[發(fā)明專利]一種建筑材料表面綜合輻射吸收系數(shù)的測量系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810407965.0
• 申請日: 2018-05-02
• 公開（公告）號: CN108956688B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發(fā)明（設計）人: 周林仁;陳蘭;羅婷;梁春芳;姚俊杰
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 44245 廣州市華學知識產(chǎn)權代理有限公司
• 代理人: 劉巧霞<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種建筑材料表面綜合輻射吸收系數(shù)的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括保溫隔熱箱、太陽總輻射傳感器、風速儀、小型自動氣象站、熱電偶溫度傳感器、氣溫傳感器、水溫傳感器以及建筑材料試件；

所述建筑材料試件水平放置于保溫隔熱箱頂部，與保溫隔熱箱構成一個封閉箱體，在保溫隔熱箱內(nèi)設置水溫傳感器，用于測量保溫隔熱箱內(nèi)水的溫度；在建筑材料試件表面設置多個熱電偶溫度傳感器，用于測量建筑材料試件的溫度；在測試環(huán)境中設置氣溫傳感器，用于測量大氣的溫度；在距離所述建筑材料試件3米之內(nèi)設置太陽總輻射傳感器和風速儀；所述太陽總輻射傳感器用于測定太陽總輻射量；所述風速儀用于測定流經(jīng)建筑材料試件外表面的風速；所述小型自動氣象站用于與太陽總輻射傳感器、風速儀、熱電偶溫度傳感器、氣溫傳感器和水溫傳感器連接，進行數(shù)據(jù)實時采集和存儲。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種建筑材料表面綜合輻射吸收系數(shù)的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述建筑材料試件為板狀，其長度和寬度與保溫隔熱箱的保溫蓋相同，厚度視材料特性選取；在所述建筑材料試件上表面和內(nèi)表面布設熱電偶溫度傳感器，對于吸水性建筑材料試件，除了與空氣接觸的外表面，其余表面都進行防水處理。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種建筑材料表面綜合輻射吸收系數(shù)的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽總輻射傳感器和風速儀不能遮擋建筑材料試件外表面的輻射；所述風速儀、太陽總輻射傳感器、建筑材料試件上布設的熱電偶溫度傳感器、保溫隔熱箱內(nèi)水溫傳感器和外部環(huán)境氣溫傳感器均接入一個小型自動氣象站進行數(shù)據(jù)實時采集和存儲。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種建筑材料表面綜合輻射吸收系數(shù)的測量系統(tǒng)，其特征在于，在所述保溫隔熱箱內(nèi)安裝電熱裝置，用于控制保溫隔熱箱內(nèi)水的溫度；在所述保溫隔熱箱內(nèi)安裝水循環(huán)裝置，使保溫隔熱箱內(nèi)的水緩慢流動形成內(nèi)循環(huán)，確保箱內(nèi)水的溫度一致。

5.一種建筑材料表面綜合輻射吸收系數(shù)的測量方法，其基于權利要求1-4任意一項所述的建筑材料表面綜合輻射吸收系數(shù)的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述方法的具體步驟包括：

(1)通過對系統(tǒng)進行連續(xù)測量得到保溫隔熱箱內(nèi)水的熱損曲線，并采用二次多項式對熱損曲線進行函數(shù)擬合；

(2)用建筑材料試件取代保溫隔熱箱蓋板，打開箱內(nèi)水循環(huán)裝置和電熱裝置，加熱水溫至37-38℃之間，關閉電熱裝置并保持水循環(huán)裝置開啟，對流經(jīng)建筑材料試件外表面的風速、建筑材料試件溫度、箱內(nèi)水溫以及大氣溫度進行連續(xù)測量，直至水溫基本穩(wěn)定，即在30分鐘內(nèi)變化不超過0.3℃；

(3)選取測試過程中的某個時間段，計算系統(tǒng)的熱變化量；

(4)根據(jù)對流熱交換理論，計算建筑材料試件外表面與空氣對流交換的熱量；

(5)根據(jù)步驟(1)得到的保溫隔熱箱熱損曲線，計算所選取時間段內(nèi)保溫隔熱箱的熱損量；

(6)計算凈輻射熱交換量測試值、建筑材料試件外表面的凈輻射量以及建筑材料表面綜合輻射吸收系數(shù)；

(7)更換不同材料的試件，重復步驟(2)～(6)，測量得到不同建筑材料的表面綜合輻射吸收系數(shù)；對同一次試驗的數(shù)據(jù)取多段，分別計算建筑材料表面綜合輻射吸收系數(shù)并取平均值。

6.根據(jù)權利要求5所述的一種建筑材料表面綜合輻射吸收系數(shù)的測量方法，其特征在于，所述步驟(3)中所選取時間段的熱變化量，計算方法為：

Q_t＝c_wm_w(T_w1-T_w0)+c_sm_s(T_s1-T_s0)

其中，c_w和c_s分別表示水和建筑材料的比熱容；m_w和m_s分別表示水和建筑材料的質量；T_w0和T_w1分別表示所選取時間段開始和終止時刻水的溫度；T_s0和T_s1分別表示所選取時間段開始和終止時刻建筑材料的溫度。