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建筑幕墙门窗保温性能检测装置及其热流系数的标定
点击次数:4471 更新时间:2015-07-07

    采用标定热箱法所建立的建筑幕墙门窗保温性能检测装置BHR的系统配置实验数据的采集及处理实验工况参数的选定和该装置热流系数的标定。
    2695民用建筑节能设计标准的实施,建筑工程对建筑构件的物理性能提出了更高要求。为了满足建筑节能要求,适应我国建筑门窗产品构造及型式更加多样化发展的需要,为生产厂家提供改进产品性能的依据及指导新产品的试制,保证建筑工程所需数据的准确性,我们根据多年门窗保温性能检测工作中积累的经验,参照建筑外窗保温性能分级及检测方法修编送审稿的有关规定,研制开发了建筑幕墙门窗保温性能检测装置8目前,国内已有的建筑门窗保温性能检测装置多采用标定热箱法建立,但由于各自构造及标定方法不尽相同等技术方面的原因,有部分检测装置不能满足建筑门窗保温性能检测试验的要求。为确保建筑门窗保温性能的测量精度,在此简要介绍建筑幕墙门窗保温性能检测装置的系统配置实验数据的采集及处理实验工况参数的选定,以及该检测装置热流系数的标定。
    建筑幕墙门窗保温性能检测装置8,基于稳定传热原理采用标定热箱法建立。试件侧为热箱,模拟采暖建筑冬季室内气候条件,另侧为冷箱,模拟冬季室外气候条件。
    检测装置主要由热箱冷箱试件框环境空间和数据采集及处理系统等部分组成。热箱开口尺寸为24,腿2800腿宽父高,进深为2000腿,内设电加热器,通过自动控制系统保证热箱内空气温度恒温。试件框由固定和活动部分组成,通过活动块的不同组合,可形成种规格的试件框洞口,以适应不同规格试件的安装要求;试件框外缘尺寸与热箱开口部处的内缘尺寸相等。冷箱通过安装在箱内的蒸发器对空气进行降温采用控制电加热器辅助加热的方法使冷箱内的空气温度恒定,并利用隔风板和轴流风机进行3虽迫对流,使沿试件面形成自上而下温度波动幅度小于等于03,8丁13右592规定平面内的平均风速达到3.0以3左右的均匀气流。热箱冷箱外壁及试件框的构造材料均采用符合国家标准规定的复合保温板,其面黑度值为
    检测装置设置在无外窗围护结构内面进行了绝热处理的试验室内,具有良好的保温性能和热稳定性。试验室内设有空调器用来保证热箱外壁内外面面积加权平均温差小于l.OK环境空间空气温度波动小于等于
    2.2实验数据的采集及处理⑴温度传感器的选择及测点布置采用丝径为4的铜丝和康铜丝制作的铜康铜热电偶经中国计量科学研究院检定,作为温度传感器。根据试验要求,共设置近150个热电偶作为固定测温点热室外壁和试件框面测温点及冷热室空气测温点和非固定测温点试件和填充板面测温点。
    ⑵通过HWD系统进行实验数据的采集及处理,其界面直观方便。温度传感器信息由HWD系统采集后,送入计算机存储,并自动按照程序进行计算。数据采集时间间隔可任意设定,试验结果可随时输出。
    2.3实验工况参数的确定热箱空气温度设定在1820之间,温度波动幅度小于等于0.1箱内空气为自然对流。冷箱空气温度设定为单玻窗90,单框双玻窗或双层窗1912冷箱空气温度波动幅度小于等于3尺;冷箱内气流的平均风速设定为3.0以
    2.4传热系数的计算当冷热箱和环境空气温度稳定小时之后,每隔30分钟测量次参数1.风402403,共测六次。由各自的平均值根据下式计算门窗的传热系数值为热箱电暖气加热功率由数字有功功率读出,1;M1M2分别为热箱外壁试件框热流系数,WK;601402分别为热箱外壁内外试件框热侧冷侧面面积加权平均温度之差,尺;SA分别为填充板试件的面积,2;加3为填充板两面的平均温差,尺;41为热箱空气平均温度与冷箱空气平均温度之差,心A为填充板的热导率,1幻;3检测装置热流系数的标定建筑幕墙门窗保温性能检测装置为标定热箝法试验装置,其热流系数的标定是项重要而细致的工作,必须认真对待。
    标定试验是利用已知热导率人值的标准试件进行的。将热箱的个外壁视为个热流计,试件框为个热流计,改变热箱外壁内外面面积加权平均温差60即可按下面两式联解求出热箱外壁热流系数1和试件框热流系数00分别为两次标定试验的热箱电暖气加热功率401分别为两次标定试验的热箱外壁内外面面积加权平均温差,402602分别为两次标定试验的试件框热侧与冷侧面面积加权平均温差小;Ab为标准试件的热导率,Wパm2,K,么01么02403为第次标定试验测量的参数,右上角标有的参数,为第次标定试验测量的参数。
    采用经过长期存放厚度为50左右的聚苯乙烯泡沫塑料板密度为2013作为标准试件。标准试件的规格与所标定试件框洞口尺寸相同。标准试件的热导率1界尺值是在与标定试验温度相近的温差条件下,采用0处1平板导热系数测定仪测得的。
    3.2标准试件的安装及测温点的设置⑴标定单层窗包括单玻窗和双玻窗情况用与试件框洞口规格相同的标准板安装在洞口上,标准板外面与试件框冷侧面距离为5,1;标准板与试件框洞口周边之间的缝隙用聚苯乙烯泡沫塑料条填塞,并密封。在标准板内外面各均匀布置9个铜康铜热电偶。
    ⑵标定双层窗情况在试件框洞口上安装两块标准板。第块标准板的安装位置与单层窗标定试验的标准板位置相同,第块标准板的安装位置距第块标准板内面100.标准板周边与试件框洞口之间的缝隙用聚苯乙烯泡沫塑料条填塞,并密封。在第块标准板的内外两侧面各均匀布置9个铜康铜热电偶。
    ⑶标定门情况门洞口标准板的安装要求同⑴。
    3.3加权平均温度的计算热箱外壁内外面面积加权平均温度之差及试件框热侧冷侧面面积加权平均温度之差,按下列公式进行计算,邱巧+8式中tjpl,tjp2热箱外壁内外面面积加权平均温度,tjp3tp4试件框热侧面与冷侧面面积加权平均温度,tt2,t3,t4,t5分别为热箱个外壁的内面平均温度,SS2JhSoS5分别为热箱个外壁的内面面积,爪2;t6t7t8t9t10分别为热箱个外壁的夕面平均温度,S6S7S8S9S1Q分别为热箱个外壁的外面面积,2;tnt12t13t14分别为试件框热侧面平均温度,t15t16t17t18分别为试件框冷侧面平均温度,S,S12Sl3S14垂直于热流方向划分的试件框面积,
    3.4标定方法我们对两种规格的测窗分单层窗和双层窗两种情况洞口和测门洞口各分别进行两组标定试验。当传热过程达到稳定之后,测量有关参数,然后通过⑵式解得热流系数M1和M2,再将各自标定结果取平均值作为各规格洞口的热流系数1和142值。具体标定方法如下3.4.1标定测单层窗热流系数在热箱空气温度和冷箱内气流速度等其他试验条件与保温性能检测条件相近的工况下改变,么01分别控制冷箱空气温度为±1和2,±1各进行组标定试验。
    开机后在仪器设备运行正常情况下,控制热箱冷箱和环境空间空气温度。
    当冷热箱和环境空间空气温度达到控制要求之后,每小时测量次各监控点的温度变化,连续测量4次。若热箱空气温度相邻两次测量值之差0.1热箱外壁内外面的面积加权平均温度相邻两次测量值之差1冷箱空气温度相邻两次测量值之差3艮试件框热侧冷侧面面积加权平均温度相邻两次测量之差分别3且上述温度不是单向变化,可视标定试验传热过程已稳定。
    当传热过程达到稳定之后,测量如下参数热箱外壁内外面面积加权平均温度12,试件框热侧冷侧面面积加权平均温度344,热箱空气温度冷箱空气温度,标准板内外面面积加权平均温度,热箱加热功率Q;测量时间间隔为30分钟,共测量六次,取各测量参数的平均值,按⑵式解得热流系数M1和
    3.4.2标定测双层窗热流系数测双层窗热流系数的标定方法与单层窗标定方法相同,其热流系数M1值与单层窗相同。双层窗的热流系数42应按下面方法进行标定当单层窗热流系数标定试验结束后,在试件框洞口上安装第块标准板。然后,按3.4.1规定系数1值代入2式中,计算得到双层窗的热流系数12值。
    3.4.3标定测门热流系数测门热流系数的标定同
    3.5标定结果分析由式2得到上面式中,热流系数M1M2各项偏导数的分母中均含有A01或A0A02 401义02因子,可只有当加1或加1义02么01402或足够大时,才能保证M1M2的估计足够好。
    我们通过大量的标定试验和计算,得出如下结论⑴在标定试验中和么的值不得小于纟且宜符号相反旧大加1和60可减小温度测量误差对标定结果的影响;⑵标定试验是在标准板两侧空气温差相同或相近的条件下进行的,A02和602可近似看作相等,两次标定试验的601么01必需大于9.,
    ⑶要提高热流系数的标定精度,就必须保证标定试验满足3,4,l中所述传热过程稳定的要求。
    ⑷热箱电暖气加热功率的计量及标准板的热导率Ab值务必准确。
    5标准板与试件框洞口周边之间的缝隙密封应严密;试件框与装置箱体周边之间的缝隙密封应严密。
    实测和误差分析结果明,建筑门窗幕墙保温性能检测装置BHR从系统配置实验工况参数的确定和实验数据的采集及处理,都是合理的,测量结果是可靠的,门窗的传热系数值测量误差能够满足检测要求。
    中华人民共和国国家标准,8丁1347592建筑构件稳态热传递性质的测定标定和防护热箱法中华人民共和国国家标准建筑外窗保温性能分级及检测方法修编送审稿

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