CN201935884U

CN201935884U - 一种热反射屋面热性能的测定设备

Info

Publication number: CN201935884U
Application number: CN2010206468845U
Authority: CN
Inventors: 蒋荃; 刘翼; 刘顺利; 戚建强; 刘婷婷; 刘玉军; 赵春芝; 马丽萍; 朱生高
Original assignee: China Building Material Test & Certification Center Co Ltd
Current assignee: China building materials inspection and certification Limited by Share Ltd.; China Building Material Test and Certification Group Co Ltd
Priority date: 2010-12-02
Filing date: 2010-12-02
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2020-12-02

Abstract

本实用新型一种热反射屋面热性能的测定设备，该检测设备包括底座、计量箱、光源系统、风机和信号采集单元，使用与太阳光谱最为接近的长弧氙灯作为光源，并且可以调节辐照强度；利用变频轴流风机模拟自然风速；计量箱可以从0～45。调整角度，模拟屋面的实际坡度；在线采集试件内表板温度、内表板热流密度和计量箱内空气温度等热力学数据，综合分析评价热反射屋面的热性能。本实用新型能够模拟实际工况下热反射屋面的使用情况，可操作性强，所得数据全面直观，易被建筑师接受，为热反射屋面节能效果的评估提供了可行检测方案。

Description

一种热反射屋面热性能的测定设备

技术领域：

本实用新型涉及对热反射屋面热性能的检测，具体涉及一种利用氙灯、风机、计量箱等模拟实际工况下热反射屋面热性能的检测设备。

背景技术：

目前对与热反射屋面的节能效果评估主要有两种方法：表面光学参数测定热工计算法和制品内表面隔热温差测试法。

表面光学参数测定-热工计算法是通过测定屋面制品表面的太阳光反射比和半球发射率，然后通过一系列数学建模进行热工计算。此方法的主要问题是对于不同坡度、不同表面形貌的屋面和不同气候条件对其热性能的影响难以评估，而且计算复杂，缺乏直观的检测数据，难以被建筑师接受。

制品内表面隔热温差测试法为JG/T 235-2008《建筑反射隔热涂料》中的方法，通过在统一规格的硅钙基板涂布反射隔热涂料，然后用红外灯照射，测试涂刷涂料后基本内表板温度比之前温度降低度数，以此判断涂料的反射隔热性能。此方法简便易行，但红外灯与太阳光谱差别较大，且只是针对涂料，对于不同坡度、不同表面形貌的屋面和不同气候条件对其隔热性能的影响同样难以评估。

实用新型内容：

本实用新型的主要目的在于提供一种利用氙灯、风机、计量箱等模拟实际工况下热反射屋面热性能的测定设备。

本实用新型的热反射屋面热性能的测定设备，至少包括底座、计量箱、光源系统、风机和信号采集单元，所述计量箱安装在底座上，试件装于计量箱朝上开放的箱口，光源系统位于计量箱上端空间并使光照对着试件，风机位于计量箱侧并使送风抵达试件，信号采集单元包括空气温度传感器和平板热流密度计，空气温度传感器采集点在计量箱的内部空间，平板热流密度计装在试件内表面。

其中，所述计量箱装设一轴承并对应设手摇曲柄，通过手摇曲柄和轴承在-45°～45°范围内调整倾斜度。

所述试件安装在一与计量箱箱口尺寸匹配的试件框内，并通过一夹具安装在计量箱箱口并使计量箱密封。

所述计量箱壁用导热系数不大于0.030W/(m·K)，厚度不小于100mm的绝热材料制成。

所述光源系统包括氙灯和灯罩，氙灯距离试件框的距离可调。还包括与光源系统连接的一提升系统，由提升系统控制氙灯与试件框的距离。所述提升系统包括一悬梁臂、固定在悬梁臂上的定滑轮、拉线和控制拉线的卷盘，拉线端头连接光源系统。

所述测定设备还包括一热电偶，装在试件内表面；所述空气温度传感器测温点位于计量箱内部空间的几何中心。

本实用新型使用与太阳光谱最为接近的长弧氙灯作为光源，并且可以调节辐照强度；利用变频轴流风机模拟自然风速；计量箱可以从0～45°调整角度，模拟屋面的实际坡度；在线采集试件内表板温度、内表板热流密度和计量箱内空气温度等热力学数据，综合分析评价热反射屋面的热性能。本实用新型科学、合理，能够模拟实际工况下热反射屋面的使用情况；使用本实用新型的测试方法可操作性强，所得数据全面直观，易被建筑师接受。

附图说明：

图1为本实用新型检测设备结构示意图。

具体实施方式：

本实用新型主要研究建筑热反射屋面在模拟实际工况下热性能的测定设备。

为尽可能贴近实际工况，本实用新型针对试件使用与太阳光谱最为接近的长弧氙灯作为光源，并且可以调节辐照强度；利用变频轴流风机模拟自然风速；用于装载试件的计量箱可以从-45°～45°调整角度，模拟屋面的实际坡度；在线采集试件内表面温度、内表面热流密度和计量箱内空气温度等热力学数据，综合分析评价热反射屋面制品(试件)的隔热性能。

本实用新型中使用的测定设备，参见图1所示，包括底座1、计量箱2、光源系统、风机10和信号采集单元等，其中：

底座1为一架体，用于安放计量箱2；

计量箱2为一中空的箱体，计量箱通过轴承16与底座1连接，计量箱壁采用导热系数不大于0.030W/(m·K)，厚度不小于100mm的绝热材料制成，计量箱2内空间为400mm×400mm×400mm，计量箱的角度可以通过手摇曲柄15和轴承16在-45°～45°范围内调整角度倾斜；一空气温度传感器3穿过计量箱壁伸入其内部空间，测温点最好位于计量箱2的几何中心，用以测量计量箱2内空气温度；试件S安装在与计量箱2上方洞口尺寸匹配的一试件框5上，并通过快速夹具4安装在计量箱2的上方洞口，将计量箱2上端封闭，以此使计量箱2内部形成一个封闭的环境；

氙灯6和灯罩7构成光源系统，位于计量箱2的上方对装设在计量箱2上端的试件S实施照射。光源系统通过氙灯提升系统8和卷盘12调整氙灯6距离试件框5的距离，以此在(400～1200)W/m²的范围内调节试件表面的辐照强度；提升系统8可以为常用的升降装置，比如通过固定在一悬梁臂上的定滑轮、钢索和卷盘12的方式，用钢索拉动氙灯6和灯罩7上下移动。为保持设备的整体性，提升系统8和卷盘12可以与底座1固定；

风机(带导流罩)10通过一支架11连接在底座1上，风口朝向试件S的上表面，一风速传感器9安装在支架11上位于风机10和试件S之间以测量风机(带导流罩)10所产生风速，风速可在0～10m/s范围内调节；

信号采集单元包括前述的空气温度传感器3，还包括平板热流密度计14，贴在试件内表面以测量试件内表面热流密度；还可以设一热电偶13，贴在试件S内表面以测其内表面温度；还有，设备试验过程中还需另配辐照度传感器(图上未标出)，在正式开始测试前使用，使用时放在试件S上表面用于指示氙灯6对试件的辐照度以调节到试验所需强度。这些信号采集单元将信号传输给外接显示和记录设备，以实现各自信号的实时采集、记录和显示。

按以上组合，形成本实用新型中使用的测定设备。

利用该测定设备进行建筑热反射屋面热性能的测定，可进行以下操作：

1、设备的标定及参考值的测定

1)试件的安装：以400mm×400mm×1.5mm的外表面涂黑(黑包涂层的太阳光反射比≤0.1，半球发生率≤0.1)的铝板作为标定试件(标准黑板)SS，放在试件框5上，试件四周与试件框的缝隙用耐候胶密封。待耐候胶凝固后把面热电偶13和平板热流密度计14用铝箔胶带固定在试件内表面上，然后用快速夹具4将把试件框5固定在计量箱2(已安装了空气温度传感器3)的箱口；

2)试件表面辐照度的调节：试验开始前需调节试件表面的辐照度符合试验要求。把辐照度传感器放在试件上，打开氙灯6，通过氙灯提升系统8和卷盘12调整氙灯6距离试件框5的距离，以此在(400～1200)W/m²的范围内调节试件表面的辐照强度，当辐照强度达到试验所需值时(宜为800W/m²)，移走辐照度传感器，关闭氙灯6，同时固定氙灯6的高度；

3)按试验所需角度通过手摇曲柄15和轴承16调整计量箱2的角度，打开风机10，调节风速到试验所需值(宜为1～2m/s)，打开氙灯6，模拟实际工况开始试验。试验过程中，通过空气温度传感器3、热电偶13、平板热流密度计14在线监测记录计量箱2内空气温度、试件内表面温度和试件内表面热流密度，直至空气温度达到实验设定的温度(如30℃)，关闭氙灯6和风机10；

4)对数据进行处理，宜以计量箱2内空气温度(空气温度传感器3记录的温度)为26℃±0.5℃时间段对应的标定试件SS内表面的热流密度(平板热流密度计14记录的数值)的平均值即平均热流密度作为参比值q_SS。

2、待测试件S测试

用待测试件S替换标定试件SS，重复上述步骤，测试待测试件S内表面的平均热流密度q_S。

3、待测试件S的热性能评价

以节能因子EC来评价热反射屋面的热性能，按式(1)计算，

EC＝(1-q_S/q_SS)×100％.................................................................................(1)

并以计算所得试件S的节能因子EC按照表1进行分级评价，节能因子EC数值越高，热性能越好。

表1热性能评价标准

测定中从热电偶13获得的试件内表面温度参数，可用以作为对试件S热性能评价的参考。也可作为其它热性能评价因子的取样参数。

应用实例1：对一白色热反射金属屋面板的隔热性能测定与评价

试件描述：铝合金基材，尺寸400mm×400mm×2.0mm，表面喷涂白色反射隔热涂层。首先利用标准黑板按照前述步骤1进行标定，其中辐照强度为800W/m²，风速为1m/s，试件水平摆放(与光照角度垂直)。测得q_SS＝396.2w/m²；然后按步骤2对试件进行测试，测试条件不变，测得q_S＝94.6w/m²；按照式(1)计算得出EC＝76.1％按照表1标准评判，该试件隔热性能等级为1级。

应用实例2：对同一白色热反射金属屋面板的隔热性能测定与评价

针对实例1同一白色热反射金属屋面板进行检测，调整计量箱的倾斜角度为10°(试件朝向风机方向)，其他试验条件不变，测得标准黑板q_SS＝337.6w/m²；测得试件q_S＝61.5w/m²；计算得出EC＝81.8％，按照表1标准评判，该试件隔热性能等级仍为1级，但从数值比较可见，该白色热反射金属屋面板倾斜状态节能效果比水平状态更好。

Claims

1.一种热反射屋面热性能的测定设备，其特征在于，至少包括底座、计量箱、光源系统、风机和信号采集单元，所述计量箱安装在底座上，试件装于计量箱朝上开放的箱口，光源系统位于计量箱上端空间并使光照对着试件，风机位于计量箱一侧并使送风抵达试件，信号采集单元包括空气温度传感器和平板热流密度计，空气温度传感器采集点在计量箱的内部空间，平板热流密度计装在试件内表面。

2.根据权利要求1所述测定设备，其特征在于，所述计量箱装设一轴承并对应设手摇曲柄，通过手摇曲柄和轴承在-45°～45°范围内调整倾斜度。

3.根据权利要求1或2所述测定设备，其特征在于，所述试件安装在一与计量箱箱口尺寸匹配的试件框内，并通过一夹具安装在计量箱箱口并使计量箱密封。

4.根据权利要求1或2所述测定设备，其特征在于，所述计量箱壁用导热系数不大于0.030W/(m·K)，厚度不小于100mm的绝热材料制成。

5.根据权利要求1或2所述测定设备，其特征在于，所述光源系统包括氙灯和灯罩，氙灯距离试件框的距离可调。

6.根据权利要求1或2所述测定设备，其特征在于，还包括与光源系统连接的一提升系统，由提升系统控制光源系统与试件框的距离。

7.根据权利要求6所述测定设备，其特征在于，所述提升系统包括一悬梁臂、固定在悬梁臂上的定滑轮、拉线和控制拉线的卷盘，拉线端头连接光源系统。

8.根据权利要求1或2所述测定设备，其特征在于，所述空气温度传感器测温点位于计量箱内部空间的几何中心。

9.根据权利要求1或2所述测定设备，其特征在于，还包括一热电偶，装在试件内表面。

10.根据权利要求1或2所述测定设备，其特征在于，还包括一辐照度传感器，放在试件上用以显示光源系统对试件表面的辐照强度。