CN104165901A - 建筑门窗遮阳系数测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种建筑门窗遮阳系数测试装置，包括位于同一直线上依次设置的用于模拟太阳光的太阳能模拟器，用于模拟建筑室外环境参数的外环境箱，用于固定待测试件的试件框，测量透过试件后的太阳能热计量箱，以及模拟建筑室内环境参数的内环境箱；所述热计量箱采用水进行冷却和热量计量；所述内环境箱、计量箱及外环境箱内均设置有感温元件。本发明采用反射式大面积太阳能模拟器，该模拟器采用四个氙灯作为光源，通过两次反射，将太阳能聚焦于光学积分镜上，可在试件安装平面得到辐照面积大于2.25m2、辐照度达到500W/m2、均匀分布且入射角度在10°以内的辐射，较真实地模拟自然光源。
Description
技术领域
本发明属于建筑门窗遮阳系数测试技术领域，特别涉及一种建筑门窗遮阳系数测试装置。
背景技术
目前，节能设计标准中提到的遮阳系数在国内一般是通过计算得到的。一种方法是根据GB/T 2680-94计算得到，这种方法首先要检测单片玻璃中心点的光谱数据，然后根据相应公式计算得到，并未考虑窗框和窗扇等影响，与实际相比误差比较大；另一种方法则是根据JGJ/T 151-2008采用软件模拟计算得到，该方法也是采用欧美的计算标准及规则，根据测定的单片玻璃光谱数据进行计算玻璃部分的遮阳系数，不同的是该方法考虑了窗框遮阳系数的计算，理论上结果相对可靠。
在计算方法已经出现的情况下，标准的实验方法仍然没有解决，模拟计算的结果无法得到验证，因而需要从速确立实验方法，需要设计一套建筑门窗遮阳系数测试装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种建筑门窗遮阳系数测试装置，以对建筑门窗的遮阳性能做出检测与评价。
为解决上述发明目的，本发明提供了一种建筑门窗遮阳系数测试装置，包括一种建筑门窗遮阳系数测试装置，包括位于同一直线上依次设置的用于模拟太阳光的太阳能模拟器，用于模拟建筑室外环境参数的外环境箱，用于固定待测试件的试件框，测量透过试件后的太阳能热计量箱，以及模拟建筑室内环境参数的内环境箱；所述热计量箱采用水进行冷却和热量计量；所述内环境箱、所述计量箱及所述外环境箱内均设置有感温元件。
作为上述技术方案的优选，所述太阳能模拟器包括：光源及光学系统；所述光源为氙气灯或氙气短弧光灯，所述光源射出的光线经所述光学系统后到达所述试件表面的辐射照度不低于500W/m2；所述光源的光线经光学系统后，沿轴线扩散角小于等于±10°，试件表面辐射照度空间分布不均匀度小于±5%，有效辐照范围大于所述试件尺寸。
作为上述技术方案的优选，所述外环境箱的箱壁的热阻值大于等于3.5（m2·K）/W，表面辐射率大于0.90，所述外环境箱的进深大于等于1200mm；所述外环境箱设置有人工光源光导入窗，尺寸大于等于试件尺寸，所述人工光源光导入窗设置有太阳光总透射比大于0.89的超白玻璃；
所述外环境箱还设置有空调和风扇，用于为所述试件表面提供预设温度及自上而下的空气强制对流，其风速为3.0m/s±0.20m/s。
作为上述技术方案的优选，所述热计量箱的箱壁的材质热阻值大于等于3.5（m2·K）/W，所述热计量箱的箱内应设置热交换器，所述热计量箱的箱壁及所述热交换器接收辐照面的表面辐射率不低于0.90；所述热计量箱内还设置有通风装置，所述通风装置提供的风速为1m/s。
作为上述技术方案的优选，所述内环境箱的材质热阻值大于等于3.5（m2·K）/W，空间的长×宽×进深大于等于3000mm×3000mm×1200mm，开口尺寸大于等于1500mm×1500mm。
作为上述技术方案的优选，所述水冷计量系统中预设温度为25℃±0.5℃，其循环水进出口温度的波动幅度小于0.1℃；所述水冷计量系统包括流量计及温度传感器，所述流量计的精度为0.5级，所述温度传感器的精度应为±0.1℃。
作为上述技术方案的优选，所述感温元件采用同批生产，测量不确定度小于等于0.25K；所述感温元件的感应头作绝缘处理，连接其的导线的表面绝缘处理；
所述感温元件的空气温度测点布置要求：所述内环境箱空间内应布置两层感温元件作为空气温度测点，每层均匀布4个测点；所述计量箱空间内应布置两层感温元件作为空气温度测点，每层均匀布4个测点；所述外环境箱空气温度测点与试件对应的面积上均匀布9点；
所述感温元件的表面温度测点布置要求：所述计量箱外壁的内、外表面分别对应分布6个温度测点；所述试件框热侧表面温度测点多于20个；所述试件框外环境侧表面温度测点多于14个点。
本发明的效果在于：
本发明提供的建筑门窗遮阳系数测试装置，包括位于同一直线上依次设置的用于模拟太阳光的太阳能模拟器，用于为待测试件模拟建筑外环境参数的外环境箱，用于固定待测试件的试件框，检测太阳光经过试件后参数的热计量箱，以及为待测试件模拟建筑内环境参数的内环境箱；所述热计量箱还连接有水冷计量系统，所述内环境箱，所述计量箱，及所述外环境箱内均设置有感温元件。本发明采用反射式大面积太阳能模拟器，该模拟器采用四个氙灯作为光源，通过两次反射，将太阳能聚焦于光学积分镜上，可在试件安装平面得到辐照面积大于2.25m2、辐照度达到500W/m2、均匀分布且入射角度在10°以内的辐射，较真实地模拟自然光源。
附图说明
通过下面结合附图对其示例性实施例进行的描述，本发明上述特征和优点将会变得更加清楚和容易理解。
图1为本发明实施例提供的建筑门窗遮阳系数测试装置的结构示意图；
图中，1-太阳能模拟器、2-超白玻璃、3-外环境箱、4-空调、5-风扇、6-试件框、7-热计量箱、8-内环境箱、9-温度传感器、10-压力计、11-流量计、12-恒温水箱、13-热交换器、 14-水冷计量系统、15-试件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
实验方法在国外早有研究，主要有两种流派。一是二十世纪六七十年代使用的利用太阳光的设备，二是二十世纪九十年代使用的室内人工光源装置的设备。但是标准的测定方法始终处于实验状态，目前尚未确立采用哪种方法作为统一标准。另一方面，美国采用ASHRAE STANDARD 142测定外窗整体的日照特性，并被ISO 15099全部采纳。欧美各国具有代表性的软件WINDOW和WIS也是根据ISO 15099的内容构建相应的计算规则。日本也正试行改进边界要素法计算程序TB2D/BEM测算日照特性，同时也在积极开发日照遮阳性能模拟软件，并整理汇总相应数据库。
图1为本发明实施例提供的建筑门窗遮阳系数测试装置的结构示意图，如图1所示，本实施例提供了一种建筑门窗遮阳系数测试装置，包括位于同一直线上依次设置的用于模拟太阳光的太阳能模拟器1，用于为待测试件模拟建筑室外环境参数的外环境箱3，用于固定待测试件15的试件框6，测量透过经过试件15后太阳能热计量箱7，以及模拟建筑室内环境参数的内环境箱8；热计量箱7采用水进行冷却和热量计量；内环境箱8、计量箱及外环境箱3内均设置有感温元件。
作为上述实施方案的优选，太阳能模拟器1包括：光源及光学系统；光源为氙气灯或氙气短弧光灯，光源射出的光线经光学系统后到达试件15表面的辐射照度不低于500W/m2；光源的光线经光学系统后，沿轴线扩散角小于等于±10°，试件15表面辐射照度空间分布不均匀度小于±5%，有效辐照范围大于试件15尺寸，较真实地模拟自然光源。
作为上述实施方案的优选，外环境箱3的箱壁的热阻值大于等于3.5（m2·K）/W，表面辐射率大于0.90，外环境箱3的进深大于等于1200mm；外环境箱3设置有人工光源光导入窗，尺寸大于等于试件15尺寸，人工光源光导入窗设置有太阳光总透射比大于0.89的超白玻璃2；
外环境箱3还设置有空调4和风扇5，用于为试件15表面提供预设温度及自上而下的空气强制对流，其风速为3.0m/s±0.20m/s。
作为上述实施方案的优选，热计量箱7的箱壁的材质热阻值大于等于3.5（m2·K）/W，热计量箱7的箱内应设置热交换器13，热计量箱7的箱壁及热交换器13接收辐照面的表面辐射率不低于0.90；热计量箱7内还设置有通风装置，通风装置提供的风速为1m/s。
作为上述实施方案的优选，内环境箱8的材质热阻值大于等于3.5（m2·K）/W，空间的长×宽×进深大于等于3000mm×3000mm×1200mm，开口尺寸大于等于1500mm×1500mm。
作为上述实施方案的优选，水冷计量系统14中预设温度为25℃±0.5℃，其循环水进出口温度的波动幅度小于0.1℃；水冷计量系统14包括流量计11及温度传感器9，流量计11的精度为0.5级，温度传感器9的精度应为±0.1℃。压力计10用于测量水的压力，以便实现对水流量的调节；对于可直接调整水流量的水箱，也可不设置压力计。恒温水箱12用于将调节水温，以保证水箱出口水温的稳定；并将通过热计量箱后升温的回收水水温调节至与水箱出口水温一致。
作为上述实施方案的优选，感温元件采用同批生产，测量不确定度小于等于0.25K；感温元件的感应头作绝缘处理，连接其的导线的表面绝缘处理。
感温元件的空气温度测点布置要求：内环境箱8空间内应布置两层感温元件作为空气温度测点，每层均匀布4个测点；计量箱空间内应布置两层感温元件作为空气温度测点，每层均匀布4个测点；外环境箱3空气温度测点与试件15对应的面积上均匀布9点。
感温元件的表面温度测点布置要求：计量箱外壁的内、外表面分别对应分布6个温度测点；试件框6热侧表面温度测点多于20个；试件框6外环境侧表面温度测点多于14个点。
本发明提供的建筑门窗遮阳系数测试装置，包括位于同一直线上依次设置的用于模拟太阳光的太阳能模拟器，用于为待测试件模拟建筑外环境参数的外环境箱，用于固定待测试件的试件框，检测太阳光经过试件后参数的热计量箱，以及为待测试件模拟建筑内环境参数的内环境箱；所述热计量箱还连接有水冷计量系统，所述内环境箱，所述计量箱，及所述外环境箱内均设置有感温元件。本发明采用反射式大面积太阳能模拟器，该模拟器采用四个氙灯作为光源，通过两次反射，将太阳能聚焦于光学积分镜上，可在试件安装平面得到辐照面积大于2.25m2、辐照度达到500W/m2、均匀分布且入射角度在10°以内的辐射，较真实地模拟自然光源。
上述实施例并非具体实施方式的穷举，还可有其它的实施例，上述实施例目的在于说明本发明，而非限制本发明的保护范围，所有由本发明简单变化而来的应用均落在本发明的保护范围内。
此专利说明书使用实例去展示本发明，其中包括最佳模式，并且使熟悉本领域的技术人员制造和使用此项发明。此发明可授权的范围包括权利要求书的内容和说明书内的具体实施方式和其它实施例的内容。这些其它实例也应该属于本发明专利权要求的范围，只要它们含有权利要求相同书面语言所描述的技术特征，或者它们包含有与权利要求无实质差异的类似字面语言所描述的技术特征。
所有专利，专利申请和其它参考文献的全部内容应通过引用并入本申请文件。但是如果本申请中的一个术语和已纳入参考文献的术语相冲突，以本申请的术语优先。
本文中公开的所有范围都包括端点，并且端点之间是彼此独立地组合。
需要注意的是，“第一 ”，“第二”或者类似词汇并不表示任何顺序，质量或重要性，只是用来区分不同的技术特征。结合数量使用的修饰词“大约”包含所述值和内容上下文指定的含义。（例如：它包含有测量特定数量时的误差）
Claims (7)
1. 一种建筑门窗遮阳系数测试装置，其特征在于，包括位于同一直线上依次设置的用于模拟太阳光的太阳能模拟器，用于模拟建筑室外环境参数的外环境箱，用于固定待测试件的试件框，测量透过试件后太阳能的热计量箱，以及模拟建筑室内环境参数的内环境箱；所述热计量箱采用水进行冷却和热量计量；所述内环境箱、计量箱及外环境箱内均设置有感温元件。
2. 根据权利要求1所述的建筑门窗遮阳系数测试装置，其特征在于，所述太阳能模拟器包括：光源及光学系统；所述光源为氙气灯或氙气短弧光灯，所述光源射出的光线经所述光学系统后到达所述试件表面的辐射照度不低于500W/m2；所述光源的光线经光学系统后，沿轴线扩散角小于等于±10°，试件表面辐射照度空间分布不均匀度小于±5%，有效辐照范围大于所述试件尺寸。
3. 根据权利要求1所述的建筑门窗遮阳系数测试装置，其特征在于，所述外环境箱的箱壁的热阻值大于等于3.5（m2·K）/W，表面辐射率大于0.90，所述外环境箱的进深大于等于1200mm；所述外环境箱设置有人工光源光导入窗，尺寸大于等于试件尺寸，所述人工光源光导入窗设置有太阳光总透射比大于0.89的超白玻璃；
所述外环境箱还设置有空调和风扇，用于为所述试件表面提供预设温度及自上而下的空气强制对流，其风速为3.0m/s±0.20m/s。
4. 根据权利要求1所述的建筑门窗遮阳系数测试装置，其特征在于，所述热计量箱的箱壁的材质热阻值大于等于3.5（m2·K）/W，所述热计量箱的箱内应设置热交换器，所述热计量箱的箱壁及所述热交换器接收辐照面的表面辐射率不低于0.90；所述热计量箱内还设置有通风装置，所述通风装置提供的风速为1m/s。
5. 根据权利要求1所述的建筑门窗遮阳系数测试装置，其特征在于，所述内环境箱的材质热阻值大于等于3.5（m2·K）/W，空间的长×宽×进深大于等于3000mm×3000mm×1200mm，开口尺寸大于等于1500mm×1500mm。
6. 根据权利要求1所述的建筑门窗遮阳系数测试装置，其特征在于，所述水冷计量系统中预设温度为25℃±0.5℃，其循环水进出口温度的波动幅度小于0.1℃；所述水冷计量系统包括流量计及温度传感器，所述流量计的精度为0.5级，所述温度传感器的精度应为±0.1℃。
7. 根据权利要求1所述的建筑门窗遮阳系数测试装置，其特征在于，所述感温元件采用同批生产，测量不确定度小于等于0.25K；所述感温元件的感应头作绝缘处理，连接其的导线的表面绝缘处理；
所述感温元件的空气温度测点布置要求：所述内环境箱空间内应布置两层感温元件作为空气温度测点，每层均匀布4个测点；所述计量箱空间内应布置两层感温元件作为空气温度测点，每层均匀布4个测点；所述外环境箱空气温度测点与试件对应的面积上均匀布9点；
所述感温元件的表面温度测点布置要求：所述计量箱外壁的内、外表面分别对应分布6个温度测点；所述试件框热侧表面温度测点多于20个；所述试件框外环境侧表面温度测点多于14个点。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20141126 |