紅外熱像技術(shù)定量檢測建筑外墻熱工性能的研究

1、申請人：解國梁申請人：解國梁導(dǎo)導(dǎo) 師：申向東師：申向東2022-3-242報(bào)告組成報(bào)告組成5 5、研究技術(shù)路線和方法、研究技術(shù)路線和方法2022-3-2431.建筑節(jié)能是世界建筑發(fā)展的基本趨勢。建筑節(jié)能是世界建筑發(fā)展的基本趨勢。2.我國建筑能耗巨大，占能源消費(fèi)總量的我國建筑能耗巨大，占能源消費(fèi)總量的30%左右。左右。3.節(jié)能目標(biāo)不斷提高，對建筑節(jié)能檢測提出更節(jié)能目標(biāo)不斷提高，對建筑節(jié)能檢測提出更高要求。高要求。4.當(dāng)前現(xiàn)場節(jié)能檢測方法有諸多不足。當(dāng)前現(xiàn)場節(jié)能檢測方法有諸多不足。2022-3-244 1.發(fā)展一種快速、準(zhǔn)確、操作方便的建筑節(jié)能檢發(fā)展一種快速、準(zhǔn)確、操作方便的建筑節(jié)能檢測技術(shù)，從而

2、為建筑節(jié)能效果的評價提供一種可測技術(shù)，從而為建筑節(jié)能效果的評價提供一種可行的簡便辦法，供有關(guān)質(zhì)量檢測部門進(jìn)行相關(guān)使行的簡便辦法，供有關(guān)質(zhì)量檢測部門進(jìn)行相關(guān)使用時參考。用時參考。 2.節(jié)能測試是保證建筑過程節(jié)能質(zhì)量、綜合評價節(jié)能測試是保證建筑過程節(jié)能質(zhì)量、綜合評價建筑熱環(huán)境質(zhì)量與建筑物節(jié)能效果的重要手段。建筑熱環(huán)境質(zhì)量與建筑物節(jié)能效果的重要手段。掌握科學(xué)的、規(guī)范化的節(jié)能測試方法，對提高節(jié)掌握科學(xué)的、規(guī)范化的節(jié)能測試方法，對提高節(jié)能設(shè)計(jì)水平、保證節(jié)能質(zhì)量、取得全面的技術(shù)經(jīng)能設(shè)計(jì)水平、保證節(jié)能質(zhì)量、取得全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，具有重要意義。濟(jì)效果，具有重要意義。2022-3-2452022-3-246

3、1.闡述紅外熱像檢測原理和紅外熱像儀闡述紅外熱像檢測原理和紅外熱像儀IR FLEXCAM T TI45的的結(jié)構(gòu)和檢測方法及分析軟件結(jié)構(gòu)和檢測方法及分析軟件SmartView(TM)處理紅外熱像圖的具處理紅外熱像圖的具體功能。體功能。 2. 對大慶市典型建筑的節(jié)能狀況進(jìn)行紅外熱像檢測，并對所獲得對大慶市典型建筑的節(jié)能狀況進(jìn)行紅外熱像檢測，并對所獲得的紅外熱像圖像進(jìn)行分析處理。的紅外熱像圖像進(jìn)行分析處理。 3.對墻體傳熱過程進(jìn)行理論分析，推導(dǎo)出計(jì)算墻體主要熱工參數(shù)對墻體傳熱過程進(jìn)行理論分析，推導(dǎo)出計(jì)算墻體主要熱工參數(shù)的理論公式。的理論公式。 4.對典型建筑外墻進(jìn)行紅外熱像測試，進(jìn)行定量化分析，并與

4、熱對典型建筑外墻進(jìn)行紅外熱像測試，進(jìn)行定量化分析，并與熱流計(jì)法測試結(jié)果相比較。流計(jì)法測試結(jié)果相比較。 5.提出對大規(guī)模住宅小區(qū)，建筑群用紅外熱像儀定量檢測的節(jié)能提出對大規(guī)模住宅小區(qū)，建筑群用紅外熱像儀定量檢測的節(jié)能檢測方法。檢測方法。2022-3-24選定典型建筑選定典型建筑紅外熱像法紅外熱像法對比對比分析紅外熱像法分析紅外熱像法可行性可行性熱流計(jì)法熱流計(jì)法傳熱系數(shù)傳熱系數(shù)K熱流計(jì)熱流計(jì)傳熱系數(shù)傳熱系數(shù)K紅外紅外2022-3-2481.2008年年9月月2009年年12月：課程學(xué)習(xí)；月：課程學(xué)習(xí)；2.2009年年9月月2010年年2月：查文獻(xiàn)，選擇研月：查文獻(xiàn)，選擇研究問題；究問題；3.201

5、0年年3月月2010年年12月：實(shí)驗(yàn)研究；月：實(shí)驗(yàn)研究；4.2010年年9月月2011年年3月，準(zhǔn)備學(xué)位論文及月，準(zhǔn)備學(xué)位論文及答辯答辯 。2022-3-249 熱流計(jì)法是目前國內(nèi)外常用的現(xiàn)場測試方法熱流計(jì)法是目前國內(nèi)外常用的現(xiàn)場測試方法。國際標(biāo)準(zhǔn)。國際標(biāo)準(zhǔn)建筑構(gòu)件熱阻和傳熱系數(shù)的建筑構(gòu)件熱阻和傳熱系數(shù)的現(xiàn)場測量現(xiàn)場測量(ISO9869)，美國標(biāo)準(zhǔn)，美國標(biāo)準(zhǔn)建筑圍建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件熱流和溫度的現(xiàn)場測試護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件熱流和溫度的現(xiàn)場測試(ASTMC1046-95)和和由現(xiàn)場數(shù)據(jù)確定建筑由現(xiàn)場數(shù)據(jù)確定建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件熱阻圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件熱阻(ASTMC1155-95)都對都對熱流計(jì)測試方法做了詳細(xì)規(guī)定。熱流

6、計(jì)測試方法做了詳細(xì)規(guī)定。2022-3-24102022-3-2411CET-TR21wRRRi1KE-熱流計(jì)讀數(shù)（熱流計(jì)讀數(shù)（mv）;C-熱流計(jì)側(cè)頭系數(shù)熱流計(jì)側(cè)頭系數(shù)2022-3-2412局限性：局限性： 1.受季節(jié)限制，只能在采暖期測試；受季節(jié)限制，只能在采暖期測試； 2.檢測周期長，不少于檢測周期長，不少于96h； 3.以點(diǎn)帶面，受被測點(diǎn)的熱工缺陷影響大以點(diǎn)帶面，受被測點(diǎn)的熱工缺陷影響大。 4.適合串聯(lián)勻質(zhì)墻體，對于并聯(lián)空心砌塊測適合串聯(lián)勻質(zhì)墻體，對于并聯(lián)空心砌塊測量困難。量困難。 熱箱法作為實(shí)驗(yàn)室檢測建筑構(gòu)件熱工性能熱箱法作為實(shí)驗(yàn)室檢測建筑構(gòu)件熱工性能的方法使用由來已久的方法使用由來已久

7、,發(fā)展較為成熟發(fā)展較為成熟,并頒布并頒布有國際、國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)有國際、國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn),但用來進(jìn)行現(xiàn)場檢測但用來進(jìn)行現(xiàn)場檢測建筑物熱阻或傳熱系數(shù)的熱箱法還處于研建筑物熱阻或傳熱系數(shù)的熱箱法還處于研究當(dāng)中。究當(dāng)中。2022-3-24132022-3-2414)(eiTTAQkQ-通過試件功率，通過試件功率，W;A-熱箱開口面積，熱箱開口面積，m2;Ti-熱箱空氣溫度，熱箱空氣溫度，；Te-室外空氣溫度，室外空氣溫度，。2022-3-2415局限性局限性： 1.不能測試熱橋及不規(guī)則部位；不能測試熱橋及不規(guī)則部位； 2.檢測需要的儀器設(shè)備多，安裝搬運(yùn)的工作量大；檢測需要的儀器設(shè)備多，安裝搬運(yùn)的工作量大； 3.

8、消除誤差較困難，環(huán)境在變，標(biāo)定熱箱不適宜；消除誤差較困難，環(huán)境在變，標(biāo)定熱箱不適宜； 4.為滿足一維傳熱假定，加熱面的高和寬至少為墻厚為滿足一維傳熱假定，加熱面的高和寬至少為墻厚8-10倍，即熱箱加熱面的高、寬至少倍，即熱箱加熱面的高、寬至少2m以上，現(xiàn)場檢以上，現(xiàn)場檢測難以實(shí)現(xiàn)。測難以實(shí)現(xiàn)。2022-3-2416基本原理與熱流計(jì)法基本原理與熱流計(jì)法相同相同,它利用控溫箱它利用控溫箱控制溫度控制溫度,模擬采暖模擬采暖期建筑物的熱工狀況期建筑物的熱工狀況,用熱流計(jì)法測定被用熱流計(jì)法測定被測對象的傳熱系數(shù)。測對象的傳熱系數(shù)。甘肅省建材甘肅省建材科研設(shè)計(jì)院科研設(shè)計(jì)院 田斌守田斌守2022-3-241

9、7常功率平面熱源法是非穩(wěn)態(tài)法中一種比較常用的方法常功率平面熱源法是非穩(wěn)態(tài)法中一種比較常用的方法 。其現(xiàn)場。其現(xiàn)場檢測的方法是在墻體內(nèi)表面人為地加上一個合適的平面恒定熱檢測的方法是在墻體內(nèi)表面人為地加上一個合適的平面恒定熱源源,對墻體進(jìn)行一定時間的加熱對墻體進(jìn)行一定時間的加熱,通過測定墻體內(nèi)外表面的溫度響通過測定墻體內(nèi)外表面的溫度響應(yīng)來辨識出墻體的傳熱系數(shù)應(yīng)來辨識出墻體的傳熱系數(shù),該系統(tǒng)一般用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法仿該系統(tǒng)一般用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法仿真求解。真求解。 同濟(jì)大學(xué)同濟(jì)大學(xué) 黃崢黃崢局限性：局限性：1.工作技術(shù)性要求高，現(xiàn)場測試適用性有待研究；工作技術(shù)性要求高，現(xiàn)場測試適用性有待研究；2.現(xiàn)場測

10、試需大量后續(xù)工作，包括設(shè)備開發(fā)，系統(tǒng)編程等。現(xiàn)場測試需大量后續(xù)工作，包括設(shè)備開發(fā)，系統(tǒng)編程等。 在自然界中，任何高于絕對零度（在自然界中，任何高于絕對零度（-273 ）的物）的物體都是紅外輻射源，紅外線的輻射特性就是紅外體都是紅外輻射源，紅外線的輻射特性就是紅外熱像法的理論依據(jù)和檢測技術(shù)的重要物理基礎(chǔ)。熱像法的理論依據(jù)和檢測技術(shù)的重要物理基礎(chǔ)。紅外熱像儀利用紅外掃描原理可測量物體表面溫紅外熱像儀利用紅外掃描原理可測量物體表面溫度分布，即熱像圖或溫度圖。熱像圖的每一點(diǎn)對度分布，即熱像圖或溫度圖。熱像圖的每一點(diǎn)對應(yīng)一定的溫度，可根據(jù)顏色的深淺判讀溫度的高應(yīng)一定的溫度，可根據(jù)顏色的深淺判讀溫度的高低

11、，相同顏色表示溫度相同。低，相同顏色表示溫度相同。2022-3-24182022-3-2419優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 1.直觀顯示物體表面溫度場；直觀顯示物體表面溫度場； 2.溫度分辨率高；溫度分辨率高； 3.可采用多種方式顯示；可采用多種方式顯示； 4.可進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲和計(jì)算機(jī)可進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲和計(jì)算機(jī)處理；處理； 5.非接觸測量。非接觸測量。2022-3-2420實(shí)測實(shí)測NJ-dry3001導(dǎo)導(dǎo)熱系數(shù)測定儀熱系數(shù)測定儀-導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù) （單位（單位:w/mk）-材料厚度（單位：材料厚度（單位：m)2022-3-2421w22111RRkiii K-被測物的傳熱系數(shù)被測物的傳熱系數(shù), W/(m2K) ；Ri-被測物內(nèi)表面換熱阻被測物內(nèi)表面換熱阻,m2k/w；Rw-被測物外表面換熱阻被測物外表面換熱阻, m2k/w。1.選定代表性測區(qū)；選定代表性測區(qū)；2.拍攝紅外熱像圖，同時測定室內(nèi)、外溫度拍攝紅外熱像圖，同時測定室內(nèi)、外溫度ti及及to；3.用熱像圖分析軟件用熱像圖分析軟件