大型透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)檢測設(shè)備及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種大型建筑幕墻傳熱系數(shù)檢測設(shè)備及方法，尤其涉及一種適合精確檢測各種尺寸的大型透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的設(shè)備及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]建筑幕墻是公共建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。玻璃幕墻等透光建筑構(gòu)件是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中熱工性能最薄弱的環(huán)節(jié)，通過透光建筑構(gòu)件的能耗，在整個建筑物能耗中占有相當(dāng)可觀的比例。
[0003]統(tǒng)計表明，進(jìn)入本世紀(jì)以來，我國歷年建筑幕墻年用量為世界其他國家年用量的總和。隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，作為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的幕墻，越來越多地采用了玻璃幕墻，使建筑物的采暖空調(diào)能耗劇增。幕墻保溫性能不好，既浪費能源，又可能產(chǎn)生結(jié)露，結(jié)露將造成室內(nèi)熱環(huán)境不佳；幕墻隔熱性能差，不但大幅度提高空調(diào)能耗，還會影響室內(nèi)熱舒適。幕墻的熱工性能達(dá)不到建筑熱工設(shè)計的要求，勢必導(dǎo)致CO2排放量增加，造成城市空氣污染，建筑用能浪費嚴(yán)重，也不符合國家的節(jié)能政策。
[0004]隨著我國建筑節(jié)能工作的不斷開展，建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，特別是對于大型建筑幕墻的傳熱系數(shù)要求越來越嚴(yán)格，而目前我國還不具備精確檢測大型透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的能力，因此迫切需要研制能夠精確測試大型透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的檢測設(shè)備及方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種大型透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的檢測設(shè)備及方法，可以用相對簡單的結(jié)構(gòu)和方法來檢測各種尺寸的大型透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，并能保持較高的檢測精度。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種大型透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的檢測設(shè)備，主要包括環(huán)境室、熱箱、試件框、冷箱、吊裝設(shè)備、數(shù)據(jù)采集和自動控制裝置。環(huán)境室內(nèi)安裝有空氣調(diào)節(jié)裝置，熱箱、試件框、冷箱、吊裝設(shè)備均置于環(huán)境室內(nèi)。熱箱設(shè)置為可移動型，底部安裝電動結(jié)構(gòu)，熱箱的一個側(cè)面開有門，熱箱內(nèi)部設(shè)有調(diào)速風(fēng)機(jī)和可調(diào)風(fēng)口。試件框一側(cè)與冷箱固定連接，另一側(cè)與熱箱緊密配合。冷箱設(shè)置有蒸發(fā)器和輔助加熱設(shè)備。吊裝設(shè)備位于環(huán)境室的上方。
[0007]本發(fā)明還提供了一種大型透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的測試方法，包括以下步驟:第一步，調(diào)節(jié)環(huán)境室內(nèi)空氣溫度和流速，使之達(dá)到穩(wěn)定平衡。第二步，根據(jù)被測試件的大小，完成被測試件的安裝固定，如果試件尺寸小于試件框，小于的空間用已知傳熱系數(shù)的保溫材料封堵；第三步，將熱環(huán)境箱移動到試件框一側(cè)，并檢查確認(rèn)配合緊密，沒有明顯空隙；第四步，開啟設(shè)備，設(shè)定實驗所需的熱箱、冷箱內(nèi)溫度場、流場參數(shù)并同時開啟數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)；第五步，當(dāng)測試溫度達(dá)到設(shè)定值后，如果逐時測量得到熱箱和冷箱的空氣平均溫度每小時變化的絕對值不大于0.3°C，熱箱內(nèi)、外表面的面積加權(quán)平均溫度之差及試件框熱偵叭冷側(cè)表面的面積加權(quán)平均溫度之差每小時變化的絕對值均不大于0.3°C，且上述溫度和溫差的變化不是單向變化，可以判定實驗達(dá)到穩(wěn)定傳熱，然后采集和記錄穩(wěn)定測試數(shù)據(jù)，并根據(jù)采集數(shù)據(jù)，計算被測試件的傳熱系數(shù)。
[0008]本發(fā)明用相對簡單的結(jié)構(gòu)和方法來檢測各種尺寸的大型透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，并能保持較高的檢測精度。熱箱設(shè)置為可移動型，底部安裝電動結(jié)構(gòu)，方便熱箱前后移動，為方便安裝大型及特大型建筑幕墻提供了可能，試件框設(shè)為可直接裝配被測試件，也可配合設(shè)置不同尺寸的保溫封堵材料，以滿足不同大小尺寸透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)的測試，吊裝設(shè)備使得安裝重量較大的試件成為可能，大大提高了工作效率。
【附圖說明】
[0009]圖1為大型透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)檢測設(shè)備結(jié)構(gòu)原理示意圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作近一步詳細(xì)的說明。
[0011]如圖1所示，大型透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)檢測設(shè)備的硬件主要由環(huán)境室5、熱箱1、試件框2、冷箱3、吊裝設(shè)備8組成，其中熱箱I也稱為“熱計量箱”，因為所有的溫度測點和功率測點都放置在熱箱I 一側(cè)，相對冷箱3來說，熱箱I除了具有形成特定的溫度場及速度場的功能外，還需要完成整個測試過程的計量作用；除此以外，軟件方面，檢測設(shè)備還具有自動控制程序及數(shù)據(jù)采集程序。圖1中，Q1為通過被測試件的傳熱量，Q 2為通過試件框的傳熱量，Q3為通過熱箱箱體的傳熱量，Q P為保持特定測試溫度所需的加熱量。
[0012](I)環(huán)境室
[0013]環(huán)境室5是提供給設(shè)備運行的一個穩(wěn)定的空間。大小約為長11m，寬6m，高7m，材料由厚200mm厚的膨脹聚苯板彩鋼板組裝而成，內(nèi)部安裝兩臺立式直流變頻空調(diào)和兩臺掛式直流變頻空調(diào)，分別在斜對角交叉安裝，同時在頂部安裝好調(diào)速吊扇，與熱箱底部的離心風(fēng)機(jī)12形成一個小的室內(nèi)氣流組織系統(tǒng)，以保證環(huán)境室內(nèi)有較均勻的溫度。測試時，將環(huán)境室的空氣溫度控制到與熱箱內(nèi)空氣溫度相同，可將通過熱箱箱體的傳熱量93降為0，這樣將大大提高測試結(jié)果的準(zhǔn)確度。
[0014]⑵熱箱
[0015]熱箱用來模擬透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)室內(nèi)氣候條件，熱箱設(shè)置為可移動型，底部安裝電動結(jié)構(gòu)，在已挖好的方形坑內(nèi)鋪上導(dǎo)軌，方便熱箱前后移動，為方便安裝大型及特大型建筑幕墻提供了可能。熱箱I的箱體由200_厚的膨脹聚苯板彩鋼板組裝而成，使得箱體自身的熱阻大于5m2.K/W。熱箱內(nèi)設(shè)有電加熱器，通過自動控制系統(tǒng)可以保證熱箱內(nèi)空氣溫度恒溫。同時，熱箱內(nèi)還設(shè)有由調(diào)速風(fēng)機(jī)6和可調(diào)節(jié)風(fēng)口 7組成的氣流組織系統(tǒng)，可以大大減小加熱器在熱箱內(nèi)加熱造成的空氣溫度梯度，使熱箱內(nèi)沿高度方向的溫度場比較均勻，保證距試件框熱側(cè)表面50mm平面內(nèi)平均風(fēng)速在0.2±0.lm/s范圍內(nèi)。熱箱I內(nèi)沿豎向設(shè)置三層熱電偶作為空氣測點，每層均勻布置4個。除了與試件框接觸的那面，熱箱I的另外5個面的內(nèi)外兩側(cè)均分別布置若干個表面溫度測點。熱箱的一側(cè)面開有門，方便人的進(jìn)出和小尺寸試件的搬運。
[0016]⑶試件框
[0017]試件框一側(cè)與冷箱固定連接，另一側(cè)與熱箱緊密配合。試件框2是用來安裝被測試件4的，試件框2的框體采用400mm厚膨脹聚苯夾芯板，使得框體自身的熱阻大于S