利用导入太阳光的建筑遮阳装置节能效果测定设备及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术一种利用导入太阳光的建筑遮阳装置节能效果的测定设备和测定方法，涉及对建筑遮阳制品遮阳节能效果的检测领域，该设备由太阳光导入系统、保护热箱和环境箱三部分组成，其中太阳光导入系统为测试提供稳定持续的光源，结合利用保护热箱法，能够避免户外各种不利因素的影响及利用氙灯极其昂贵的不足，为建筑遮阳装置节能效果的测定提供了新的解决方案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对建筑遮阳节能效果的检测，具体涉及一种利用导入太阳光的建筑遮阳装置节能效果的测定方法和设备。
技术介绍
目前对与建筑遮阳装置的节能效果评估主要有三种方法热工计算、自然光源测 试和人工光源测试。 在热工计算领域，遮阳制品的隔热性能可以用遮阳系数的大小反映。遮阳制品的 遮阳系数是通过遮阳制品、进入室内的总太阳辐射热量与投射到其表面的总太阳辐射热量 的比值。通过遮阳制品、进入室内的总太阳辐射热量由直接透过遮阳制品开口处进入室内 部分与遮阳制品吸收太阳辐射热后再次辐射、对流、导热进入室内部分组成。计算方法以BS EN13363-1为代表，以遮阳(百叶)_窗户系统的各结构层的光学性能和热性能参数为依据 进行计算，但公式中的参数目前比较缺乏，对于新产品，这些参数都没有。参数的测量则更 加复杂，可供参考的测量标准和试验台更是非常少。而且市场上现有的遮阳制品不仅形式 多样，产品材料众多，安装方式也变化多样，理论上很难计算他们的遮阳系数，必须通过实 验进行测定。 利用自然光源或人工光源进行建筑遮阳装置隔热性能的测试原理都是利用保护 热箱法，设计一个双层结构的保护热箱，外层为保护箱，内层为计量箱。内外层均通过空调 保持一恒定温度，计量箱的空调通过动态电能记录仪记录耗电量。计量箱的内外壁皆有温 度传感器及热流计。其光源正对保护热箱与防护热箱开口处，对通过(有/无)遮阳制品 的窗户系统进入控制室内的总热量(q乂q》进行对比测定，从而对建筑遮阳装置的隔热性 能进行表征。 现有保护热箱的设备及控制手段是早已成熟的技术，但应用中存在的问题是光源的选择难度较大。自然光源受外界影响很大，即使是同一地区，一年四季不同的日期，同一天中不同的时间太阳的方位角、高度角都在变化，不同的天气变化，天空中云层的状况也会严重的影响测试结果的准确性和再现性，异地测试差异更大，而且即使在同一地区或城市，由于很难保证保护热箱外部环境的一致性，例如温湿度、空气对流情况等，测试所得结果也会有较大差异。而利用人工光源主要是使用与太阳光谱最为接近的长弧氙灯，其辐照面积很有限， 一般用作人工加速老化，如果作为标准窗的辐照光源的话，除了光谱与太阳光存在一定差异外，还需要使用阵列式氤灯组，氤灯价格昂贵、能耗大、寿命短，综合成本极高，在世界上只有加拿大国家太阳能实验室(NSTF)采用此方法，国内只有少数科研机构和大学利用单个氙灯做了一些前期试验，但是由于辐照面积距离窗的开口面积甚远，数据没有太大的实际意义。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种可以实现稳定采光并实用有效的、利用导入太阳 光的建筑遮阳装置节能效果的测定设备。 本专利技术利用导入太阳光的建筑遮阳装置节能效果的测定设备，包括光源、保护热 箱和环境室，所述光源为太阳光导入系统，包括置于环境室外端用于采集自然光的集光器、 装设在环境室内且其发光口与保护热箱的测试洞口相对的发光器、以及连接集光器与发光 器的光缆。 所述测定设备中，所述太阳光导入系统的集光器包括透明防护罩、凸镜组、凸镜组角度调整器、控制微电脑、输出接口、和阳光自动跟踪感应器，其中凸镜组和阳光自动跟踪感应器安装在位于球形透明防护罩内的凸镜组角度调整器上，阳光自动跟踪感应器、凸镜组角度调整器分别与控制微电脑信号连接，凸镜组与输出接口通过光纤连接。 所述测定设备中，凸镜组由多个凸透镜拼接组成一凸镜组平面，各凸镜通过各自光纤与光纤输出接口连接，并通过同等数量的光缆连接同等数量的发光器。 所述测定设备中，保护热箱分为内外两层，内层为具有一面开口的计量箱，其中装设一与外置动态电能记录仪电连接的计量箱空调、一测温热电偶、一干球温度计和一湿度计；保护热箱开口的一面为测试洞口 ；外层为与计量箱具有同一面开口的保护箱，且其中设有保护箱空调和热流计。 所述测定设备中，保护热箱置于环境室内，太阳光导入系统的集光器置于环境室 外，光缆穿过环境室伸入室内与置于其中的发光器连接；环境室内装设一风机、一加热器、 干球温度计和湿度计。 所述测定设备中，所述环境室内设一用以测试发光器发出的光照强度的总辐射表。 本专利技术另一目的在于提供一种可以实现稳定采光并实用有效的、利用导入太阳光 的建筑遮阳装置节能效果的测定方法。 本专利技术利用导入太阳光的建筑遮阳装置节能效果的检测方法，使用前述利用导入 太阳光的建筑遮阳装置节能效果的测定设备，将遮阳装置试件装设在保护热箱的测试洞 口 ，利用太阳光导入系统形成保护热箱的稳定光源，检测有/无遮阳装置时通过测试洞口 的热流量，然后通过数据处理对遮阳装置的节能效果做出评价。 具体的，所述检测方法包括以下步骤 1)、无遮阳装置条件下，调整集光器的凸镜组，使总辐射表计数的辐射强度确定并记录；同时确定并记录环境室空气的温度、湿度、风速和风向，保护箱和计量箱空气的温度、湿度，计量箱内外表面的温度、热流，计量箱空调耗电量； 2)、关闭发光器，关闭风机，和步骤1)同样程序记录各项参数； 3)、将遮阳装置试件安装在测试洞口，其余重复步骤1)，记录各项参数； 4)关闭发光器，关闭风机，和步骤1)同样程序记录各项参数； 5)、数据处理以步骤3)和4)记录的各项参数计算有遮阳装置时保护热箱中的总 热量q2，以步骤1)和2)记录的各项参数计算无遮阳装置时保护热箱中的总热量Ql，以q2/ &对遮阳装置的隔热性能进行表征。这里，所述步骤5)数据处理进一步采用以下算法 i)以Ql t = E t EER式(3)计算得到t时间段计量箱空调机供冷量q工T ， kwh 式中ET_ t时间段计量箱空调机耗电量，kwh ;该数值由动态电能记录仪读出； EER-空调机能耗比，见空调机铭牌 ii)以q2t = HFT S式(4)计算得到t时间段计量箱传热量921 ;kwh ; 式中HFT_ t时间段计量箱内表面热流，w/m2 ;该数值由平板热流计检测获得； S-计量箱内表面积(不含窗洞)，m2，该数值通过测量计量箱内部尺寸计算获得； iii)将式(3)与式(4)结果代入qT = (q-q)/A式(2)，得到t时间段通过 单位面积窗的热量qT ， kwh/m2 ; 式中A-窗面积，m2; iv)关闭集光器……时，代入式(2)结果q,，按式(5)计算^， qT = ATT/RT A t /(3600X 1000) (5) 式中AT,-t时间段计量箱内与环境室空气干球温差，t:;该数值由测温热电偶 读出； R T - t时间段窗平均总热阻m2 °C /w ; A t / (3600 X 1000)-单位换算系数，即将w/m2单位转化为kwh单位，A t为记录 时间间隔，s ; v)将式(2)计算所得的qp式(5)计算所得的RT代入式(1)中，解出t时间段 窗综合遮阳系数SWT ; qT = (Iw, T SWT + ATT/RT) A t/(3600X1000) (1) 式中Iw,t-t时间段太阳光总的辐射得热，w/m2;该数值取自总辐射表； vi)重复步骤i)至步骤v) ， t时间段分别设定为各参数稳定后半小时内，计算所测SW,的平均值作为窗的综合遮阳系数SW; vii)按照上述步骤i)至步骤v)，分别利用步骤1)和2)的参数计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用导入太阳光的建筑遮阳装置节能效果的测定设备，包括光源、保护热箱和环境室，其特征在于，所述光源为太阳光导入系统，包括置于环境室外端用于采集自然光的集光器、装设在环境室内且其发光口与保护热箱的测试洞口相对的发光器、以及连接集光器与发光器的光缆。

【技术特征摘要】
一种利用导入太阳光的建筑遮阳装置节能效果的测定设备，包括光源、保护热箱和环境室，其特征在于，所述光源为太阳光导入系统，包括置于环境室外端用于采集自然光的集光器、装设在环境室内且其发光口与保护热箱的测试洞口相对的发光器、以及连接集光器与发光器的光缆。2. 根据权利要求1所述测定设备，其特征在于，所述太阳光导入系统的集光器包括透 明防护罩、凸镜组、凸镜组角度调整器、控制微电脑、输出接口、和阳光自动跟踪感应器，其 中凸镜组和阳光自动跟踪感应器安装在位于球形透明防护罩内的凸镜组角度调整器上，阳 光自动跟踪感应器、凸镜组角度调整器分别与控制微电脑信号连接，凸镜组与输出接口通 过光纤连接。3. 根据权利要求2所述测定设备，其特征在于，凸镜组由多个凸透镜拼接组成一凸镜 组平面，各凸镜的通过各自光纤与光纤输出接口连接，并通过同等数量的光缆连接同等数 量的发光器。4. 根据权利要求1或2或3所述测定设备，其特征在于，保护热箱分为内外两层，内层 为具有一面开口的计量箱，其中装设一与外置动态电能记录仪电连接的计 量箱空调、一测 温热电偶、一干球温度计和一湿度计；保护热箱开口的一面为测试洞口 ；外层为与计量箱 具有同一面开口的保护箱，且其中设有保护箱空调和热流计。5. 根据权利要求1至4任一所述测定设备，其特征在于，保护热箱置于环境室内，太阳 光导入系统的集光器置于环境室外，光缆穿过环境室伸入室内与置于其中的发光器连接； 环境室内装设一风机、一加热器、干球温度计和湿度计。6. 根据权利要求1至5任一所述测定设备，其特征在于，所述环境室内设一用以测试发 光器发出的光照强度的总辐射表。7. —种利用导入太阳光的建筑遮阳装置节能效果的检测方法，使用权利要求1至6任 一所述利用导入太阳光的建筑遮阳装置节能效果的测定设备，将遮阳装置试件装设在保护 热箱的测试洞口，利用太阳光导入系统形成保护热箱的稳定光源，检测有/无遮阳装置时 通过测试洞口的热流量，然后通过数据处理对遮阳装置的节能效果做出评价。8. 根据权利要求7所述检测方法，其特征在于，包括以下步骤1) 、无遮阳装置条件下，调整集光器的凸镜组，使总辐射表计数的辐射强度确定并记 录；同时确定并记录环境室空气的温度、湿度、风速和风向，保护箱和计量箱空气的温度、湿 度，计量箱内外表面的温度、热流，计量箱空调耗电量；2) 、关闭发光器，关闭风机，和步骤1)同样程序记录各项参数；3) 、将遮阳装置试件安装在测试洞口，其余重复步骤1)，记录各项参数；4) 关闭发光器，关闭风机，和步骤l)...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋荃，刘翼，刘婷婷，戚建强，徐晓鹏，刘玉军，赵春芝，马丽萍，朱生高，
申请(专利权)人：中国建筑材料检验认证中心，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]