紅外熱像技術(shù)在建筑外墻熱工缺陷及節(jié)能建筑評(píng)估中的應(yīng)用技術(shù)研究
成果概況
成果類別: | 應(yīng)用技術(shù) | 體現(xiàn)形式: | 新技術(shù) | 課題來(lái)源: | 自選課題 |
起止時(shí)間: | 2012.01 至2014.07 | 研究形式: | 獨(dú)立研究 | 所處階段: | 成熟應(yīng)用階段 |
成果屬性: | 國(guó)外引進(jìn)消化吸收創(chuàng)新 |
成果簡(jiǎn)介
本課題作《紅外熱像技術(shù)在建筑外墻熱工缺陷及節(jié)能建筑評(píng)估中的應(yīng)用技術(shù)研究》項(xiàng)目是四川華西集團(tuán)有限公司自選項(xiàng)目。項(xiàng)目所屬科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域:建筑節(jié)能。
建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)由于設(shè)計(jì)、施工及使用過(guò)程中的原因,建筑的屋面、外墻及門窗洞口等部位常常出現(xiàn)熱橋、滲漏等熱工缺陷。這些缺陷部位削弱了圍護(hù)結(jié)構(gòu)的整體熱工性能,增加了建筑的能耗損失,并且影響到使用者的舒適性。尤其重要的是,僅僅依靠人的肉眼是看不到這些缺陷部位的,而且憑借工程中的過(guò)程控制資料以及現(xiàn)有的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法也不足以判斷其所在部位及嚴(yán)重程度,從而導(dǎo)致很多所謂的節(jié)能建筑,存在著嚴(yán)重建筑熱工缺陷。紅外檢測(cè)運(yùn)用紅外輻射測(cè)量技術(shù)和分析方法對(duì)設(shè)備、材料及其他被測(cè)對(duì)象進(jìn)行測(cè)量。建筑物所處外部溫差使得物體本身與周圍環(huán)境之間產(chǎn)生熱量的交換,引起熱流。如果被檢測(cè)物體存在不連續(xù)性的缺陷,就會(huì)對(duì)熱傳導(dǎo)產(chǎn)生影響,使得熱流在物體內(nèi)部擴(kuò)散和傳遞的過(guò)程中,失去了均勻性。這種熱傳遞的非均勻性會(huì)導(dǎo)致物體的表面溫度出現(xiàn)差別,從而在物體表面形成不同的溫度分布,形成所謂的“高溫區(qū)”和”低溫區(qū)”。
紅外成像檢測(cè)技術(shù)作為一種非接觸檢測(cè)手段,與傳統(tǒng)的方法相比較,它具有不但可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離檢測(cè),檢測(cè)范圍廣,而且測(cè)溫迅速、反應(yīng)靈敏、可以得到直觀形象的熱譜圖,通過(guò)溫度分布的情況對(duì)缺陷及運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判定。
目前技術(shù)只可以定性的判斷建筑物的熱工異常部位,而不可以定量判斷,僅專注于利用紅外檢測(cè)技術(shù)研究建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)及建筑材料中含濕量的影響而未發(fā)現(xiàn)建筑物體表面發(fā)射率、大氣衰減、空天背景輻射對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。實(shí)際測(cè)試中目前僅能在實(shí)驗(yàn)室對(duì)建筑構(gòu)件或材料進(jìn)行熱工性能的測(cè)試,而不能在現(xiàn)場(chǎng)大量的進(jìn)行建成后的整體建筑現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。
課題研究了紅外熱成像技術(shù)在定量測(cè)定建筑物保溫性能的影響因素并提出了應(yīng)對(duì)方案,利用建筑物的紅外熱成像特征對(duì)建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面、內(nèi)表面的熱圖像進(jìn)行分析,得到了無(wú)缺陷圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱圖譜呈現(xiàn)正態(tài)分布狀態(tài),通過(guò)主體區(qū)域平均溫度與缺陷區(qū)域溫度差以及相對(duì)面積的定量評(píng)價(jià),結(jié)合對(duì)流換熱系數(shù)法按照一維穩(wěn)態(tài)的計(jì)算模型,用紅外熱成像法得到外墻的輻射率;在穩(wěn)態(tài)傳熱條件下通過(guò)平壁的熱流密度處處相等的特點(diǎn)首先實(shí)測(cè)出室內(nèi)外環(huán)境溫度、氣流速度,計(jì)算出對(duì)流換熱的熱流密度值 q;然后利用紅外熱像儀確定整片墻體的內(nèi)外表面溫度分布和平均溫度差,進(jìn)一步計(jì)算出墻體熱阻和平均傳熱系數(shù) Km。可以得到直觀形象的熱譜圖并在現(xiàn)場(chǎng)直接對(duì)建筑物保溫性能進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。
主要性能指標(biāo)
1、建筑外窗氣密性評(píng)價(jià)方法及影響因素的確定。
利用紅外輻射檢測(cè)基本原理歸納總結(jié)出利用紅外熱像儀進(jìn)行外窗氣密性檢測(cè)時(shí)對(duì)結(jié)果有顯著影響的:發(fā)射率、大氣衰減、背景輻射、檢測(cè)距離等影響因素;并通過(guò)工程案例提出利用熱譜圖的溫度信息進(jìn)行氣密性能的理論可行性及定性判斷的方法.
2、紅外熱像法圍護(hù)結(jié)構(gòu)平均傳熱系數(shù)檢測(cè)。
通過(guò)對(duì)含有熱工缺陷(如熱橋)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱過(guò)程分析,提出經(jīng)過(guò)改進(jìn)后的“對(duì)流系數(shù)法”,對(duì)計(jì)算表面平均溫度時(shí)面積加權(quán)的修正;提出現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試平均傳熱系數(shù)的紅外法,主要是測(cè)試條件、參數(shù)選擇及熱譜圖的后期處理;并通過(guò)工地實(shí)際測(cè)試,將新方法計(jì)算的結(jié)果與按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中推薦的方法計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,說(shuō)明新方法的可靠性高。
3、研究理論通過(guò)工程實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證,并研發(fā)了一種適用于紅外熱成像檢測(cè)用的標(biāo)識(shí)靶彈實(shí)用型新專利產(chǎn)品
應(yīng)用前景
主要應(yīng)用行業(yè): | 建筑業(yè) | 知識(shí)產(chǎn)權(quán)形式: | 專利 |
應(yīng)用狀態(tài): | 產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用 | 擬轉(zhuǎn)化方式: |
單位概況
完成單位: | 四川省建筑科學(xué)研究院 | ||
單位地址: | 四川省成都市金牛區(qū)一環(huán)路北三段55號(hào) | ||
單位電話: | 028-83331213;83371320 |
聯(lián)系方式
聯(lián)系人: | 張劍峰 | 聯(lián)系人電話: | 028-83338376 | 聯(lián)系人Email: | 20966662@qq.com |
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