墻體材料當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定方法及其測(cè)定設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于墻體材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及墻體材料當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定方法及其測(cè)定設(shè) 備。
【背景技術(shù)】
[0002] 多年來(lái)，墻體材料產(chǎn)品從單一的粘土實(shí)心磚發(fā)展成有多孔磚、空心磚、空心砌塊、 保溫磚、保溫空心砌塊、復(fù)合保溫磚、復(fù)合保溫空心砌塊、裝飾磚、路面磚及裝飾瓦等。這些 不同原料的墻體砌筑材料其性能根據(jù)生產(chǎn)工藝不同也有所不同，材料的導(dǎo)熱系數(shù)作為衡量 產(chǎn)品保溫性能重要指標(biāo)之一，其對(duì)建筑節(jié)能的影響是非常關(guān)鍵的。大多數(shù)建筑構(gòu)件的試件 都是非均質(zhì)的，試件的非均質(zhì)性將會(huì)影響熱流密度的模式，它既不是一維的、也不是均均 的；試件厚度的變化也會(huì)引起試件熱流密度模式重大的局部變化，這些對(duì)溫度和局部傳熱 方式的影響也是不一致的，導(dǎo)致對(duì)于表面積平均溫度的確定，計(jì)量面積變化影響性以及測(cè) 量結(jié)果的誤差分析顯得極為困難甚至不可能。
[0003] 在我國(guó)建筑材料導(dǎo)熱系數(shù)檢測(cè)領(lǐng)域，當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)量方法主要是根據(jù)被測(cè)樣 品砌筑墻體測(cè)得的熱阻R值進(jìn)行計(jì)算得到當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)Ae值。這種方法需要將樣品砌筑 成墻體，待墻體砌筑砂漿養(yǎng)護(hù)好、樣品含水率達(dá)到基本恒定時(shí)才能夠進(jìn)行墻體R值的測(cè)試 (養(yǎng)護(hù)放置時(shí)間最少為28天），同時(shí)換算出樣品當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)。這種測(cè)定方法檢測(cè)周期長(zhǎng)， 人為及環(huán)境因素影響較大，不能真實(shí)、有效的直觀反應(yīng)樣品的節(jié)能效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種墻體材料當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定方法及其測(cè)定設(shè)備，以解決 現(xiàn)有墻體材料當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)量方法檢測(cè)周期長(zhǎng)，人為及環(huán)境因素影響較大，不能真實(shí)、 有效的直觀反應(yīng)樣品的節(jié)能效果的問(wèn)題。
[0005] 本發(fā)明所采用的第一種技術(shù)方案是，墻體材料當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定方法，按照以下 步驟實(shí)施：
[0006] 步驟1、將填充體置于一密封環(huán)境內(nèi)，密封環(huán)境為填充體的一側(cè)提供熱環(huán)境，另一 側(cè)提供冷環(huán)境，待密封環(huán)境內(nèi)溫度達(dá)到平衡后，測(cè)量通過(guò)填充體的熱流量qt;
[0007] 步驟2、將待測(cè)試件密封鑲嵌于填充體中，并將鑲嵌有試件的填充體再置于步驟1 中密封環(huán)境內(nèi)，待密封環(huán)境內(nèi)溫度達(dá)到平衡后，測(cè)量得通過(guò)鑲嵌有試件的填充體的熱流量 Qs;
[0008] 步驟3、將測(cè)量得到的熱流量％和Q玳入下式，得到加熱器熱流量Q:
[0009] Q2=QT_QS (1)，
[0010] Q = Qi+Q2 (2)，
[0011] 式中，Q2為兩次試驗(yàn)的熱流量差值，Q:為與待測(cè)試件同等面積的填充體所產(chǎn)生的 熱流量；
[0012] 步驟4、將加熱器熱流量Q代入下式，得到當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)入e:
[0013]
[0014] 式中，d為被測(cè)試件的厚度，T2為熱環(huán)境平均溫度，Ti為冷環(huán)境平均溫度，k為修正 系數(shù)，根據(jù)待測(cè)試件的面積大小來(lái)選擇。
[0015] 進(jìn)一步的，熱環(huán)境溫度為24°C~26°C，冷環(huán)境溫度為-14°C~-16°C。
[0016] 進(jìn)一步的，密封環(huán)境內(nèi)溫度達(dá)到平衡的判斷方法為，如果逐時(shí)測(cè)量得到冷環(huán)境和 熱環(huán)境的空氣平均溫度變化的絕對(duì)值分別不大于〇. 1K和0. 3K，且上述溫度和溫差的變化 不是單向變化，則表示傳熱過(guò)程已達(dá)到穩(wěn)定過(guò)程。
[0017] 進(jìn)一步的，填充體的材質(zhì)為聚苯板。
[0018] 進(jìn)一步的，密封環(huán)境包括中空計(jì)量箱，計(jì)量箱的一側(cè)設(shè)有作為測(cè)試區(qū)域的開(kāi)口部， 計(jì)量箱的箱體外密封罩有用于提供熱環(huán)境的防護(hù)熱箱，計(jì)量箱的開(kāi)口部一側(cè)緊密設(shè)置有用 于提供冷環(huán)境的冷箱，計(jì)量箱、防護(hù)熱箱和冷箱內(nèi)均設(shè)置有溫度控制系統(tǒng)，溫度控制系統(tǒng)均 連接至控制系統(tǒng)。
[0019] 本發(fā)明所采用的第二種技術(shù)方案是，墻體材料當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定設(shè)備，包括中空 計(jì)量箱，計(jì)量箱的一側(cè)設(shè)有作為測(cè)試區(qū)域的開(kāi)口部，計(jì)量箱的箱體外密封罩有用于提供熱 環(huán)境的防護(hù)熱箱，計(jì)量箱的開(kāi)口部一側(cè)緊密設(shè)置有用于提供冷環(huán)境的冷箱，計(jì)量箱、防護(hù)熱 箱和冷箱內(nèi)均設(shè)置有溫度控制系統(tǒng)，溫度控制系統(tǒng)均連接至控制系統(tǒng)。
[0020] 進(jìn)一步的，計(jì)量箱內(nèi)靠近開(kāi)口一側(cè)設(shè)置有導(dǎo)流屏，冷箱靠近計(jì)量箱開(kāi)口側(cè)位置處 也設(shè)置有導(dǎo)流屏。
[0021 ] 進(jìn)一步的，冷箱、計(jì)量箱和防護(hù)熱箱內(nèi)溫度控制系統(tǒng)均包括位于對(duì)應(yīng)箱體內(nèi)部的 空調(diào)、電加熱器、溫度控制儀表和若干個(gè)溫度傳感器，若干個(gè)溫度傳感器位于對(duì)應(yīng)箱體的各 個(gè)內(nèi)壁上，若干個(gè)溫度傳感器均通過(guò)數(shù)據(jù)采集儀表連接至計(jì)算機(jī)。
[0022] 進(jìn)一步的，電加熱器上設(shè)置有穩(wěn)壓器和電流表。
[0023] 進(jìn)一步的，計(jì)量箱、防護(hù)熱箱和冷箱的材質(zhì)均為聚氨酯發(fā)泡彩鋼板，其傳熱熱阻值 >3. 5m2K/W〇
[0024] 本發(fā)明的有益效果是，將待測(cè)區(qū)域兩側(cè)分別設(shè)置為冷、熱環(huán)境，在穩(wěn)定狀態(tài)下，分 別測(cè)定安裝板狀填充體和安裝鑲嵌有試件的填充體這兩種情況下的熱流量，通過(guò)兩次熱流 量的差值來(lái)體現(xiàn)出試件的熱性質(zhì)，根據(jù)溫度和功率的變化情況，通過(guò)試件面積與兩側(cè)環(huán)境 空氣溫差可換算出當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)值。該當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)的檢測(cè)方法基于穩(wěn)定傳熱原理，使檢 測(cè)周期變短，降低了人為及環(huán)境因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，真實(shí)有效的直觀反應(yīng)樣品的節(jié)能 效果，可以準(zhǔn)確高效的推算出非均質(zhì)類墻體材料當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)。同時(shí)，本發(fā)明提供的測(cè)定設(shè) 備的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 圖1為本發(fā)明墻體材料當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 圖中，1.防護(hù)熱箱，2.溫度傳感器，3.試件，4.填充體4, 5.冷箱，6.穩(wěn)壓器，7.電 流表，8.導(dǎo)流屏，9.空調(diào)，10.計(jì)量箱。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0028] 本發(fā)明提供了一種墻體材料當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定方法，按照以下步驟實(shí)施：
[0029] 步驟1、將已知導(dǎo)熱系數(shù)的填充體4置于密封環(huán)境內(nèi)，密封環(huán)境為填充體4的一側(cè) 提供熱環(huán)境，另一側(cè)提供冷環(huán)境，待密封環(huán)境內(nèi)溫度達(dá)到平衡后，測(cè)量通過(guò)填充體4的熱流 量Qt;
[0030] 步驟2、將待測(cè)試件3密封鑲嵌于填充體4中，并將鑲嵌有試件3的填充體4再置 于步驟1中密封環(huán)境內(nèi)，待密封環(huán)境內(nèi)溫度達(dá)到平衡后，測(cè)量得通過(guò)鑲嵌有試件3的填充體 4的熱流量Qs;
[0031] 步驟3、將測(cè)量得到的熱流量屮和1代入下式，得到加熱器熱流量Q:
[0032] Q2=QT_QS (1)，
[0033]Q=Qi+Q2(2)，
[0034] 式中，Q2為兩次試驗(yàn)的熱流量差值，Qi為與待測(cè)試件3同等面積的填充體4所產(chǎn) 生的熱流量；
[0035] 步驟4、將加熱器熱流量Q代入下式，得到當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)入6:
[0036]
[0037]式中，d為被測(cè)試件3的厚度，T2為熱環(huán)境平均溫度，Ti為冷環(huán)境平均溫度，k為修 正系數(shù)，k= 0. 85~1. 15,根據(jù)待測(cè)試件3的面積大小來(lái)選擇。
[0038] 其中，熱環(huán)境溫度為24°C~26°C，冷環(huán)境溫度為-14°C~-16°C。
[0039] 密封環(huán)境內(nèi)溫度達(dá)到平衡的判斷方法為，如果逐時(shí)測(cè)量得到冷環(huán)境和熱環(huán)境的空 氣平均溫度變化的絕對(duì)值分別不大于0. 1K和0. 3K，且上述溫度和溫差的變化不是單向變 化，則表示傳熱過(guò)程已達(dá)到穩(wěn)定過(guò)程。
[0040] 測(cè)定過(guò)程中需要注意的是，試驗(yàn)裝置不應(yīng)放置在風(fēng)口和強(qiáng)光直接照射的環(huán)境中， 試驗(yàn)環(huán)境溫度變化不應(yīng)大于±2°C，試驗(yàn)環(huán)境相對(duì)濕度< 80% ;試驗(yàn)前，待測(cè)的填充體4以 及鑲嵌有試件3的填充體4均應(yīng)在試驗(yàn)環(huán)境下放置24h。
[0041] 本發(fā)明將待測(cè)區(qū)域兩側(cè)分別設(shè)置為冷、熱環(huán)境，在冷熱環(huán)境穩(wěn)定狀態(tài)下，分別測(cè)定 安裝板狀填充體4和安裝鑲嵌試件3的填充體4這兩種情況下的熱流量，通過(guò)兩次熱流量 的差值來(lái)體現(xiàn)出試件3的熱性質(zhì)。根據(jù)溫度和功率的變化情況，通過(guò)試件面積與兩側(cè)環(huán)境 空氣溫差可換算出當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)值。該當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)的檢測(cè)方法基于穩(wěn)定傳熱原理，使檢 測(cè)周期變短，降低了人為及環(huán)境因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，真實(shí)有效的直觀反應(yīng)樣品的節(jié)能 效果，可以準(zhǔn)確高效的推算出非均質(zhì)類墻體材料當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)。
[0042] 本發(fā)明還提供了一種墻體材料當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定設(shè)備，見(jiàn)圖1，包括中空計(jì)量箱 10,計(jì)量箱10的一側(cè)設(shè)有作為測(cè)試區(qū)域的開(kāi)口部，計(jì)量箱10的箱體外密封罩有用于提供熱 環(huán)境的防護(hù)熱箱1，計(jì)量箱10的開(kāi)口側(cè)緊密設(shè)置有用于提供冷環(huán)境的冷箱5,計(jì)量箱10、防 護(hù)熱箱1和冷箱5內(nèi)均設(shè)置有溫度控制系統(tǒng)，溫度控制系統(tǒng)均連接至控制系統(tǒng)。其中，熱環(huán) 境溫度為24°C~26°C，冷環(huán)境溫度為-14°C~-16°C。
[0043] 整體設(shè)備由四部分組成，分別為冷箱5、防護(hù)熱箱1、計(jì)量箱10、控制與數(shù)據(jù)采集處 理系統(tǒng)組成。待測(cè)試件3安裝在計(jì)量箱10開(kāi)口處，冷箱5和防護(hù)熱箱1內(nèi)均分布溫度傳感 器2監(jiān)控實(shí)驗(yàn)過(guò)程。溫度控制方面，在冷箱5中安裝加熱裝置和制冷機(jī)組，以模擬恒定冷室 溫度效果的實(shí)驗(yàn)條件，利用溫度傳感器2對(duì)各個(gè)箱體內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控采集。在計(jì)量箱10外 側(cè)放置防護(hù)熱箱1，其中也配備控溫裝置，以達(dá)減少試件3箱溫度損失的目的，一般將防護(hù) 熱箱1的溫度設(shè)定為等于計(jì)量箱10中的溫度值，利用控制防護(hù)熱箱1的溫度來(lái)減少實(shí)驗(yàn)室 環(huán)境溫度對(duì)計(jì)量箱10的溫度影響。
[0044] 其中，溫度傳感器2采用T型熱電偶，直徑1_，測(cè)量精度0. 5級(jí)，用鋁箔紙