本發(fā)明屬于建筑科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體講就是涉及一種固固相變保溫材料等效導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)評(píng)方法，用于測(cè)評(píng)固固相變保溫材料等效導(dǎo)熱系數(shù)。

背景技術(shù)：

建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施之前建筑的設(shè)計(jì)和建造不注重外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱，導(dǎo)致室內(nèi)熱環(huán)境惡劣。而隨著人民生活水平的提高，對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境的舒適性提出了越來越高的要求。隨著空調(diào)的普及，室內(nèi)熱環(huán)境得到了改善，但同時(shí)帶來的卻是建筑能耗的急劇增加。如何在保證人員熱舒適的前提下盡量減少空調(diào)能耗，成為越來越緊迫的問題。

相變材料的投入使用，使建筑外墻的熱惰性和蓄熱能力顯著提高，有效降低建筑能耗，有利于降低室內(nèi)溫度波動(dòng)，從而滿足建筑物內(nèi)人們對(duì)于熱舒適性的需求?？梢耘c建筑物的采暖和空調(diào)系統(tǒng)結(jié)合使用，結(jié)合峰谷電價(jià)的政策，利用夜間廉價(jià)電運(yùn)行，以提供白天全部或部分采暖或制冷所需的熱量或冷量，緩解建筑物的能量供求在時(shí)間和強(qiáng)度上不匹配的矛盾，起到削峰填谷的作用，達(dá)到節(jié)能減排的目的。同時(shí)減少了外墻厚度，有效減輕建筑物本身重量，從另一方面看，節(jié)約了建筑材料，達(dá)到了節(jié)約資源以及成本的效果，并且相變材料能夠循環(huán)使用，熱性能基本不變。

中國(guó)專利201210381729.9公開了一種在建筑物上使用的相變建筑保溫材料熱工性能的測(cè)試方法，將模擬試驗(yàn)箱箱體分為熱室和冷室，熱室和冷室間用相變儲(chǔ)能建筑材料待測(cè)試件隔斷，熱室和冷室內(nèi)裝有發(fā)熱和制冷裝置，熱室內(nèi)待測(cè)試件中央位置上粘貼上熱流計(jì)，熱流計(jì)上下邊各粘貼熱電阻，冷室內(nèi)對(duì)應(yīng)熱室內(nèi)熱流計(jì)位置粘貼熱電阻，熱流計(jì)和熱電阻與無紙記錄儀聯(lián)接，開啟發(fā)熱和制冷裝置，待冷室溫度降至采暖期室外平均氣溫，模擬試驗(yàn)箱的熱室溫度達(dá) 到18℃，自動(dòng)記錄處于熱室和冷室中的試件兩側(cè)溫度和熱流密度，求出相變儲(chǔ)能材料層的熱阻后，按熱工學(xué)規(guī)定的傳熱系數(shù)的關(guān)系計(jì)算。但是該測(cè)試方法僅在一個(gè)箱體內(nèi)的冷側(cè)熱側(cè)進(jìn)行傳熱效果測(cè)試，測(cè)試得到的參數(shù)值過少，且無法準(zhǔn)確得到相變材料的各種性能。

中國(guó)專利201520976032.5公開了一種相變墻體整體保溫隔熱效果測(cè)試裝置包括實(shí)驗(yàn)箱體，其特征在于：所述實(shí)驗(yàn)箱體為盒裝，盒裝實(shí)驗(yàn)箱體的前后左右四面的箱壁上都設(shè)有左測(cè)試洞口和右測(cè)試洞口，所述左測(cè)試洞口裝有常規(guī)材料測(cè)試墻體，所述右測(cè)試洞口裝有相變材料測(cè)試墻體。本發(fā)明提供的一種固固相變材料等效導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試裝置，能真實(shí)的模擬建筑物四個(gè)朝向受太陽輻射照射強(qiáng)度和照射時(shí)間不同的特點(diǎn)，一次性測(cè)出四個(gè)朝向上和普通墻體的對(duì)比效果。但是該技術(shù)方案并沒有公開具體的測(cè)試方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是基于上述中國(guó)專利201520976032.5公開的測(cè)試裝置，利用該測(cè)試裝置提供一種固固相變保溫材料等效導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)評(píng)方法，用于測(cè)評(píng)固固相變保溫材料等效導(dǎo)熱系數(shù)。

技術(shù)方案

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種固固相變保溫材料等效導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)評(píng)方法，其特征在于，它包括以下幾個(gè)步驟：

(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)工況要求，準(zhǔn)備測(cè)試箱體，在八個(gè)箱體的洞口砌筑基墻及保溫材料，調(diào)試空調(diào)設(shè)備；

(2)根據(jù)測(cè)點(diǎn)布置方案布置測(cè)點(diǎn)，連接溫度傳感器、數(shù)據(jù)采集儀；

(3)關(guān)閉恒溫防護(hù)熱箱、箱體房所有門窗；根據(jù)實(shí)驗(yàn)工況要求，打開空調(diào)或加熱器，待箱體房?jī)?nèi)溫度達(dá)到設(shè)定值，并保持穩(wěn)定；

(4)打開計(jì)算機(jī)、測(cè)試儀及配套測(cè)試軟件，設(shè)置測(cè)試記錄時(shí)間間隔為15min～30min，開始測(cè)試并自動(dòng)記錄，連續(xù)測(cè)試時(shí)間72h以上；

(5)實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)束，關(guān)閉測(cè)試儀、整理實(shí)驗(yàn)設(shè)備,從數(shù)據(jù)采集儀導(dǎo)出測(cè)試數(shù) 據(jù)；

(6)按下列公式計(jì)算出保溫層材料的導(dǎo)熱系數(shù)

其中：

δ——保溫層的厚度(m)；

T_1w——外覆保溫材料的整個(gè)四面墻體內(nèi)表面平均溫度(℃)；

T_2w——外覆保溫材料的整個(gè)四面墻體外表面平均溫度(℃)；

Q_w——通過外覆保溫材料的整個(gè)四面墻體的熱流量平均值(W/m²)；

T_1jq——基層墻體四面墻體內(nèi)表面平均溫度(℃)；

T_2jq——基層墻體四面墻體外表面平均溫度(℃)；

Q_jq——基層墻體四面墻體的熱流量平均值(W/m²)；

有益效果

本發(fā)明提供一種固固相變保溫材料等效導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)評(píng)方法，用于測(cè)評(píng)固固相變保溫材料等效導(dǎo)熱系數(shù)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

在進(jìn)行固固相變保溫材料等效導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)評(píng)過程中，首先進(jìn)行基層墻體測(cè)試工況：打開空調(diào)，保持室內(nèi)空氣溫度26℃，測(cè)試八個(gè)箱體洞口基層墻體內(nèi)外表面的溫度及通過墻體內(nèi)表面的熱流密度；

然后在夏季時(shí)，室外天氣條件下，打開空調(diào)，保持室內(nèi)空氣溫度26℃，測(cè)試八個(gè)箱體洞口填充墻內(nèi)外表面的溫度及通過墻體內(nèi)表面的熱流密度；

在冬季天氣條件下，打開加熱器，保持室內(nèi)外空氣溫差15℃以上，測(cè)試八個(gè)箱體洞口填充墻內(nèi)外表面的溫度及通過墻體內(nèi)表面的熱流密度。

無論在進(jìn)行上述那種情況下的測(cè)試其步驟包括以下幾步：

第一步，準(zhǔn)備測(cè)試箱體，在八個(gè)箱體的洞口砌筑基墻及保溫材料，調(diào)試空調(diào)設(shè)備；

第二步，根據(jù)測(cè)點(diǎn)布置方案布置測(cè)點(diǎn)，連接溫度傳感器、數(shù)據(jù)采集儀；

第三步，關(guān)閉恒溫防護(hù)熱箱、箱體房所有門窗；根據(jù)實(shí)驗(yàn)工況要求，打開空調(diào)或加熱器，待箱體房?jī)?nèi)溫度達(dá)到設(shè)定值，并保持穩(wěn)定；

第四步，打開計(jì)算機(jī)、測(cè)試儀及配套測(cè)試軟件，設(shè)置測(cè)試記錄時(shí)間間隔為25min，開始測(cè)試并自動(dòng)記錄，連續(xù)測(cè)試時(shí)間72h以上；

第五步，實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)束，關(guān)閉測(cè)試儀、整理實(shí)驗(yàn)設(shè)備,從數(shù)據(jù)采集儀導(dǎo)出測(cè)試數(shù)據(jù)；

第六步，按下列步驟計(jì)算出保溫層材料的導(dǎo)熱系數(shù)

(a)計(jì)算墻體的熱阻和傳熱阻，具體計(jì)算過程如下：

熱阻：R＝(T₁-T₂)/Q (i)

傳熱阻：R₀＝R_i+R+R_e (ii)

式中：T₁──四面墻體內(nèi)表面平均溫度(℃)；

T₂──四面墻體外表面平均溫度(℃)；

Q──通過四面墻體的熱流量平均值(W/m²)；

R_i——實(shí)驗(yàn)墻體的內(nèi)表面換熱阻；

R_e——實(shí)驗(yàn)墻體的外表面換熱阻；

(b)根據(jù)傳熱阻計(jì)算墻體的傳熱系數(shù),具體計(jì)算過程如下：

傳熱系數(shù)：K＝1/R₀ (iii)

式中：R₀──傳熱阻

(c)材料層的導(dǎo)熱系數(shù)可由其熱阻推算得到,具體推導(dǎo)過程如下，首先保溫層熱阻的計(jì)算公式為：

式中：R_bw——保溫層的熱阻(m²·K/W)；

δ——保溫層的厚度(m)；

λ——保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)(W/m·K)；

實(shí)驗(yàn)墻體中保溫層的熱阻計(jì)算公式為：

R_bw＝R_w-R_jq (v)

通過公式(i)得到：

R_w＝(T_1w-T_2w)/Q_w

R_jq＝(T_1jq-T_2jq)/Q_jq

式中：R_bw——保溫層的熱阻(m²·K/W)；

R_jq——基層墻體的熱阻(m²·K/W)；

R_w——外覆保溫材料的整個(gè)墻體的熱阻(m²·K/W)；

由上推出保溫層材料的導(dǎo)熱系數(shù)計(jì)算公式：

其中：

δ——保溫層的厚度(m)；

T_1w——外覆保溫材料的整個(gè)四面墻體內(nèi)表面平均溫度(℃)；

T_2w——外覆保溫材料的整個(gè)四面墻體外表面平均溫度(℃)；

Q_w——通過外覆保溫材料的整個(gè)四面墻體的熱流量平均值(W/m²)；

T_1jq——基層墻體四面墻體內(nèi)表面平均溫度(℃)；

T_2jq——基層墻體四面墻體外表面平均溫度(℃)；

Q_jq——基層墻體四面墻體的熱流量平均值(W/m²)；

經(jīng)過測(cè)試在冬季工況下，非相變保溫材料(無機(jī)保溫砂漿)等效導(dǎo)熱系數(shù)為0.075W/m·K，相變保溫材料等效導(dǎo)熱系數(shù)為0.028W/m·K。

在夏季工況下，非相變保溫材料(無機(jī)保溫砂漿)等效導(dǎo)熱系數(shù)為0.084W/m·K，相變保溫材料等效導(dǎo)熱系數(shù)為0.029W/m·K。

通過計(jì)算結(jié)果可知非相變保溫材料(無機(jī)保溫砂漿)等效導(dǎo)熱系數(shù)與實(shí)驗(yàn)室穩(wěn)態(tài)法測(cè)試的導(dǎo)熱系數(shù)基本一致，故可知該方法可用于測(cè)試相變保溫材料用于節(jié)能計(jì)算的導(dǎo)熱系數(shù)。