專利名稱：一種熱反射屋面熱性能的測定設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及對熱反射屋面熱性能的檢測，具體涉及一種利用氙燈、風機、計量箱等模擬實際工況下熱反射屋面熱性能的檢測設(shè)備。
技術(shù)背景目前對與熱反射屋面的節(jié)能效果評估主要有兩種方法表面光學參數(shù)測定熱工計算法和制品內(nèi)表面隔熱溫差測試法。表面光學參數(shù)測定-熱工計算法是通過測定屋面制品表面的太陽光反射比和半球發(fā)射率，然后通過一系列數(shù)學建模進行熱工計算。此方法的主要問題是對于不同坡度、不同表面形貌的屋面和不同氣候條件對其熱性能的影響難以評估，而且計算復雜，缺乏直觀的檢測數(shù)據(jù)，難以被建筑師接受。制品內(nèi)表面隔熱溫差測試法為JG/T 235-2008《建筑反射隔熱涂料》中的方法，通過在統(tǒng)一規(guī)格的硅鈣基板涂布反射隔熱涂料，然后用紅外燈照射，測試涂刷涂料后基本內(nèi)表板溫度比之前溫度降低度數(shù)，以此判斷涂料的反射隔熱性能。此方法簡便易行，但紅外燈與太陽光譜差別較大，且只是針對涂料，對于不同坡度、不同表面形貌的屋面和不同氣候條件對其隔熱性能的影響同樣難以評估
實用新型內(nèi)容
本實用新型的主要目的在于提供一種利用氙燈、風機、計量箱等模擬實際工況下熱反射屋面熱性能的測定設(shè)備。本實用新型的熱反射屋面熱性能的測定設(shè)備，至少包括底座、計量箱、光源系統(tǒng)、 風機和信號采集單元，所述計量箱安裝在底座上，試件裝于計量箱朝上開放的箱口，光源系統(tǒng)位于計量箱上端空間并使光照對著試件，風機位于計量箱側(cè)并使送風抵達試件，信號采集單元包括空氣溫度傳感器和平板熱流密度計，空氣溫度傳感器采集點在計量箱的內(nèi)部空間，平板熱流密度計裝在試件內(nèi)表面。其中，所述計量箱裝設(shè)一軸承并對應(yīng)設(shè)手搖曲柄，通過手搖曲柄和軸承在-45° 45°范圍內(nèi)調(diào)整傾斜度。所述試件安裝在一與計量箱箱口尺寸匹配的試件框內(nèi)，并通過一夾具安裝在計量箱箱口并使計量箱密封。所述計量箱壁用導熱系數(shù)不大于0. 030W/ (m -K)，厚度不小于IOOmm的絕熱材料制成。所述光源系統(tǒng)包括氙燈和燈罩，氙燈距離試件框的距離可調(diào)。還包括與光源系統(tǒng)連接的一提升系統(tǒng)，由提升系統(tǒng)控制氙燈與試件框的距離。所述提升系統(tǒng)包括一懸梁臂、固定在懸梁臂上的定滑輪、拉線和控制拉線的卷盤，拉線端頭連接光源系統(tǒng)。所述測定設(shè)備還包括一熱電偶，裝在試件內(nèi)表面；所述空氣溫度傳感器測溫點位于計量箱內(nèi)部空間的幾何中心。[0012]本實用新型使用與太陽光譜最為接近的長弧氙燈作為光源，并且可以調(diào)節(jié)輻照強度；利用變頻軸流風機模擬自然風速；計量箱可以從0 45°調(diào)整角度，模擬屋面的實際坡度；在線采集試件內(nèi)表板溫度、內(nèi)表板熱流密度和計量箱內(nèi)空氣溫度等熱力學數(shù)據(jù)，綜合分析評價熱反射屋面的熱性能。本實用新型科學、合理，能夠模擬實際工況下熱反射屋面的使用情況；使用本實用新型的測試方法可操作性強，所得數(shù)據(jù)全面直觀，易被建筑師接受。

圖1為本實用新型檢測設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本實用新型主要研究建筑熱反射屋面在模擬實際工況下熱性能的測定設(shè)備。為盡可能貼近實際工況，本實用新型針對試件使用與太陽光譜最為接近的長弧氙燈作為光源，并且可以調(diào)節(jié)輻照強度；利用變頻軸流風機模擬自然風速；用于裝載試件的計量箱可以從-45° 45°調(diào)整角度，模擬屋面的實際坡度；在線采集試件內(nèi)表面溫度、內(nèi)表面熱流密度和計量箱內(nèi)空氣溫度等熱力學數(shù)據(jù)，綜合分析評價熱反射屋面制品(試件) 的隔熱性能。本實用新型中使用的測定設(shè)備，參見圖1所示，包括底座1、計量箱2、光源系統(tǒng)、風機10和信號采集單元等，其中底座1為一架體，用于安放計量箱2 ；計量箱2為一中空的箱體，計量箱通過軸承16與底座1連接，計量箱壁采用導熱系數(shù)不大于0. 030W/(m· ，厚度不小于IOOmm的絕熱材料制成，計量箱2內(nèi)空間為 400mmX400mmX400mm，計量箱的角度可以通過手搖曲柄15和軸承16在-45° 45°范圍內(nèi)調(diào)整角度傾斜；一空氣溫度傳感器3穿過計量箱壁伸入其內(nèi)部空間，測溫點最好位于計量箱2的幾何中心，用以測量計量箱2內(nèi)空氣溫度；試件S安裝在與計量箱2上方洞口尺寸匹配的一試件框5上，并通過快速夾具4安裝在計量箱2的上方洞口，將計量箱2上端封閉，以此使計量箱2內(nèi)部形成一個封閉的環(huán)境；氙燈6和燈罩7構(gòu)成光源系統(tǒng)，位于計量箱2的上方對裝設(shè)在計量箱2上端的試件S實施照射。光源系統(tǒng)通過氙燈提升系統(tǒng)8和卷盤12調(diào)整氙燈6距離試件框5的距離， 以此在GOO 1200)W/m2的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)試件表面的輻照強度；提升系統(tǒng)8可以為常用的升降裝置，比如通過固定在一懸梁臂上的定滑輪、鋼索和卷盤12的方式，用鋼索拉動氙燈6和燈罩7上下移動。為保持設(shè)備的整體性，提升系統(tǒng)8和卷盤12可以與底座1固定；風機(帶導流罩)10通過一支架11連接在底座1上，風口朝向試件S的上表面， 一風速傳感器9安裝在支架11上位于風機10和試件S之間以測量風機(帶導流罩)10所產(chǎn)生風速，風速可在0 lOm/s范圍內(nèi)調(diào)節(jié)；信號采集單元包括前述的空氣溫度傳感器3，還包括平板熱流密度計14，貼在試件內(nèi)表面以測量試件內(nèi)表面熱流密度；還可以設(shè)一熱電偶13，貼在試件S內(nèi)表面以測其內(nèi)表面溫度；還有，設(shè)備試驗過程中還需另配輻照度傳感器(圖上未標出)，在正式開始測試前使用，使用時放在試件S上表面用于指示氙燈6對試件的輻照度以調(diào)節(jié)到試驗所需強度。 這些信號采集單元將信號傳輸給外接顯示和記錄設(shè)備，以實現(xiàn)各自信號的實時采集、記錄禾口顯不。按以上組合，形成本實用新型中使用的測定設(shè)備。利用該測定設(shè)備進行建筑熱反射屋面熱性能的測定，可進行以下操作1、設(shè)備的標定及參考值的測定1)試件的安裝以400mmX 400mmX 1. 5mm的外表面涂黑(黑包涂層的太陽光反射比<0.1，半球發(fā)生率<0. 1)的鋁板作為標定試件(標準黑板)SS，放在試件框5上，試件四周與試件框的縫隙用耐候膠密封。待耐候膠凝固后把面熱電偶13和平板熱流密度計14 用鋁箔膠帶固定在試件內(nèi)表面上，然后用快速夾具4將把試件框5固定在計量箱2 (已安裝了空氣溫度傳感器3)的箱口 ；2)試件表面輻照度的調(diào)節(jié)試驗開始前需調(diào)節(jié)試件表面的輻照度符合試驗要求。 把輻照度傳感器放在試件上，打開氙燈6，通過氙燈提升系統(tǒng)8和卷盤12調(diào)整氙燈6距離試件框5的距離，以此在GOO 1200)W/m2的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)試件表面的輻照強度，當輻照強度達到試驗所需值時(宜為800W/m2)，移走輻照度傳感器，關(guān)閉氙燈6，同時固定氙燈6的高度；3)按試驗所需角度通過手搖曲柄15和軸承16調(diào)整計量箱2的角度，打開風機 10，調(diào)節(jié)風速到試驗所需值(宜為1 2m/s)，打開氙燈6，模擬實際工況開始試驗。試驗過程中，通過空氣溫度傳感器3、熱電偶13、平板熱流密度計14在線監(jiān)測記錄計量箱2內(nèi)空氣溫度、試件內(nèi)表面溫度和試件內(nèi)表面熱流密度，直至空氣溫度達到實驗設(shè)定的溫度(如 30°C )，關(guān)閉氙燈6和風機10 ；4)對數(shù)據(jù)進行處理，宜以計量箱2內(nèi)空氣溫度(空氣溫度傳感器3記錄的溫度) 為士0. 5°C時間段對應(yīng)的標定試件SS內(nèi)表面的熱流密度(平板熱流密度計14記錄的數(shù)值)的平均值即平均熱流密度作為參比值qss。2、待測試件S測試用待測試件S替換標定試件SS，重復上述步驟，測試待測試件S內(nèi)表面的平均熱流 jS、度 Qso3、待測試件S的熱性能評價以節(jié)能因子EC來評價熱反射屋面的熱性能，按式⑴計算，EC = (l-qs/qss) X 100%.................................................................................(1)并以計算所得試件S的節(jié)能因子EC按照表1進行分級評價，節(jié)能因子EC數(shù)值越高，熱性能越好。表1熱性能評價標準
項円熱性能分級1234 能因 f· (EC)EC^l 5%EC^ 50%50%>EC^25%EC <25%測定中從熱電偶13獲得的試件內(nèi)表面溫度參數(shù)，可用以作為對試件S熱性能評價的參考。也可作為其它熱性能評價因子的取樣參數(shù)。應(yīng)用實例1 對一白色熱反射金屬屋面板的隔熱性能測定與評價[0039]試件描述鋁合金基材，尺寸400mmX400mmX2.0mm，表面噴涂白色反射隔熱涂層。首先利用標準黑板按照前述步驟1進行標定，其中輻照強度為800W/m2，風速為lm/s， 試件水平擺放(與光照角度垂直)。測得qss = 396. 2w/m2 ；然后按步驟2對試件進行測試， 測試條件不變，測得qs = 94. 6w/m2 ；按照式(1)計算得出EC = 76. 按照表1標準評判， 該試件隔熱性能等級為1級。應(yīng)用實例2 對同一白色熱反射金屬屋面板的隔熱性能測定與評價針對實例1同一白色熱反射金屬屋面板進行檢測，調(diào)整計量箱的傾斜角度為 10° (試件朝向風機方向)，其他試驗條件不變，測得標準黑板qss = 337. 6w/m2 ；測得試件 qs = 61. 5w/m2 ；計算得出EC = 81. 8%，按照表1標準評判，該試件隔熱性能等級仍為1級， 但從數(shù)值比較可見，該白色熱反射金屬屋面板傾斜狀態(tài)節(jié)能效果比水平狀態(tài)更好。
權(quán)利要求1.一種熱反射屋面熱性能的測定設(shè)備，其特征在于，至少包括底座、計量箱、光源系統(tǒng)、 風機和信號采集單元，所述計量箱安裝在底座上，試件裝于計量箱朝上開放的箱口，光源系統(tǒng)位于計量箱上端空間并使光照對著試件，風機位于計量箱一側(cè)并使送風抵達試件，信號采集單元包括空氣溫度傳感器和平板熱流密度計，空氣溫度傳感器采集點在計量箱的內(nèi)部空間，平板熱流密度計裝在試件內(nèi)表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述測定設(shè)備，其特征在于，所述計量箱裝設(shè)一軸承并對應(yīng)設(shè)手搖曲柄，通過手搖曲柄和軸承在-45° 45°范圍內(nèi)調(diào)整傾斜度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述測定設(shè)備，其特征在于，所述試件安裝在一與計量箱箱口尺寸匹配的試件框內(nèi)，并通過一夾具安裝在計量箱箱口并使計量箱密封。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述測定設(shè)備，其特征在于，所述計量箱壁用導熱系數(shù)不大于 0. 030W/ (m · K)，厚度不小于100_的絕熱材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述測定設(shè)備，其特征在于，所述光源系統(tǒng)包括氙燈和燈罩，氙燈距離試件框的距離可調(diào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述測定設(shè)備，其特征在于，還包括與光源系統(tǒng)連接的一提升系統(tǒng)，由提升系統(tǒng)控制光源系統(tǒng)與試件框的距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述測定設(shè)備，其特征在于，所述提升系統(tǒng)包括一懸梁臂、固定在懸梁臂上的定滑輪、拉線和控制拉線的卷盤，拉線端頭連接光源系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述測定設(shè)備，其特征在于，所述空氣溫度傳感器測溫點位于計量箱內(nèi)部空間的幾何中心。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述測定設(shè)備，其特征在于，還包括一熱電偶，裝在試件內(nèi)表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述測定設(shè)備，其特征在于，還包括一輻照度傳感器，放在試件上用以顯示光源系統(tǒng)對試件表面的輻照強度。
專利摘要本實用新型一種熱反射屋面熱性能的測定設(shè)備，該檢測設(shè)備包括底座、計量箱、光源系統(tǒng)、風機和信號采集單元，使用與太陽光譜最為接近的長弧氙燈作為光源，并且可以調(diào)節(jié)輻照強度；利用變頻軸流風機模擬自然風速；計量箱可以從0～45。調(diào)整角度，模擬屋面的實際坡度；在線采集試件內(nèi)表板溫度、內(nèi)表板熱流密度和計量箱內(nèi)空氣溫度等熱力學數(shù)據(jù)，綜合分析評價熱反射屋面的熱性能。本實用新型能夠模擬實際工況下熱反射屋面的使用情況，可操作性強，所得數(shù)據(jù)全面直觀，易被建筑師接受，為熱反射屋面節(jié)能效果的評估提供了可行檢測方案。
文檔編號G01N25/20GK201935884SQ20102064688
公開日2011年8月17日 申請日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者劉婷婷, 劉玉軍, 劉翼, 劉順利, 戚建強, 朱生高, 蔣荃, 趙春芝, 馬麗萍 申請人:中國建筑材料檢驗認證中心有限公司