专利名称：建筑围护结构传热系数现场检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种建筑围护结构传热系数的现场检测装置。
背景技术：
近年来，随着常规能源的日益短缺，国家对于节能越来越重视，建筑能耗占我国总能耗的50%左右。建筑能耗包括建造过程中的能耗和使用过程中的能耗， 一般情况下，建筑使用能耗是建造能耗的8 9倍，影响建筑能耗的主要因素是建筑物本身的保温隔热性能。因此，建筑围护结构传热系数成为评价建筑节能的重要指标。最新颁布的国家标准《建筑节能工程施工质量验收规范》(GB50411-2007)中明确要求对建筑围护结构的传热系数进行现场检测，为满足建筑节能工程施工质量验收要求，设计一种能够在现场检测围护结构传热系数的装置具有重要意义。 目前用于围护结构传热系数现场检测的主要有热箱法和热流计法，热箱法主要用
来在实验室检测围护结构热工性能，热箱法装置庞大，加热量难以准确计量，不利于现场检
测；热流计法是国内外建筑热工检测标准中推荐使用的方法，但该方法在现场检测时有严
重的局限性。热流计法假定通过围护结构的传热为一维传热，实际测试过程中，有侧向传热
量，热流计测出热流量比实际透过围护结构的传热量大，因此，测得的传热系数偏大。该方
法要求在采暖期进行测试，测试时间不少于96小时，实际上我国很多地区不采暖，而采暖
地区的很多工程却是在非采暖期竣工，这样就限制了热流计法的使用。目前，有人将热箱法
与热流计法结合，在热箱内设置加热元件，用温度控制器控制箱内温度，利用热箱制造一维
传热环境，利用热流计测量透过围护结构热量，采用热电偶温度传感器测量围护结构两侧
温度，然后计算得出传热系数，该方法克服了热流计法受检测时间受采暖季节限制的问题，
也解决了热箱法加热量难以准确计量的问题。但是，经过我们实际试验，该方法很难准确控
制箱内温度，箱内温度分布极不均匀，从而造成壁面温度、热流分布不均匀，因此，难以准确
地测量围护结构两侧温度及热流，计算所得传热系数与实际值相差较大。 目前建筑围护结构传热系数检测，广东省建筑科学研究院吴培浩等申请了采用冷
热箱法的检测建筑围护结构传热系数的专利，冷箱为一敞口箱，箱内采用半导体制冷，半导
体制冷片与冷箱内空气接触，箱体内有保温材料。甘肃省建材科研设计院田斌守等申请了
建筑围护结构传热系数现场检测方法的发明专利，该方法采用恒温箱_热流计法现场检测
围护结构传热系数，恒温箱采用自动控制温度，温度传感器和热流计贴于围护结构表面检
测温度和热流值，根据测得的温度、热流值计算围护结构传热系数，从而判定建筑物是否达
到节能标准要求。在实际应用中，控温箱内会出现温度分层现象，造成围护结构表面温度和
热流不均匀，对最终的测试结果影响很大。
实用新型内容为了克服目前围护结构传热系数现场检测设备的不足，本实用新型提供了一种建筑围护结构传热系数检测系统，该系统结合控温箱和热流计法的检测原理，克服了热流计法检测受季节限制的问题，且能够使控温箱内温度均匀，并使围护结构被测部位壁面温度、热流分布均匀，达到准确测量围护结构传热系数的目的。 本实用新型所采用的技术方案是一种建筑围护结构传热系数现场检测系统，包
括填充有保温材料的控温箱，控温箱内设有与温度控制器连接的温度传感器和加热元件，
还包括安装于被测围护结构内表面的热流计，位于被测围护结构内表面，靠近热流计安装
的贴面温度传感器和位于被测围护结构外表面，与贴面温度传感器对应安装的外表面温度
传感器；在控温箱上部安装有风扇，在控温箱内靠近被测围护结构一侧安装均热板；所述
贴面温度传感器、外表面温度传感器和热流计的信号输出端均接入测试仪器。 所述测试仪器包括与所述贴面温度传感器、外表面温度传感器和热流计的信号输
出端连接的巡检仪和与巡检仪的信号输出端连接的计算机。 所述加热元件设置于控温箱内靠近底部位置，且所述加热元件连接温度控制器，可实现温度控制器根据箱内温度对加热元件的通断电控制，有利于维持控温箱内温度稳定。 所述风扇可为多个，其固定安装于控温箱上部的内壁上，形成对下吹的气流，使控温箱内热气流往下流动，促使控温箱内温度均匀。 本实用新型所述的建筑围护结构传热系数检测系统的设计原理描述如下在控温箱内设置加热元件，通过控温箱内设置的温度控制器采集实时温度，再通过温度控制器控制加热元件的通断来实现箱内温度调节。为保证箱内温度均匀，在控温箱上部安装风扇，搅拌箱内空气，加强箱内空气对流，促使箱内温度均匀。为使被测壁面温度均匀，在控温箱内靠近壁面处安装导热性好的均热板，使被测壁面温度和热流分布均匀，从而保证测试的准确性。 所述建筑围护结构传热系数检测系统需测试参数包括温度、热流密度，温度传感
器用热电偶或热电阻温度传感器，热流密度用热流计测量，温度传感器和热流计测得的信
号输入温度巡检仪，可以显示各个通道的数据。为便于分析和处理实验数据，可以将温度巡
检仪通过串口输入计算机，根据巡检仪的通讯协议，用LabVIEW软件编写数据采集程序。在
现场实验时，运行数据采集程序，根据巡检仪通讯协议输入触发信号，巡检仪测得的数据按
通道顺序输入计算机，由程序对输入数据进行后台处理，将处理后的温度和热流值以波形
的形式实时显示，便于实验者观察实验过程中各数据的变化。程序可以依据国家标准要求
利用测得的温度、热流值计算围护结构传热系数，实验结束后可以输出实验报表。 本实用新型的有益效果是使现场检测传热系数的控温箱内温度均匀，围护结构被
测部位温度、热流分布均匀，将温度、热流传感器信号输入温度热流巡检仪，巡检仪将信号
通过RS232串口输入计算机，无须板卡，通过巡检仪实现计算机和传感器之间的数据通讯，
由数据采集软件对数据进行处理、分析，得到实验结果。该建筑围护结构传热系数现场检测
系统硬件结构简单，成本低，操作简便，能够满足现场检测围护结构传热系数的需要。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型所述建筑围护结构传热系数现场检测装置的原理图；[0015] 图2是控温箱内部结构图。
4[0016] 图中1.温度传感器，2.围护结构，3.均热板，4.热流计，5.风扇，6.控温箱，7.计算机，8.温度热流巡检仪，9.温度控制器，IO.加热元件，ll.固定把手，12.螺钉，13.保温材料。
具体实施方式如图1所示，图中控温箱6用保温材料13填充，箱内靠近底部设置电加热元件10，和箱内温度传感器1 一起连接到温度控制器9，由温度控制器9根据箱内温度控制加热元件10的通断电，维持箱内温度稳定。将若干个风扇5用胶水或者螺钉12固定在控温箱6内壁上，风扇5靠近控温箱6上部，形成对下吹的气流，使箱内热气流往下流动，促使箱内温度均匀。 从图2可知，实际测试时，控温箱6通过固定把手11用螺钉12固定在被测围护结构2上，控温箱6与围护结构2之间用胶带密封，防止热量从缝隙渗漏。在控温箱6开口处设置由导热性好的材料制成的均热板3，箱内热空气经风扇5搅拌后，热量迅速传给均热板3。均热板3温度基本一致，由于均热板3与围护结构2距离很小，因此，被测围护结构表面温度也比较均匀，被测部分的传热近似一维传热，达到测试要求。均热板3将风扇5与热流计4隔开，防止风扇5扰动对热流计4读数的干扰。 测试时，将贴面温度温度器、外表面温度传感器和热流计的输出端接入温度热流巡检仪8的输入端，温度热流巡检仪8通过串口接到计算机7，运行虚拟仪器测试系统，开始采集由温度热流巡检仪8发送过来的温度、热流信号，在测试系统的波形显示区显示实时波形，并根据采集到的温度、热流值计算围护结构传热系数。
权利要求一种建筑围护结构传热系数现场检测系统，包括填充有保温材料的控温箱，控温箱内设有与温度控制器连接的温度传感器和加热元件，其特征在于，还包括安装于被测围护结构内表面的热流计，位于被测围护结构内表面，且靠近热流计安装的贴面温度传感器和位于被测围护结构外表面，且与贴面温度传感器对应安装的外表面温度传感器；在控温箱上部安装有风扇，在控温箱内靠近被测围护结构一侧安装均热板；所述贴面温度传感器、外表面温度传感器和热流计的信号输出端均接入测试仪器。
2. 根据权利要求1所述建筑围护结构传热系数检测系统，其特征在于，所述测试仪器包括与所述贴面温度传感器、外表面温度传感器和热流计的信号输出端连接的巡检仪和与巡检仪的信号输出端连接的计算机。
3. 根据权利要求1所述基于虚拟仪器的建筑围护结构传热系数检测系统，其特征在于，所述加热元件设置于控温箱内靠近底部位置，且有温度控制器的控制端接入所述加热元件的驱动端。
4. 根据权利要求l-3之一所述的建筑围护结构传热系数检测系统，其特征在于，所述风扇固定安装于控温箱上部的内壁上。
专利摘要本实用新型提供了一种建筑围护结构传热系数检测系统，包括填充有保温材料的控温箱，控温箱内设有与温度控制器连接的温度传感器和加热元件，还包括安装于被测围护结构内表面的热流计，位于被测围护结构内表面，靠近热流计安装的贴面温度传感器和位于被测围护结构外表面，与贴面温度传感器对应安装的外表面温度传感器；在控温箱上部安装多个风扇，在控温箱内靠近被测围护结构一侧安装均热板；所述贴面温度传感器、外表面温度传感器和热流计的信号输出端均接入测试仪器，由其自动记录实时温度、热流参数，并计算围护结构传热系数。本实用新型硬件结构简单，成本低，功能齐全，操作简便，能够满足现场检测围护结构传热系数的需要。
文档编号G01N25/20GK201464397SQ20092006556
公开日2010年5月12日 申请日期2009年8月12日 优先权日2009年8月12日
发明者刘伟, 尹小波, 张世海, 朱先锋, 李录平, 邹新元 申请人:长沙理工大学