专利名称：一种可收放式屋面遮热装置的控制方法
技术领域：
本发明涉及一种隔热控制方法，具体是一种可收放式屋面遮热装置的控制方法。
背景技术：
提高屋面的隔热性能，对减少夏季通过屋面进入建筑物室内的太阳辐射热量尤其重要， 是改善室内热环境的一个重要措施。目前常用的屋面保温隔热技术，是在屋顶的结构层上， 铺保温隔热层，再铺防水层及保护层构造的屋面，但是这种屋面结构在夏季较为炎热的气候 条件下，其隔热性能并不能完全保证室内达到良好的热环境。
利用高反射性材料来改善屋面的夏季隔热能力是一种新的技术措施，通常用于双层通风 屋面，在上层屋面下表面贴附一层高反射性材料，在夏季可降低通过屋面传递到室内的太阳 辐射热量，但因材料层固定，在冬季室内温度较低室外太阳辐射较强时反而阻挡了太阳辐射 热量进入室内，未能有效利用这一热量来提高室内温度。
发明内容
针对上述现有技术的缺陷，本发明提供一种可收放式屋面遮热装置的控制方法，可根据 室内热环境需求以及屋面与室内相对围护结构之间的辐射热流方向对设置在屋面下的遮热 装置的展开和收起进行自动控制，控制通过屋面进出室内的辐射热量，达到改善室内热环境 的目的。
为了实现上述发明目的，本发明采取的技术方案是 一种可收放式屋面遮热装置的控制 方法，实时检测屋面下表面与屋面下相对围护结构表面的温度，通过比较得出的温度差异判 断出屋面与屋面下相对围护结构之间的热流方向；再将检测出的室内温度与预先设置的基准
值比较来判断室内热环境状况，结合上述两个因素来控制遮热装置的展开或收起。 本发明通过控制在建筑物屋面与屋面下室内围护结构之间设置的遮热装置来达到改善室内热坏境的目的，遮热装置布置在屋面及屋面下室内相对围护结构之间，可展开亦可收起， 展开时与屋面上表面平行并相距一定距离，遮热装置由低发射率高反射率材料制成，具有较 小的厚度，在屋面下形成遮热层。对于建筑物来说，夏季气候炎热太阳辐射较强时，通过建 筑物屋面进入室内的太阳辐射热量严重影响了室内的热环境，根据辐射换热的削弱原理，夏 季在屋面下布置遮热装置，能够有效减少进入室内的辐射热量，改善室内热环境；在冬季室 外太阳辐射较强，而室温较低时，通过屋面进入室内的太阳辐射热量对于改善室内热环境来 说是一种有利因素，此时如仍在屋面下布置遮热装置，则反而减弱了通过屋面进入室内的太 阳辐射热量；除了冬夏季太阳辐射较强时的典型情况，在夜间、过渡季节、阴雨天气等气候 状况下，屋面与屋面下室内围护结构之间如有温度差异，仍有辐射热量通过屋面进出室内， 对室内热环境起着有利或不利的影响。
通过本发明所述可收放式屋面遮热装置的控制方法，能够有效的改善建筑室内热环境， 降低室内空调或采暖能耗，是一种高效的、具有自适应性的屋面隔热控制方法。该方法适用 于坡屋面(有吊顶层或无吊顶层)、平屋面(有吊顶层或无吊顶层)、双层通风屋面等屋面形 式。
图l是遮热板原理图2是实现本发明所述控制方法的控制系统结构图3是本发明的控制原理图4是实施例中所述控制流程在附图中
1 一上表面 2 —下表面 3 —遮热板
201-屋面下表面温度传感器 202-屋面下相对围护结构表面温度传感器 203-室内气温传感器 204-控制器205-遮热装置
具体实施例方式
参照图1，遮热装置对屋面与屋面下相对的室内围护结构之间的辐射换热的消弱作用是 通过如下原理实现的
根据传热学中辐射换热的基本原理为了降低两物体表面间的辐射换热，可以采用在两 辐射表面之间布置遮热板的方法。所谓遮热板，是指布置在两个辐射换热表面之间以削弱辐 射换热的薄板。
以下是在平行平板之间布置一块具有低发射率的遮热板来降低两块平行平板之间的辐 射换热为例说明遮热板的工作原理，假设两块平板的发射率^=&=0.8，遮热板的发射率 f3=0.2，贝'J:
《n"。d五w) (1) fe巧2(五M-。 (2) 式中q。和q3,2分别为上表面1对遮热板3和遮热板3对下表面2的辐射换热热流密度。 表面l、 3及表面3、 2两个系统的系统发射率分别为<formula>formula see original document page 5</formula>
两个系统发射率相等，因此有^ =e32 =0.1905 。
在热稳态条件下，《13=&2=仏2，将式(1)和(2)相加得
当未布置遮热板时，上表面1对下表面2的辐射换热热流密度为<formula>formula see original document page 6</formula>
比较有无布置遮热板的辐射换热热流密度，表明布置遮热板后表面1对表面2的辐射换 热为未布置遮热板时的1/7，辐射换热大幅度降低。为使削弱辐射换热的效果更为显著，实 际上可采用发射率更低的材料制成遮热板。如在发射率为0.8的两个平行表面之间布置一块 发射率为0.05的遮热板，则可使辐射热量减小到原来的1/27。
参见图2，屋面下表面温度传感器201布置在最上层屋面的下表面，屋面下相对围护结 构表面温度传感器202对于不同的屋面形式布置在不同的位置对于无吊顶层的平屋面或坡 屋面，则布置在屋面下室内地表面；对于有吊顶层的平屋面或坡屋面，则布置在吊顶层的上 表面；对于双层通风屋面，则布置在下层屋面的上表面；室内气温传感器203放置在室内。 遮热装置205则平行布置在最上层屋面下方一定距离处，控制器204根据温度传感器201 、
202和203的信号控制着遮热装置205的展开和收起。
参见图3，首先设定两个不同的室内高温基准值TH和低温基准值TL，然后利用温度传
感器连续不断地测量三个测点的温度室内空气气温TO、屋面下表面温度T1、屋面下相对
围护结构表面温度T2，并将其转换为电讯号传递给控制器204。将室内空气温度TO与两个
室内高温基准值TH、低温基准值TL相比较，用以判断室内温度过高、过低或者适中，再
将屋面下表面温度Tl与屋面下相对围护结构表面温度T2相比较，判断此时两表面之间的
辐射换热的传递方向，当屋面下表面温度Tl高于屋面下相对围护结构表面温度T2(T1>T2)，
则说明辐射换热是从屋面传向室内，相反则反之。当辐射换热方向是从屋面传向室内时，如
此时室内温度较高，则通过控制器204动作保持遮热装置205处于展开状态，如此时室内温
度较低，则通过控制器204动作保持遮热装置205处于收起状态；当辐射换热方向是从室内传向屋面时，如此时室内温度较高，则通过控制器204动作保持遮热装置处于收起状态，如 此时室内温度较低，则通过控制器204动作保持遮热装置205处于展开状态；如此时室内温 度适中，则保持遮热装置维持当前状态不变。 图4是本发明的遮热装置控制方法流程图。
当遮热装置、温度传感器及控制器布置完毕后，通过控制器204设定室内空气高温基准 值TH和低温基准值TL,且高温基准值THM氏温基准值TL。(步骤Sl， TH>TL， TH和TL 分别设定为27°(:和20°0。通过温度传感器201、 202、 203连续测定屋面下表面温度Tl 、 屋面下相对围护结构表面温度T2、室内空气温度TO (步骤S2)，并传送给控制器204。在 控制器204中，将室内空气温度TO与高温基准值TH和低温基准值TL进行比较(步骤S3):
1) 当测得的室内空气温度TO大于高温基准值TH时，说明室内气温偏高需要降温，在 控制器204中，对屋面下表面温度Tl和屋面下相对围护结构表面温度T2进行比较(步骤
54) ，之后根据T1和T2的比较结果进行如下操作
① 当T1比T2高M。C以上时(M设置为1CC)，通过控制器204动作，使得遮热装置
205达到展开状态(步骤S6)。
② 当T1比T2低M。C以上时(M设置为1。C)，通过控制器204动作，使得遮热装置
205达到收起状态(步骤S8)。
③ 当T2-M^T1^T2 + M时(M设置为1°C)，控制器204不动作，保持遮热装置205 维持当前状态(S7)。
2) 当测得的室内空气温度TO小于低温基准值TL时，说明室内气温偏低需要升温，在 控制器204中，对屋面下表面温度Tl和屋面下相对围护结构表面温度T2进行比较(步骤
55) ，之后根据T1和T2的比较结果进行如下操作
①当T1比T2高M。C以上时(M设置为1。C)，通过控制器204动作，使得遮热装置 205达到收起状态。(步骤S8)② 当Tl比T2低M °C以上时(M设置为TO,通过控制器204动作，使得遮热装置 205达到展开状态(步骤S6)。
③ 当T2-M5T1^T2 + M时(M设置为1°C)，控制器204不动作，保持遮热装置205 维持当前状态(S7)。
3)当测得的室内空气温度TO介于高温基准值TH和低温TL之间，即TL5T0^TH时， 说明室内气温适中，控制器204不动作，使得遮热装置205维持当前状态(S7)。
通过控制器204相对应的动作，使得遮热装置205完成步骤6、 7或8操作后，再次进 入步骤2，接着连续测量温度TO、 T1和T2。
权利要求
1. 一种可收放式屋面遮热装置的控制方法，其特征在于，实时检测屋面下表面与屋面下相对围护结构表面的温度，通过比较得出的温度差异判断出屋面与屋面下相对围护结构之间的热流方向；再将检测出的室内温度与预先设置的基准值比较来判断室内热环境状况，结合上述两个因素来控制遮热装置的展开或收起。
2、 根据权利要求1所述可收放式屋面遮热装置的控制方法，其特征在于，所述结合热 流方向和热环境状况来控制遮热装置包括如下步骤-1) 当测得的室内空气温度TO大于室内高温基准值TH时，再对屋面下表面温度T1和 屋面下相对围护结构表面温度T2进行比较① 当T1比T2高M。C以上时，控制遮热装置展开；② 当T1比T2低M。C以上时，控制遮热装置收起；◎当T2-MST1^T2 + M时，通过控制器使得遮热装置维持当前状态； 其中M是为避免频繁操作而设定的操作限值；2) 当测得的室内空气温度TO小于低温基准值TL时，再对屋面下表面温度Tl和屋面 下相对围护结构表面温度T2进行比较① 当Tl比T2高M °C以上时，控制遮热装置收起；② 当T1比T2低M。C以上时，控制遮热装置展开；③ 当T2-M ^ Tl 5 T2 + M时，控制遮热装置维持当前状态；3) 当测得的室内空气温度TO介于高温基准值TH和低温基准值TL之间，艮卩TLST0S TH时，控制遮热装置维持当前状态。
3. 根据权利要求2所述可收放式屋面遮热装置的控制方法，其特征在于，设定的室内 空气温度高温基准值TH的范围在24°C 30°C，低温基准值TL的范围为16°C 22°C。
4. 根据权利要求2所述可收放式屋面遮热装置的控制方法，其特征在于，所述M的范 围为0,5T 20C。
全文摘要
本发明公开了一种可收放式屋面遮热装置的控制方法，利用该控制方法可根据室内热环境需求以及屋面与室内相对围护结构之间的辐射热流方向，对平行布置在屋面下的遮热装置的展开和收起进行自动控制，达到改善室内热环境的目的。本发明所提出的屋面遮热装置的控制方法，隔热效果显著，能有效减少通过屋面层进出室内的辐射热量；并通过控制遮热装置的展开和收起，最大程度地改善室内热环境，提高室内热舒适性，适用于坡屋面(有吊顶层或无吊顶层)、平屋面(有吊顶层或无吊顶层)、双层通风屋面等多种屋面形式。
文档编号G05B19/04GK101290511SQ20081003133
公开日2008年10月22日 申请日期2008年5月19日 优先权日2008年5月19日
发明者晋 周, 张国强, 峰 徐, 谢冬明 申请人:湖南大学