[发明专利]一种墙体热湿性能现场测试系统及适宜保温材料选择方法

权利要求书

1.一种墙体热湿性能现场测试系统，其能测量建筑墙体的热阻与湿阻，其特征在于：包括热湿环境隔离箱、空气处理系统、保温材料更换模块、传感器、数据采集及分析系统；其中，所述热湿环境隔离箱包括箱体、均压板和密封构件；所述箱体位于建筑墙体的内侧；所述均压板嵌于箱体内部；所述密封构件设置于箱体和建筑墙体之间；所述空气处理系统连接至热湿环境隔离箱，其将空气处理至所需的温湿度，并输送至热湿环境隔离箱；所述保温材料更换模块位于热湿环境隔离箱内，其上安装有保温材料；所述传感器实时采集墙体内外表面、热湿环境隔离箱内空气环境的温湿度参数，其电性连接至数据采集及分析系统；所述数据采集及分析系统收集传感器反馈的实时参数，并计算得到建筑墙体热阻与湿阻。

2.如权利要求1所述的墙体热湿性能现场测试系统，其特征在于：所述箱体整体呈长方体，长度为0.6m，截面为2.0m×2.0m的正方形；所述箱体一侧开口，另五个表面的外壳由依次排布的1.0mm铝板、50.0mm聚氨基甲酸酯泡沫塑料以及1.0mm铝板构成；外壳面向墙体的边沿设有插槽，密封构件安装于插槽中；箱体底部设有四个自锁万向轮；箱体靠近墙体处的表面设有若干调压孔。

3.如权利要求1所述的墙体热湿性能现场测试系统，其特征在于：所述均压板为一厚度为1.0mm的铝板，呈正方形，其与箱体内底面距离为0.2m；所述均压板密布直径为8.0mm的圆形孔洞。

4.如权利要求1所述的墙体热湿性能现场测试系统，其特征在于：所述密封构件由硅胶制成，其整体呈正方形环状；所述密封构件与墙体直接接触处宽度为60.0mm；所述密封构件后部设有插头，插头与插槽连接。

5.如权利要求1所述的墙体热湿性能现场测试系统，其特征在于：所述空气处理系统由过滤换热段、温湿处理段、气流动力段组成；所述过滤换热段内设有过滤器；所述温湿处理段内设有冷却器，冷却器后设有加热器，加热器后设有加湿器；所述气流动力段内设有循环风机，其驱使室内空气进入空气处理系统，并在流经热湿环境隔离箱后从调压孔逸散至室内环境中；所述气流动力段设有与热湿环境隔离箱相接的风管。

6.如权利要求1所述的墙体热湿性能现场测试系统，其特征在于：所述保温材料更换模块包括保温材料支架和硅胶密封圈；所述保温材料支架设有四个槽位；保温材料能分别安装于四个槽位中。

7.如权利要求1所述的墙体热湿性能现场测试系统，其特征在于：所述硅胶密封圈整体呈正方形环状，其由截面积不变的前段和截面积扩大的后段组成；前段箍于保温材料支架上，后段截面积扩大处与墙体接触。

8.如权利要求1所述的墙体热湿性能现场测试系统，其特征在于：所述传感器包括内壁面温湿度传感器、外壁面温湿度传感器、隔离箱温湿度传感器以及保温材料表面温湿度传感器，其测量范围均不小于–20.0～60.0℃和0～100％RH，精度均不低于±0.5℃和±3％RH，测量频率不低于0.1Hz；所述隔离箱温湿度传感器通过连接线同时与温湿处理段和数据采集及分析系统相连，将所测得的温湿度数据传输至空气处理系统和数据采集及分析系统；所述内壁面温湿度传感器、外壁面温湿度传感器、保温材料表面温湿度传感器与数据采集及分析系统相连，将所测得的温湿度数据传输至数据采集及分析系统。

9.如权利要求8所述的墙体热湿性能现场测试系统，其特征在于：所述内壁面温湿度传感器设在位于热湿环境隔离箱范围内的墙体内表面的正中央；所述外壁面温湿度传感器设在与内壁面温湿度传感器对应的墙体外表面上；所述隔离箱温湿度传感器设在距离与墙体内表面相距100.0mm且与内壁面温湿度传感器相对应；所述保温材料表面温湿度传感器设在保温材料与空气接触的表面的正中央。

10.一种墙体适宜保温材料选择方法，其采用如权利要求1至9项任意一项所述的墙体热湿性能现场测试系统，该选择方法包括如下步骤：

1)，选定建筑墙体测试位置，将内壁面温湿度传感器、外壁面温湿度传感器、隔离箱温湿度传感器布置在正确位置，并将热湿环境隔离箱推至目标位置，使其与建筑墙体紧密接触，并形成相对密闭的空间；

2)，在空气处理系统上设置实验所需温度与湿度，待热湿环境隔离箱内温湿度达到设定值且每10钟波动率低于5％时，进行下一步；

3)，将上一工况维持一段时间，将起始时间记为τ₁，结束时间记为τ₂，将从隔离箱温湿度传感器所读出的温度与相对湿度分别记为T_air与将从内壁面温湿度传感器所读出的温度与相对湿度分别记为T_in与将从外壁面温湿度传感器所读出的温度与相对湿度分别记为T_out与数据采集及分析系统计算得到热湿环境隔离箱内空气水蒸气分压力、墙体内表面水蒸气分压力和墙体外表面水蒸气分压力分别为p_air、p_in和p_out，其计算式为：和

4)，将墙体内表面对流换热系数h视为4.00W·m^–2·K^–1，根据刘易斯准则，墙体内表面对流传质系数h_m为2.94×10^–8s/m；数据采集及分析系统计算得到墙体内表面在这段时间内的总热通量与总质通量分别为Q和Q_m，其计算式分别为和

5)，根据能量守恒，通过墙体的热通量与墙体内表面的热通量Q相等，计算得到墙体的热阻R，其计算式为根据质量守恒，通过墙体的质通量与墙体内表面的质通量Q_m相等，计算得到墙体的湿阻R_m，其计算式为

6)，移出热湿环境隔离箱，拆除内壁面温湿度传感器及密封构件；安装保温材料更换模块并填放4种厚度相同的保温材料，将保温材料表面温湿度传感器布置在正确位置，并将热湿环境隔离箱推至目标位置，使其与建筑墙体紧密接触，并形成相对密闭的空间；

7)，重复步骤2)～5)，得到含不同保温材料的墙体的热阻与湿阻，移出热湿环境隔离箱，观察保温材料与墙体接触面是否出现冷凝现象，综合选取适宜的保温材料。