紅外熱像技術在建筑外墻熱工缺陷及節(jié)能建筑評估中的應用技術研究
成果概況
| 成果類別: | 應用技術 | 體現(xiàn)形式: | 新技術 | 課題來源: | 自選課題 |
| 起止時間: | 2012.01 至2014.07 | 研究形式: | 獨立研究 | 所處階段: | 成熟應用階段 |
| 成果屬性: | 國外引進消化吸收創(chuàng)新 |
成果簡介
本課題作《紅外熱像技術在建筑外墻熱工缺陷及節(jié)能建筑評估中的應用技術研究》項目是四川華西集團有限公司自選項目。項目所屬科學技術領域:建筑節(jié)能。
建筑圍護結構由于設計、施工及使用過程中的原因,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結構的整體熱工性能,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程控制資料以及現(xiàn)有的現(xiàn)場檢測方法也不足以判斷其所在部位及嚴重程度,從而導致很多所謂的節(jié)能建筑,存在著嚴重建筑熱工缺陷。紅外檢測運用紅外輻射測量技術和分析方法對設備、材料及其他被測對象進行測量。建筑物所處外部溫差使得物體本身與周圍環(huán)境之間產生熱量的交換,引起熱流。如果被檢測物體存在不連續(xù)性的缺陷,就會對熱傳導產生影響,使得熱流在物體內部擴散和傳遞的過程中,失去了均勻性。這種熱傳遞的非均勻性會導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)”。
紅外成像檢測技術作為一種非接觸檢測手段,與傳統(tǒng)的方法相比較,它具有不但可以實現(xiàn)遠距離檢測,檢測范圍廣,而且測溫迅速、反應靈敏、可以得到直觀形象的熱譜圖,通過溫度分布的情況對缺陷及運行狀態(tài)進行判定。
目前技術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技術研究建筑圍護結構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、空天背景輻射對測試結果的影響。實際測試中目前僅能在實驗室對建筑構件或材料進行熱工性能的測試,而不能在現(xiàn)場大量的進行建成后的整體建筑現(xiàn)場檢測。
課題研究了紅外熱成像技術在定量測定建筑物保溫性能的影響因素并提出了應對方案,利用建筑物的紅外熱成像特征對建筑物圍護結構外表面、內表面的熱圖像進行分析,得到了無缺陷圍護結構的熱圖譜呈現(xiàn)正態(tài)分布狀態(tài),通過主體區(qū)域平均溫度與缺陷區(qū)域溫度差以及相對面積的定量評價,結合對流換熱系數(shù)法按照一維穩(wěn)態(tài)的計算模型,用紅外熱成像法得到外墻的輻射率;在穩(wěn)態(tài)傳熱條件下通過平壁的熱流密度處處相等的特點首先實測出室內外環(huán)境溫度、氣流速度,計算出對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外表面溫度分布和平均溫度差,進一步計算出墻體熱阻和平均傳熱系數(shù) Km??梢缘玫街庇^形象的熱譜圖并在現(xiàn)場直接對建筑物保溫性能進行定量評價。
主要性能指標
1、建筑外窗氣密性評價方法及影響因素的確定。
利用紅外輻射檢測基本原理歸納總結出利用紅外熱像儀進行外窗氣密性檢測時對結果有顯著影響的:發(fā)射率、大氣衰減、背景輻射、檢測距離等影響因素;并通過工程案例提出利用熱譜圖的溫度信息進行氣密性能的理論可行性及定性判斷的方法.
2、紅外熱像法圍護結構平均傳熱系數(shù)檢測。
通過對含有熱工缺陷(如熱橋)的圍護結構的熱過程分析,提出經過改進后的“對流系數(shù)法”,對計算表面平均溫度時面積加權的修正;提出現(xiàn)場測試平均傳熱系數(shù)的紅外法,主要是測試條件、參數(shù)選擇及熱譜圖的后期處理;并通過工地實際測試,將新方法計算的結果與按國際標準中推薦的方法計算的結果進行對比,說明新方法的可靠性高。
3、研究理論通過工程實例進行驗證,并研發(fā)了一種適用于紅外熱成像檢測用的標識靶彈實用型新專利產品
應用前景
| 主要應用行業(yè): | 建筑業(yè) | 知識產權形式: | 專利 |
| 應用狀態(tài): | 產業(yè)化應用 | 擬轉化方式: |
單位概況
| 完成單位: | 四川省建筑科學研究院 | ||
| 單位地址: | 四川省成都市金牛區(qū)一環(huán)路北三段55號 | ||
| 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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