[發(fā)明專利]一種建筑圍護(hù)各種結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)檢測(cè)方法及檢測(cè)設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610922341.3
• 申請(qǐng)日: 2016-10-25
• 公開（公告）號(hào): CN107976465A
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉奇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 劉奇
• 主分類號(hào): G01N25/20
• 分類號(hào): G01N25/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種建筑圍護(hù)各種結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)檢測(cè)方法及檢測(cè)設(shè)備，屬于建筑領(lǐng)域現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法和檢測(cè)設(shè)備，具體涉及用2個(gè)溫度表和1臺(tái)特定電暖器，用一個(gè)專用數(shù)據(jù)處理軟件包，即可在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑圍護(hù)各種結(jié)構(gòu)實(shí)際傳熱系數(shù)的檢測(cè)，圍護(hù)各種結(jié)構(gòu)包括4面墻體、頂棚、地面，各種窗、門、柱和臺(tái)等，均可一次性同時(shí)檢測(cè)出來。

技術(shù)背景

建筑節(jié)能是重要的節(jié)能領(lǐng)域，建筑節(jié)能集中在熱能的有效利用上。要精確計(jì)算建筑消耗的熱能是十分復(fù)雜和困難的，因其影響因素多而復(fù)雜，且又往往是非線性的，并隨環(huán)境變化而變化。因此，任何一種建筑節(jié)能技術(shù)和/或節(jié)能方案，最后真正的節(jié)能效果往往要通過一個(gè)重要的參數(shù)——“實(shí)際傳熱系數(shù)”的大小來驗(yàn)證?！皩?shí)際傳熱系數(shù)”隱含了很多與設(shè)計(jì)、施工和環(huán)境參數(shù)變化的因素，不可能放到實(shí)驗(yàn)室來精確地測(cè)定和計(jì)算，只能在現(xiàn)場(chǎng)通過某種方法與某些儀器的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)。這種在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)“實(shí)際傳熱系數(shù)”的方法和檢測(cè)儀器，我國有住建部頒發(fā)的技術(shù)規(guī)程JGJ/T 357-2015，里面有詳細(xì)的規(guī)定；查近十多年來我國也有20多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)建筑外圍結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的專利中請(qǐng)；市場(chǎng)上也有產(chǎn)成品出售。所有這些規(guī)程、專利和產(chǎn)品中，幾乎都要使用諸如多個(gè)溫度采集點(diǎn)、多點(diǎn)溫度采集系統(tǒng)、恒定加熱器、熱箱、冷箱等復(fù)雜的檢測(cè)設(shè)備和大量的現(xiàn)場(chǎng)安裝和調(diào)試，以及設(shè)備的定期校驗(yàn)和繁瑣的后續(xù)數(shù)據(jù)處理等工作，一般的小型節(jié)能企業(yè)和個(gè)人節(jié)能愛好者較難實(shí)施。而且，上述檢測(cè)方法和設(shè)備，每次只能檢測(cè)有代表性的幾個(gè)結(jié)構(gòu)點(diǎn)。

為了克服上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提出了一種簡便、免安裝、免調(diào)試、高精度和低成本的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法和簡單的配套儀表，能同時(shí)檢測(cè)出幾乎所有結(jié)構(gòu)點(diǎn)的實(shí)際傳熱系數(shù)，并自動(dòng)輸出許多相關(guān)的有用信息。其技術(shù)核心是所發(fā)明的：綜合傳熱系數(shù)Uz、傳熱系數(shù)修正系數(shù)Kx和二次迭代驗(yàn)證法。其檢測(cè)精度可達(dá)4位小數(shù)，而設(shè)備成本只有目前同類產(chǎn)品成本的1/10左右，每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)成本只是同類成本的1/10～1/20。

實(shí)施的內(nèi)容

本發(fā)明的檢測(cè)原理是：一般建筑外圍都有6個(gè)面，每個(gè)面上可能有多個(gè)門、窗、柱、臺(tái)等結(jié)構(gòu)，每個(gè)面及其結(jié)構(gòu)都有原設(shè)計(jì)的傳熱系數(shù)或可估計(jì)的傳熱系數(shù)。

設(shè)各結(jié)構(gòu)的原傳熱系數(shù)為Ui(i＝6～n)，當(dāng)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部連續(xù)地、恒定的供給熱量Qg時(shí)，當(dāng)達(dá)到熱平衡后，整個(gè)建筑向外散發(fā)的總熱量Qf與供熱量Qg應(yīng)該相等，即：

Qg＝Qf(1式)

(1式)中，等式左邊Qg是已知的恒定的供熱量，等式右邊Qf可用下式表示；

Qf＝∑(Si*(Tni-Twi)*Ui)

即：Qg＝∑(Si*(Tni-Twi)*Ui)(2式)

(2式)中，Si：各結(jié)構(gòu)的散熱面積，為預(yù)定的已知數(shù)；

Tni：各結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面溫度，可檢測(cè)的已知數(shù)；

Twi：各結(jié)構(gòu)的外表面溫度，絕大部分可檢測(cè)到，小部分可通過已檢測(cè)到其他記錄推算出來或估計(jì)出來；

Ui：各結(jié)構(gòu)原有設(shè)計(jì)的傳熱系數(shù)，查設(shè)計(jì)資料或可估算出，為預(yù)定的已知數(shù)。

在(2式)中，若某個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了節(jié)能改造，增加了保溫層，則該結(jié)構(gòu)的新的傳熱系數(shù)為：

Ui＝1/(1/Uiy+Hi/λi)(3式)，

(3式)中，Uiy：改造前原傳熱系數(shù)，Hi：新增加保溫材料的厚度(米)，λi：新增加保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)。

從理論上講，(2式)應(yīng)是恒等式，但在實(shí)際中是不等式。因在實(shí)際中，由于存在各種各樣的設(shè)計(jì)誤差、測(cè)量誤差、施工誤差(如門窗縫隙漏風(fēng))和環(huán)境參數(shù)的非線性變化所引起的誤差等等，影響因素及其復(fù)雜和多變，致使(2式)右邊計(jì)算出的散熱量不等于左邊實(shí)際消耗的供熱量。在(2式)中，除了Ui外，其他所有項(xiàng)又都是已知數(shù)或用儀器可檢測(cè)出來的已知數(shù)，所以，致使(2式)變?yōu)椴坏仁降闹饕蚴怯蒛i引起的。

那么，真實(shí)的Ui是多少呢？這正是本發(fā)明所要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題！

為了使(2式)變?yōu)檎嬲暮愕仁剑景l(fā)明提出一個(gè)新的重要的參數(shù)——傳熱系數(shù)修正系數(shù)Kx：有了Kx，(2式)就變?yōu)椋?/p>

Qg＝Kx*(∑(Si*(Tni-Twi)*Ui)(4式)

(4式)就是一個(gè)真正的恒等式了！

那么，Kx是多大呢？Kx是一個(gè)變量，它包含了各種各樣的設(shè)計(jì)誤差、測(cè)量誤差、施工誤差和環(huán)境參數(shù)的非線性變化引起的誤差等等。從(4式)移項(xiàng)變化可得：

Kx＝Qg/(∑(Si*(Tni-Twi)*Ui)(5式)