一种模拟墙体保温材料实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种模拟墙体保温材料实验装置，其包括仪器主体，其特征在于，其还包括加热装置，制冷装置，温度传感器及应变传感器；仪器主体为一密封的腔体，其底部由固定支座固定，其侧面设置有气凝胶毛毡，其顶部设置有仪器盖板；仪器主体包括待测区、试验区及试块固定区，加热装置、制冷装置设置在试验区，温度传感器、应变传感器设置在试块固定区内。本发明专利技术提供的模拟墙体保温材料实验装置，对于不同施工工艺后的保温成品能够模拟导热性能的变化、以验证是否满足外墙保温性能要求，通过对试验试块的受热面温度变形的测定，分析温度场应力对保温系统的影响，能够验证有限元模拟计算中温度变形与实际情况是否吻合。

Experimental device for simulating wall thermal insulation material

The invention discloses a wall thermal insulation material simulation experiment device, which comprises the main body of the instrument, which is characterized in that it comprises a heating device, cooling device, temperature sensor and strain sensor; the main body of the instrument is a sealed cavity body, whose bottom is fixed by the fixed support, which is arranged on the side surface of the aerogel blanket, which is arranged on the top of instrument cover; the main body of the instrument to be tested, including the test area and test block fixed area, heating device, refrigeration device is arranged in the test area, temperature sensor, strain sensor is arranged on the fixed block area. Simulation test device of wall thermal insulation material provided by the invention, the insulation of different construction techniques can be finished after the change, simulation of thermal conductivity to verify whether meet the performance requirements of external wall insulation, the heating surface temperature determination of block deformation test, analysis of influence of stress on the insulation system of the temperature field, to verify whether the agreement with the actual temperature deformation finite element simulation.

【技术实现步骤摘要】
一种模拟墙体保温材料实验装置
本专利技术涉及建筑材料
，尤其涉及一种模拟墙体保温材料实验装置。
技术介绍
外墙外保温体系的组成与基本构造情况在不同的外保温体系中，其材料、构造和施工工艺各有一定的差别。有代表性的基本构造有两种：（1）由饰面层、含有加强网布的抹灰层、b1级挤塑板保温层、粘结层及基底等由外至内依次组成；（2）由表面装饰层、有钢丝网加强的抹灰层、岩棉板、粘结层及基层，另加固定件，依次由外至内组成。保温层应采用高效保温材料，导热系数小于0.07kw/mk，吸湿率低、粘结性能好、收缩率小的产品。可选用膨胀型聚苯乙烯板、岩棉板、玻璃棉毡以及超轻保温浆料等，其中，阻燃级膨胀型聚苯乙烯板应用普遍。保温系统包括保温材料、抗裂粘结材料、饰面材料，这些材料所处系统的不同位置受外界环境的影响也不一样。保温系统外饰面长期处于外界环境的变换中，受膨胀和收缩的影响最大，这样反复影响会使饰面材料老化、会使粘结材料失去粘结力失去强度。而保温系统的内侧由于有保温材料具有的热阻性，避免了对内侧墙体的影响。保温系统内外两侧所处温度场不同，考量着保温系统性能的优劣。因此考虑出现变形和开裂的问题，则需要分析温度场应力对保温系统的影响。目前，国内外对建筑墙体的保温性能测试设备多使用热流计法、保护热箱法及标定热箱法进行开发，该设备主要包括冷箱、热箱和试件架等构件，目前的试件架一般为封闭固定式试件架，将测试墙体砌筑于试件架中，测试完成后把试验墙体拆除掉，试件架循环使用。目前现有的保温性能测试设备费用高，对墙体的结构性能会存在一定的损伤，同时设备的密闭性仍需进一步加强，对试验结果存在一定的误差影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述技术问题，提供了一种模拟墙体保温材料实验装置，能够同时测量墙体的导热性能及温度变形，对于不同施工工艺后的保温成品能够模拟导热性能的变化、以验证是否满足外墙保温性能要求，通过对试验试块的受热面温度变形的测定，分析温度场应力对保温系统的影响，能够验证有限元模拟计算中温度变形与实际情况是否吻合，同时温度变形的测定对于在冬夏温差变化较大的北方地区保温材料的性能判定具有重要的意义。本专利技术的技术方案为解决上述技术问题，本专利技术提供的一种模拟墙体保温材料实验装置包括仪器主体，其特征在于，其还包括加热装置，制冷装置，温度传感器及应变传感器。仪器主体为一密封的腔体，其底部由固定支座固定，其侧面设置有气凝胶毛毡，其顶部设置有仪器盖板；仪器主体包括待测区、试验区及试块固定区，加热装置、制冷装置设置在试验区，试块设置在试块固定区并由试块固定螺栓固定，温度传感器、应变传感器设置在试块固定区内。这样可以通过本申请所述的试验装置同时完成模拟墙体保温材料的导热性能及温度变形的测量，分析温度场应力对保温系统的影响，能够验证有限元模拟计算中温度变形与实际情况是否吻合，同时可结合试验结果对墙体保温材料的耐久性进行综合评定。进一步地，所述仪器盖板上附有气凝胶毛毡，仪器盖板由可固定卡扣固定在仪器主体的顶部。气凝胶毛毡可以有效进行密封，保证实验装置的温度场的稳定。进一步地，所述加热装置为电阻式加热器，所述制冷装置为压缩式制冷机，加热装置、制冷装置利用热量通过空气的传播作用于实验装置。进一步地，所述试块固定区设置有一凹槽，试块固定区位于待测区及试验区之间，试块设置在凹槽中，并由试块固定螺栓固定在试块的端部。进一步地，所述应变传感器为光纤传感器，光纤传感器的精度较高，可以满足多种试验条件。进一步地，所述待测区与试块非接触的侧面设置有温度传感器、应变传感器，用于对待测区中综合环境进行监视测量。本申请还公开了一种模拟墙体保温材料实验装置的实验方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，将实验装置固定在简易工作台上，并安装加热装置或制冷装置；S2，根据有限元计算结果，在实验装置的试块固定区设置温度传感器及应变传感器，并对各个传感器测试点进行监测；S3，将试块固定在试块固定区，安装仪器盖板，并检测实验装置的密封性；S4，开机试验，通过温度传感器对仪器主体内温度监测，并调整制冷装置或加热装置使得试块固定区的温度达到设计要求，并保持在设定的温度范围内；利用待测区内的温度传感器的监测数值，得出单位面积试块的保温隔热性能；S5，利用试验区内的应变传感器对温度变形监测，得出在不同时间段的保温材料受热或受冷的同时温度场应力的大小，并与有限元模拟结果进行比对，同时找出温度变化的最不利位置，并验证保温装置材料开裂后的保温效果；S6，利用待测区内应变传感器对温度变形的监测，结合温度传感器的数值监测结果，分析得出温度场应力对各种保温装置材料性能的影响，同时利用待测区及试验区的温度变形数值变化，对墙体材料保温性能进行综合评判。本专利技术有益效果：本专利技术提供的一种模拟墙体保温材料实验装置，其结构合理，具有以下有益效果：（1）本实验装置为封闭且保温的实验舱，实验舱内充分密闭以尽量减少与外界空气之间的流通，保证试验数据的准确。通过试块将实验舱体分为试验区与待测区，本装置在试验试块表面设置了多处温度传感器，通过温度传感器反馈的数据来控制试验区内的温度，温度控制迅速精确且有效。在试验区域内通过对加热装置或制冷装置调节来模拟各种工况下的试块的性能，获得试验数据，达到测试墙体材料导热性能的目的，同时计算出导热系数综合评定保温性能。（2）由于热变形温度对材料的使用范围有很大的影响的，特别是对高分子材料，因此在本实验装置在试块上敷设了应变传感器，对不同温度条件下试块的特定位置产生的温度应变进行监测，结合温度传感器测定的数据，分析温度场应力对各种保温装置材料性能的影响，并找出温度变化的最不利位置，对墙体材料保温性能进行综合的评判，同时能够验证有限元模拟计算与实际情况是否吻合。（3）本实验装置对墙体保温装置的导热性能、实验装置的热变形同时进行监测，同时温度调节区域较大，能够模拟各个地区不同温度条件。（4）本实验装置结构简单，易于操作、控制和维修，综合运行成本低。附图说明通过结合以下附图所作的详细描述，本专利技术的上述优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本专利技术，其中：图1是本专利技术所述模拟墙体保温材料实验装置的剖视图；图2是本专利技术所述模拟墙体保温材料实验装置的的立面图。附图中，各标号所代表的部件如下：1.仪器主体；2.试块固定螺栓；3.气凝胶毛毡；4.仪器盖板；5.固定支座；6.待测区；7.试验区；8.试块固定区；9.温度传感器；10.应变传感器；11.加热装置；12.制冷装置。具体实施方式下面结合具体实施例和附图对本专利技术的一种模拟墙体保温材料实验装置进行详细说明。在此记载的实施例为本专利技术的特定的具体实施方式，用于说明本专利技术的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本专利技术实施方式及本专利技术范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。本说明书的附图为示意图，辅助说明本专利技术的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本专利技术实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟墙体保温材料实验装置，包括仪器主体（1），其特征在于，其还包括加热装置（11），制冷装置（12），温度传感器（9）及应变传感器（10）；仪器主体（1）为一密封的腔体，其底部由固定支座（5）固定，其侧面设置有气凝胶毛毡（3），其顶部设置有仪器盖板（4）；仪器主体（1）包括待测区（6）、试验区（7）及试块固定区（8），加热装置（11）、制冷装置（12）设置在试验区（7），试块设置在试块固定区（8）并由试块固定螺栓（2）固定，温度传感器（9）、应变传感器（10）设置在试块固定区（8）内。

【技术特征摘要】
1.一种模拟墙体保温材料实验装置，包括仪器主体（1），其特征在于，其还包括加热装置（11），制冷装置（12），温度传感器（9）及应变传感器（10）；仪器主体（1）为一密封的腔体，其底部由固定支座（5）固定，其侧面设置有气凝胶毛毡（3），其顶部设置有仪器盖板（4）；仪器主体（1）包括待测区（6）、试验区（7）及试块固定区（8），加热装置（11）、制冷装置（12）设置在试验区（7），试块设置在试块固定区（8）并由试块固定螺栓（2）固定，温度传感器（9）、应变传感器（10）设置在试块固定区（8）内。2.根据权利要求1所述模拟墙体保温材料实验装置，其特征在于，所述仪器盖板（4）上附有气凝胶毛毡（3），仪器盖板（4）由可固定卡扣固定在仪器主体（1）的顶部。3.根据权利要求1所述模拟墙体保温材料实验装置，其特征在于，所述加热装置（11）为电阻式加热器，所述制冷装置（12）为压缩式制冷机，加热装置（11）、制冷装置（12）利用热量通过空气的传播作用于实验装置。4.根据权利要求1所述模拟墙体保温材料实验装置，其特征在于，所述试块固定区（8）设置有一凹槽，试块固定区（8）位于待测区（6）及试验区（7）之间，试块设置在凹槽中，并由试块固定螺栓（2）固定在试块的端部。5.根据权利要求1所述模拟墙体保温材料实验装置，其特征在于，所述应变传感器（10）为光纤传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘婧，王贯明，成铠，王光明，高明永，王灏，司金艳，姚嘉，王丽萍，董建，
申请(专利权)人：北京市市政工程研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11