要求即判定合格。
E、红外热像仪扫描后的图形按点阵面积加权平均的温度值处理。每隔半小时测量一次参数,测六次取各测量参数的平均值,按式1和式2求解出热流系数Ma=17.47(W/K)和Mb=9.56(W/K);
将所扫描的整个图形划分区域,每个区域再划分相等的N个微分单元,因为每个单元的大小相等,每个单元的和等于整个划分区域,因此:
S1+S2+S3+……Sn=Sa
S1=S2=S3=……Sn
Sa+Sb+Sc+……Sx=S总
Tc=(T1+T2+T3+……Tn)/n
同理可得T′c
E1=Ma·Ta+Mb·Tb+S总·λ·Tc (式1)
E2=Ma·T′a+Mb·T′b+S总·λ·T′c (式2)
E1、E2为第一次和第二次标定实验的热室箱加热设备的平均加热功率;
Ta、T′a为第一次和第二次标定实验热室箱外壁内、外表面面积加权平均温差;
Tb、T′b为第一次和第二次标定实验定块热侧和冷侧表面面积的加权平均温差;(Tb=38.26,T′b=53.43)
Tc、T′c为第一次和第二次标定实验聚苯乙烯热室侧和冷室侧面积的加权平均温差;(Tc=37.36、T′c=52.39)
λ聚苯乙烯的热导率;
Sa聚苯乙烯材料泡沫塑料板划分区域的面积;
S总所有划分区域面积。
步骤二、一体化混凝土组合外墙板热工检测
F、将一体化混凝土组合外墙板试件安置在定块的中间位置,一体化混凝土组合外墙板试件的室内侧表面和定块热室侧表面平齐,用已标定热导率λ的聚苯乙烯泡沫塑料板(厚度与试件一致)填充定块和一体化混凝土组合外墙板之间,试件与聚苯乙烯泡沫塑料板、定块及合块之间的缝隙用聚苯乙烯泡沫塑料条来填塞;
G、启动检测装置,设定热箱、冷箱和环境空气温度值以及温室箱中的相对湿度;
H、监测每个温度传感器温度,使热室箱、冷室箱和环境箱空气温度值达到设定值,当温度达到设定值后。如果每小时得到的三个箱体空气温度的平均温度变化绝对值不大于0.2℃,温差每小时变化的绝对值均不大于0.2℃,且温度和温差的变化不是方向一致的,则表示传热已达到稳定状态;
I、传热稳定后,有两条缝隙不经检查直接进行区域温度点阵6次加权平均温度值Tc为37.70,E为1506.67(W)。
有一条缝隙渗漏,不经检查直接进行区域温度点阵6次加权平均温度值Tc为37.54,E为1474.20(W)。
经检查补渗漏区域温度点阵6次加权平均值Tc为37.40,E为1439.85(W);
由下述公式计算得K值为2.46(W/(m2·K),
E一加热设备投入电功率,单位为瓦(W);
Ea―送风机电机发热量(通过标定获得),单位为瓦(W);
Ma―由标定试验确定的热箱外璧热流系数,单位为瓦每开(W/K);
Mb一由标定试验确定的定块热流系数,单位为瓦每开(W/K);
Ta一热箱外壁内、外表面加权平均温度之差,单位为开尔文(K);
Tb一合块侧与定块侧表面加权平均沮度之差,单位为开尔文(K);
S总―聚苯乙烯泡沫塑料板的面积,单位为平方米(㎡);
λ一填充板的热导率,单位为瓦每平方米开【W/(㎡·K)】;
Tc一聚苯乙烯泡沫塑料板热侧表面与冷侧表面的平均温差,单位为开尔文(K);
A―试件面积,单位为平方米(㎡);
Δt一热箱空气平均温度与冷箱空气平均温度之差,单位为开尔文(K)。
经计算有两条缝隙渗漏的K值为2.55(W/(m2·K)),有一条缝隙渗漏的K值为2.51(W/(m2·K)),补上缝隙渗漏的K值为2.46(W/(m2·K))。
如果是在热侧和冷侧填充板上选取几个点来作为热侧和冷侧的平均温度,从实验过程中来看区域1、3比区域2、4的温度要低(区域划分见图6),则温度点的随机性很大,Ta的值也会跟随选取点变化较大从而导致K值不稳定。
J、用图像分析软件对一体化混凝土组合外墙板划分区域,若含有开启窗则开启窗为单独一区域,以此为基准方形向外划分,同一厚度、同等面积为一区域,设定温度阈值,若发现部分区域温度值小于温度阈值则判定该区域存在缺陷,试验结束后应分析或者破坏分析,判断是否存在材质问题或者施工工艺问题,可以完善和改进施工工艺提高一体化混凝土组合外墙板的质量。
__本发明涉及的其它未说明部分与现有技术相同。
Claims (9)
1.一种一体化混凝土组合外墙板热工性能检测方法,使用热室箱和冷室箱和定块,其特征在于,通过标定试验、获得聚苯乙烯泡沫塑料板热导率值λ、使用红外热像仪扫描,获得的图形按点阵面积加权平均的温度值处理;获得热室箱外壁热流系数Ma和定块热流系数Mb;通过下述公式获得一体化墙体的传热系数,即K值,再对安装了一体化混凝土组合外墙板使用红外热像仪对检测区域进行检测,设定温度阈值,若发现部分区域温度值小于温度阈值则判定该区域存在缺陷;
E:加热设备投入电功率,单位为瓦(W);
Ea―送风机电机发热量,通过标定获得,单位为瓦(W);
Ma―由标定试验确定的热箱外璧热流系数,单位为瓦每开(W/K);
Mb一由标定试验确定的定块热流系数,单位为瓦每开(W/K);
Ta一热箱外壁内、外表面加权平均温度之差,单位为开尔文(K);
Tb一合块侧与定块侧表面加权平均温度之差,单位为开尔文(K);
S总―聚苯乙烯泡沫塑料板的面积,单位为平方米(㎡);
λ一聚苯乙烯泡沫塑料板的热导率,单位为瓦每平方米开【W/(㎡·K)】;
Tc一聚苯乙烯泡沫塑料板热侧表面与冷侧表面的平均温差,单位为开尔文(K);
A―试件面积,单位为平方米(㎡);
Δt一热箱空气平均温度与冷箱空气平均温度之差,单位为开尔文(K);
包含以下步骤:
步骤(1)标定试验:
A、将存放大于60天、厚度为100mm±2mm聚苯乙烯泡沫塑料板热导率进行标定,得出热导率值λ;
B、将已标定热导率λ的聚苯乙烯泡沫塑料板安装到定块上并填满洞口,聚苯乙烯泡沫塑料板与定块、合块之间的缝隙用聚苯乙烯泡沫塑料条来填塞,使定块与热室箱和冷室箱之间形成完整的封闭空间;
C、在聚苯乙烯泡沫塑料板热室箱侧和冷室箱侧对称均匀的划分区域,每个区域的大小为1㎡;
D、标定试验采用与一体化混凝土组合外墙板热工检测一致的冷、热室温度即室外侧和室内侧温度,改变环境箱的环境温度,在温差10℃以上不同环境温度下的试验,当传热过程稳定,用红外热像仪对整个聚苯乙烯材料泡沫塑料板划分区域进行扫描,用图像分析软件对划分成像区域的温度值进检查,包括聚苯乙烯泡沫塑料板之间、聚苯乙烯泡沫塑料板与定块相连的部位,设定温度阈值,若发现部分区域温度值小于温度阈值则判定该区域为连接缺陷,然后修补该区域缺陷直到所有扫描区域的温度值变化趋势相同且温度值的误差满足要求即判定合格;
E、红外热像仪扫描后的图形按点阵面积加权平均的温度值处理;每隔半小时测量一次参数,测六次取各测量参数的平均值,获得热箱外壁热流系数Ma和定块热流系数Mb;
步骤(2)一体化混凝土组合外墙板热工检测:
F、将一体化混凝土组合外墙板试件安置在定块的中间位置,一体化混凝土组合外墙板试件的室内侧表面和定块热室侧表面平齐,用已标定热导率λ的且厚度与试件一致聚苯乙烯泡沫塑料板填充定块和一体化混凝土组合外墙板之间,试件与聚苯乙烯泡沫塑料板、定块及合块之间的缝隙用聚苯乙烯泡沫塑料条来填塞;
G、启动检测装置,设定热箱、冷箱和环境空气温度值以及温室箱中的相对湿度;
H、监测每个温度传感器温度,使热室箱、冷室箱和环境箱空气温度值达到设定值,当温度达到设定值后;如果每小时得到的三个箱体空气温度的平均温度变化绝对值不大于0.2℃,温差每小时变化的绝对值均不大于0.2℃,且温度和温差的变化不是方向一致的,则表示传热已达到稳定状态;
I、传热稳定后,用红外热像仪对整个聚苯乙烯材料划分区域,不同于标定实验室一的区域划分,沿着一体化混凝土组合外墙板向外区域延伸划分,Sc’、Sd’、Se’、Sf’、Sg’、Sh’、Si’大小相等且区域延伸到支撑架的长或者宽后,对剩余区域进行划分如中Sa’、Sb’、Si’、Sj’…Sx’,保证每个区域的划分大小相等,传热性能变化一致;
J、扫描检查是否有一体化混凝土组合外墙板、聚苯乙烯泡沫塑料板、定块三者之间的连接缺陷,确定扫描区域的温度值变化趋势相同且温度值无突变,则用图像分析软件对划分成像区域的温度值按点阵面积加权平均的温度值,每隔半小时测量一次,记录每个参数值,共6次;记录6次是为了墙体的传热稳定后取得的值变化较小;
K、用图像分析软件对一体化混凝土组合外墙板划分区域,若含有开启窗则开启窗为单独一区域,以此为基准方形向外延伸划分,同一厚度、同等面积为一区域,不同厚度单独划分;
Sa”、Sb”为向外延伸区域到墙体的宽度方向,
Sc”、Sg”、Sh”、Se”、Sd”Sf”按照Sb”的长宽为划分区域的边长进行划分,
设定温度阈值,若发现部分区域温度值小于温度阈值则判定该区域存在缺陷,试验结束后应分析或者破坏分析,判断是否存在材质问题或者施工工艺问题,可以完善和改进施工工艺提高一体化混凝土组合外墙板的质量。
2.根据权利要求1所述的一体化混凝土组合外墙板热工性能检测方法,其特征在于,所述热箱外壁热流系数Ma和定块热流系数Mb的获得过程如下:将所扫描的整个图形划分区域,每个区域再划分相等的N个微分单元,因为每个单元的大小相等,每个单元的和等于整个划分区域,获得第一次标定的实验热室箱外壁内、外表面面积加权平均温差Tc,以及第二次标定的实验热室箱外壁内、外表面面积加权平均温差Tc′,如下:
Sa+Sb+Sc+……Sx=S总
S1+S2+S3+……Sn=Sa
S1=S2=S3=……Sn
Tc=(T1+T2+T3+……Tn)/n
同理可得T′c
E1=Ma·Ta+Mb·Tb+S总·λ·Tc (式1)
E2=Ma·Ta′+Mb·Tb′+S总·λ·T′c (式2)
Ma―由标定试验确定的热箱外璧热流系数,单位为瓦每开(W/K);
Mb―由标定试验确定的定块热流系数,单位为瓦每开(W/K);
E1、E2为第一次和第二次标定实验的热室箱加热设备的平均加热功率;Ta―热箱外壁内、外表面加权平均温度之差,单位为开尔文(K);
Ta、T′a为第一次和第二次标定实验热室箱外壁内、外表面面积加权平均温差;
Tb―合块侧与定块侧表面加权平均沮度之差,单位为开尔文(K);
Tb、T′b为第一次和第二次标定实验定块热侧和冷侧表面面积的加权平均温差;
Tc、T′c为第一次和第二次标定实验聚苯乙烯热室侧和冷室侧面积的加权平均温差;
λ聚苯乙烯的热导率;
Sa、Sb、Sc、……Sx为聚苯乙烯材料泡沫塑料板划分区域的面积;
S1、S2、S3、……Sn为划分的微分单元;
S总所有划分区域面积。
3.一种基于权利要求1或2所述方法的一体化混凝土组合外墙板热工性能检测装置,包括环境箱(3)、冷室箱(4)、热室箱(5)、环境箱制冷设备(1)和冷室箱制冷设备(2),其中,冷室箱(4)与热室箱(5)均设置在环境箱(3)内部,冷室箱(4)底部通过连接柱(12)与环境箱(3)之间固定连接,热室箱(5)底部设置有移动轮(13),环境箱制冷设备(1)与环境箱(3)之间管道连接,冷室箱制冷设备(2)与冷室箱(4)之间管道连接,其特征在于,所述冷室箱(4)与所述热室箱(5)交界处设有装夹部,冷室箱(4)内底部靠近装夹部由近到远依次固定设置有红外热像仪部和冷室箱加热器(10),热室箱(5)内底部靠近装夹部由近到远依次固定设置有红外热像仪部和热室箱加热器(11),冷室箱(4)内顶部纵向平行设置有3组冷室箱空气温度传感器组(6),热室箱(5)内顶部纵向平行设置有3组热室箱空气温度传感器组(7),热室箱(5)远离装夹部的外侧壁设有除湿器(14)。
4.根据权利要求3所述的一种一体化混凝土组合外墙板热工性能检测装置,其特征在于,所述装夹部包括空心无盖长方体状的定块(15)与长条状的合块(16),其中定块(15)固定设置在所述冷室箱(4)内,合块
(16)固定设置在所述热室箱(5)内,定块(15)和合块(16)为纵向放置,定块(15)无盖面朝向热室箱(5)。
5.根据权利要求4所述的一种一体化混凝土组合外墙板热工性能检测装置,其特征在于,所述定块(15)内设有2根横向平行放置的固定杆(30),每根固定杆(30)上均设有用于安装的螺纹孔。
6.根据权利要求3所述的一种一体化混凝土组合外墙板热工性能检测装置,其特征在于,所述红外热像仪部包括支架(20)、红外热像仪(24)、滑杆(22)、升降杆(23)、定滑轮(21)、卷扬滚筒(28)、联轴器(29)和电机(27);其中支架(20)固定设置在冷室箱(4)或热室箱(5)底部,支架(20)内壁设有滑槽,升降杆(23)两端设置有滑杆(22)且滑杆(22)通过滑槽与支架(20)之间活动连接,卷扬滚筒(28)与定滑轮(21)均固定设置在支架(20)顶部,电机(27)主轴通过联轴器(29)与卷扬滚筒(28)传动轴之间固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种一体化混凝土组合外墙板热工性能检测装置,其特征在于,所述定滑轮(21)远离所述卷扬滚筒(28)的一侧的所述支架(20)顶部设有通孔(26),卷扬滚筒(28)的滚筒圆周侧壁缠绕有钢丝绳(25),钢丝绳(25)的另一端穿过通孔(26)缠绕在所述升降杆(23)圆周侧壁。
8.根据权利要求6所述的一种一体化混凝土组合外墙板热工性能检测装置,其特征在于,所述升降杆(23)等间距固定设置有三个红外热像仪(24)。
9.根据权利要求3所述的一种一体化混凝土组合外墙板热工性能检测装置,其特征在于,所述环境箱(3)内侧壁设有环境箱风机(19),环境箱(3)内顶部设有吊钩(9)。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110718562.XA CN113340940B (zh) | 2021-06-28 | 2021-06-28 | 一体化混凝土组合外墙板热工检测方法及其检测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110718562.XA CN113340940B (zh) | 2021-06-28 | 2021-06-28 | 一体化混凝土组合外墙板热工检测方法及其检测装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113340940A CN113340940A (zh) | 2021-09-03 |
CN113340940B true CN113340940B (zh) | 2022-07-12 |
Family
ID=77479137
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110718562.XA Active CN113340940B (zh) | 2021-06-28 | 2021-06-28 | 一体化混凝土组合外墙板热工检测方法及其检测装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113340940B (zh) |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6663278B1 (en) * | 2002-07-11 | 2003-12-16 | Industrial Technologies Research Institute | Method for determining the thermal performance of a heat sink |
CN101430294A (zh) * | 2007-11-09 | 2009-05-13 | 北京华清荣昊新能源开发有限责任公司 | 浅层地温能热、冷响应测试设备以及测试车 |
CN101581682B (zh) * | 2009-06-16 | 2011-10-12 | 上海市建筑科学研究院(集团)有限公司 | 一种建筑外墙隔热涂料隔热性能室外动态测试装置 |
CN105445319B (zh) * | 2014-08-29 | 2018-03-09 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种测定钢板表面水冷换热系数的方法及装置 |
CN104391003A (zh) * | 2014-11-25 | 2015-03-04 | 浙江威廉姆节能科技有限公司 | 基于薄体类型节能材料的热工检测装置与方法 |
CN104458800A (zh) * | 2014-12-12 | 2015-03-25 | 广西科技大学 | 一种检测墙体热工性能的防护热箱 |
CN104730100B (zh) * | 2015-03-05 | 2017-08-11 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 | 一种测试含水多孔介质在冻融过程中水热变化特征的装置 |
CN205139059U (zh) * | 2015-07-02 | 2016-04-06 | 中国建材检验认证集团西安有限公司 | 墙体材料当量导热系数测定设备 |
CN104990952B (zh) * | 2015-07-02 | 2017-08-08 | 中国建材检验认证集团西安有限公司 | 墙体材料当量导热系数测定方法及其测定设备 |
CN106018470B (zh) * | 2016-05-19 | 2019-04-16 | 重庆大学 | 一种建筑墙体动态传热过程测试方法 |
CN206906293U (zh) * | 2017-06-22 | 2018-01-19 | 河南省建科建筑产品检测有限公司 | 一种建筑外窗保温性能检测装置 |
CN109187626A (zh) * | 2018-07-11 | 2019-01-11 | 中国矿业大学 | 一种两面墙体热工性能对比测试的方法以及测试装置 |
CN109490358A (zh) * | 2018-11-14 | 2019-03-19 | 贵州省漆彩金州涂料有限公司 | 一种保温节能涂料传热系数的检测方法 |
CN109781780B (zh) * | 2019-01-03 | 2022-06-07 | 西安交通大学 | 一种简易高导热材料导热系数稳态测试系统 |
JP7332413B2 (ja) * | 2019-09-27 | 2023-08-23 | 明星工業株式会社 | 低温熱伝導率測定装置 |
CN111380905A (zh) * | 2020-02-25 | 2020-07-07 | 贵州中建建筑科研设计院有限公司 | 一种建筑墙体热工性能动态测试的装置及方法 |
CN212060004U (zh) * | 2020-02-25 | 2020-12-01 | 贵州中建建筑科研设计院有限公司 | 一种建筑墙体热工性能动态测试的装置 |
CN111551583A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-08-18 | 尉巧珍 | 一种建筑外墙传热系数的快速检测方法 |
CN112229869A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-01-15 | 清华大学 | 一种建筑墙体热阻现场测试装置及方法 |
-
2021
- 2021-06-28 CN CN202110718562.XA patent/CN113340940B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113340940A (zh) | 2021-09-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Soares et al. | Laboratory and in-situ non-destructive methods to evaluate the thermal transmittance and behavior of walls, windows, and construction elements with innovative materials: A review | |
O’Grady et al. | Infrared thermography technique as an in-situ method of assessing heat loss through thermal bridging | |
US10060901B2 (en) | Concrete temperature stress testing machine system and temperature deformation self-compensation method | |
Lucchi et al. | Definition of an experimental procedure with the hot box method for the thermal performance evaluation of inhomogeneous walls | |
Taylor et al. | Energy efficiency is more than skin deep: Improving construction quality control in new-build housing using thermography | |
Peng et al. | In situ measuring and evaluating the thermal resistance of building construction | |
Taylor et al. | Combining thermography and computer simulation to identify and assess insulation defects in the construction of building façades | |
Danielski et al. | Diagnosis of buildings’ thermal performance-a quantitative method using thermography under non-steady state heat flow | |
Guizzardi et al. | Hygrothermal behavior of a massive wall with interior insulation during wetting | |
KR20010103232A (ko) | 콘크리트 구조물의 온도응력 측정장치 및 방법 | |
Luo et al. | Determining the thermal capacitance, conductivity and the convective heat transfer coefficient of a brick wall by annually monitored temperatures and total heat fluxes | |
CN105301050A (zh) | 大型透光围护结构传热系数检测设备及方法 | |
Janković et al. | Alternative method for on site evaluation of thermal transmittance | |
CN113340940B (zh) | 一体化混凝土组合外墙板热工检测方法及其检测装置 | |
Ylmén et al. | Durability of airtightness solutions for buildings | |
Vasilyev et al. | Method of thermotechnical uniformity coefficient evaluation by analyzing thermograms | |
Ciocia et al. | In-situ emissivity measurement of construction materials | |
Buzatu et al. | Thermal transmittance determination for different components of buildings | |
Serroni et al. | Application of an IoT infrared sensor for thermal transmittance measurement in building renovation | |
KR20230108103A (ko) | 열화상과 고속수치모델을 이용한 창호-벽체 접합부 시공 상태 예측 장치 및 그 방법 | |
RU2657332C1 (ru) | Способ определения приведенного термического сопротивления неоднородной ограждающей конструкции в климатической камере | |
Van De Vijver et al. | On the use of infrared thermography to assess air infiltration in building envelopes | |
Gonçalves et al. | Laboratory assessment of the hygrothermal performance of an external vacuum-insulation composite system | |
RU2316760C2 (ru) | Способ теплового неразрушающего контроля многослойных объектов | |
Marshall | Detecting moisture in buildings using infrared thermography |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |