[发明专利]一种建筑墙体热阻现场测试装置及方法

权利要求书

1.一种建筑墙体热阻现场测试装置，其特征在于，包括加热板，温度控制器，以及温度传感器、热流传感器和保温板各两个；其中，第一温度传感器、第一热流传感器、加热板和第一保温板均贴设于被测墙体热侧，所述第一温度传感器和第一热流传感器紧贴被测墙体热侧墙壁且被所述加热板完全覆盖，所述加热板被所述第一保温板完全覆盖，所述温度控制器与所述加热板电连接；第二温度传感器、第二热流传感器和第二保温板均贴设于被测墙体冷侧，所述第二保温板中部设有作为热流一维通道的通孔，第二温度传感器和第二热流传感器均位于该通孔内且分别与第一温度传感器和第一热流传感器正对设置。

2.根据权利要求1所述的建筑墙体热阻现场测试装置，其特征在于，所述加热板的形状具有对称性，且该加热板的边界能完全覆盖一个圆形区域的边界，该圆形区域的直径L满足：L≥0.5δ+0.15，δ为被测墙体的厚度；所述第一保温板的边长L₁和厚度δ₁满足：L₁≥L+0.05，δ₁≥0.30；所述第二保温板的边长L₂和厚度δ₂满足：

L₂≥L

3.根据权利要求1所述的建筑墙体热阻现场测试装置，其特征在于，所述第一温度传感器和第一热流传感器集成在加热板的表面中心且彼此接触，所述加热板与第一保温板彼此接触；所述第二温度传感器和第二热流传感器与第二保温板内通孔的侧壁不接触。

4.一种利用权利要求1～3中任意一项所述的建筑墙体热阻现场测试装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将所述建筑墙体热阻现场测试装置安装于满足要求的被测墙体上；开启该建筑墙体热阻现场测试装置，采用两阶段加热法对被测墙体进行加热，第一阶段设定为恒定温度T₁以快速提升墙体内部温度，该阶段持续时间为0.5～8h；第二阶段设定为所需加热温度T₂。两阶段设定温度满足以下公式：

10℃≤T₂-T_c≤27℃

T₁-T₂≥10℃

式中：T_c为被测墙体冷侧的表面温度；

上述加热过程中按照设定频率采集和记录所有测试数据，记录间隔时长不大于1min；

2)根据步骤1)采集的测试数据判断是否达到近似稳态传热，若达到近似稳态传热，即要同时满足：(a)0.5h内，冷侧温度变化绝对值不超过0.5℃；(b)0.5h内，冷侧和热侧的热流密度变化均不超过20％，则执行步骤3)；若未达到近似稳态传热则等待直到达到近似稳态传热，执行步骤3)；其中，被测墙体的测试区域内任一点在任意时刻的温度T(x，τ)通过以下公式计算：

式中，x为被测墙体的测试区域内任一点至热侧测试区域中心的距离；τ为当前加热时刻；a为被测墙体的导温系数；T_h为被测墙体热侧的表面温度；T₀为加热初始时刻被测墙体热侧的表面温度；T′_c为被测墙体冷侧的表面温度的变化率；n为从1开始的连续正整数；t为时间积分变量，t∈[0，τ]；

3)取进入近似稳态后任意10min的采集数据，按照下式计算被测墙体的热阻：

式中，R为被测墙体的热阻；为τ时刻被测墙体热侧表面的温度测量值；为τ时刻被测墙体冷侧表面的温度测量值；为τ时刻被测墙体热侧热流密度测量值；为τ时刻被测墙体冷侧热流密度测量值。