一种接近实际使用状态的相变储能建筑材料及构件温度调节性能的测试方法技术

本发明专利技术是一种接近实际使用状态的相变储能建筑材料及构件温度调节性能的测试方法，搭建测试房，其前壁、后壁、顶板用绝热材料，两个侧板是测试墙面和对比墙面。将被测试件与对比墙置于长方体两个侧板相对放置，在两个侧板表面布置多个热电偶，同时在测试房内外布置热电偶。在测试房内中心位置放加热装置。将热电偶连接到数据采集仪。打开加热装置，待复合相变储能墙表面温度达到设置温度后停止加热，继续记录降温过程数据，测试房内外温度一致后结束实验。通过分析对比复合相变储能墙和对比墙的温度曲线定性评价复合相变储能材料及构件的温度调节效果。本方法改善了传统测量中测试条件与实际使用状态差别大、或待测样和对比样需分次测试的情况。

【技术实现步骤摘要】
一种接近实际使用状态的相变储能建筑材料及构件温度调节性能的测试方法
本专利技术属于建筑材料测试
，具体涉及一种相变储能建筑材料及构件温度调节性能的测试方法。
技术介绍
相变材料的最大特点是具有较大的相变潜热，有等温相变的效应—即吸收和放出一定热量时温度基本不发生变化。在建筑领域，将相变材料与建筑材料复合，可以制得相变储能建筑材料及构件。相变储能建筑材料及构件可以利用相变材料的储热特性调整、控制建筑物内部的温度，可显著提高建筑围护结构的保温性能，从而降低室内温度波动，提高舒适度，使建筑达到自调温效果，减少建筑供暖或空调用能，从而真正达到建筑节能。相变储能建筑材料及构件是功能性建筑材料，具有很好的经济和环境效益，是实现绿色建筑、超低能耗建筑的有效措施，得到业内人士高度关注和研究。对于单一相变材料的主要性能指标，目前已经有了比较成熟的检测方法。但是在建筑领域，需要将相变材料与建筑材料复合、制成相变储能建筑材料及构件，才能在工程中使用。单一相变材料的性能指标并不能代表和充分说明该复合相变材料的性能。因此，需要对复合相变储能建筑材料及构件的性能指标进行测定，以便进行建筑设计和应用。现有技术公开测试相变储能建筑材料及构件性能的方法存在测试条件与建筑材料的实际使用条件相差较大，测试结果的代表性差，或者存在变量多、误差大、效率低等不足。例如，中国专利技术专利201810448423.8公开了一种将待检测样品和对照样品放入烘箱中进行升、降温，通过对比分析，获得定性检测相变储能建筑材料的调温性能的方法。该方法结果直观，便于对比评价被测样品的性能。由于该方法采用打孔方式将温度传感器插入样品中、在烘箱中测试升降温曲线，其测试条件与建筑材料的实际使用条件相差较大，且打孔后的样品与实际使用的未打孔材料因厚度不同，其保温效果不同，所得的测试数据也存在代表性差、误差相对较大的现象。
技术实现思路
目前测定复合相变材料保温性能的常用方法的测试条件与建筑材料的实际使用条件相差较大，代表性差，存在变量多、误差大等不足之处。为解决上述问题，本专利技术的目的是提出一种简便易行、在实验室模拟建筑使用状态、并可一次性获得相变储能建筑材料及构件和对比样品的温度调节性能的测试方法。本专利技术的技术方案：一种接近实际使用状态的相变储能建筑材料及构件温度调节性能的测试方法，在温度可控的实验室中搭建长方体形状的测试房，调节实验室内温度低于复合相变材料相变温度，该测试房的前壁、后壁、顶板由绝热材料板材隔热，相对的两个侧墙壁用来安装测试材料面，其中一个是被测试件构成的复合相变储能墙，另一个是对比墙，在复合相变储能墙的内外两侧的表面放置第一热电偶、第五热电偶，第一热电偶、第五热电偶位于复合相变储能墙的内外两侧的对称位置。在对比墙的内外两侧的表面放置第三热电偶、第七热电偶，第三热电偶、第七热电偶处在对比墙的内外两侧的对称位置。第一热电偶、第五热电偶、第三热电偶、第七热电偶处在两两对称的位置，用于测试复合相变储能墙和对比墙的墙体表面温度。在测试房内部空间中安放第二热电偶、第四热电偶，第二热电偶靠近第一热电偶(第二热电偶与第一热电偶间隔2-5厘米)，第四热电偶靠近第三热电偶(第四热电偶与第三热电偶间隔2-5厘米)，在测试房外部安放第六热电偶、第八热电偶，第六热电偶靠近第五热电偶(第六热电偶与第五热电偶间隔2-5厘米)，第八热电偶靠近第七热电偶(第八热电偶与第七热电偶间隔2-5厘米)，第二热电偶、第四热电偶用来测试测试房内部环境温度，第六热电偶、第八热电偶用来测试测试房外部环境温度；在测试房内中心位置放置功率可调的加热装置；所有热电偶连接到数据采集仪，数据采集仪具有温度记录、储存、传输功能，并调节采集数据的采集周期。测试过程如下：安装好被测试的复合相变储能墙、对比墙后，安装固定1-8号热电偶，加热装置选择合适的加热功率，之后，将绝热材料板材与复合储能墙、对比墙由密封胶粘结，形成密封环境。最后，打开加热装置，待复合相变储能墙表面温度达到设置温度(该温度根据当地气候条件等确定)后停止加热，继续记录降温过程数据，待测试房内外温度一致后结束实验，通过分析对比复合相变储能墙和对比墙受热面与非受热面温度曲线中被测试件温度响应时间、温度差值，得到相变储能建筑材料及构件的温度调节性能。进一步的是：测试房的前壁、后壁、顶板由岩棉板等绝热材料板材构成，复合相变储能墙、对比墙、前壁、后壁、顶板相互间的连接缝由密封胶粘结。进一步的是：除了第二热电偶、第四热电偶、第六热电偶、第八热电偶，还在第一热电偶、第五热电偶、第三热电偶、第七热电偶周围放置一个以上的热电偶，提高环境温度的测量精确度。所述第一热电偶、第五热电偶、第三热电偶、第七热电偶用绝热胶带粘贴在复合相变储能墙、对比墙的中央位置，胶带粘贴的方式可使热电偶快速安装到位。本专利技术的有益效果：提供了实验室简便易操作的测试相变储能建筑材料及构件温度调节性能的方法，该方法在模拟室外温度变化以及墙体内外温差的同时可以一次性测量待测样品和对比样品的室内外温度变化曲线，在测温过程中通过同时在待测样品和对比样内外侧升温或降温，可最大可能地模拟墙体材料实际使用环境，并通过直接对比分析在同等条件下一次性获得的待测样品和对比样的温度响应时间、温度差值等测试结果定性检测复合相变建筑材料及构件的温度调节性能。本专利技术提出的方法改善了传统测量中测量装置复杂、测试条件与实际使用状态差别大、或者待测样品和对比样需分次测试的缺点。也可通过固定测试条件(构件尺寸、加热装置温度峰值等)对不同相变储能建筑材料及构件进行测试，以降温至测试房内外温度一致所需时间作为评价不同复合相变材料的温度调节性能指标。本方法接近于实际使用状态，得到的测试结果对各类相变储能建筑材料的应用具有直接性的指导作用。附图说明图1是测试房的热电偶、加热装置安置示意图；图2是测试房的俯视图；图3是复合砌块墙与石膏砌块墙受热面与非受热面热电偶的温度曲线；图4是复合砌块墙与石膏砌块墙升温曲线；图5是复合砌块墙与石膏砌块墙降温曲线；图6是测试房立体示意图；图中附图标记：1-第一热电偶、2-第二热电偶、3-第三热电偶、4-第四热电偶、5-第五热电偶、6-第六热电偶、7-第七热电偶、8-第八热电偶、9-加热装置、10-复合相变储能墙、11-对比墙、12-绝热材料板、13-数据采集仪。具体实施方式如图1，相变储能建筑材料及构件温度调节性能测试方法，在温度可调的实验室中搭建长方体形状的测试房，把实验室内温度调节到低于复合相变材料相变温度。该测试房的前壁、后壁、顶板由绝热材料板材隔热，相对的两个侧墙壁用来安装测试材料，其中一个是被测试件构成的复合相变储能墙10，另一个是对比墙11。测试房的前壁、后壁、顶板由绝热材料板材构成，复合相变储能墙10、对比墙11、前壁、后壁、顶板相互间的连接缝由密封胶粘结。在复合相变储能墙的内外两侧的表面放置第一热电偶1、第五热电偶5，第一热电偶1、第五热电偶5位于复合相变储能墙的内外两本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种接近实际使用状态的相变储能建筑材料及构件温度调节性能的测试方法，其特征是：在温度可调控的实验室中搭建长方体形状的测试房，调节实验室内温度低于相变储能建筑材料及构件的相变温度，该测试房的前壁、后壁、顶板选用绝热材料板材搭建，相对的两个侧墙壁分别安装被测试的相变储能建筑材料及构件、与之相对应的对比试件，即其中一个墙体是被测试的相变储能建筑材料及构件构成的复合相变储能墙(10)，另一个是由对比试件构成的对比墙(11)，在复合相变储能墙的内外表面分别放置第一热电偶(1)、第五热电偶(5)：第一热电偶(1)、第五热电偶(5)位于复合相变储能墙的内外表面的对称位置，在对比墙的内外表面分别放置第三热电偶(3)、第七热电偶(7)：第三热电偶(3)、第七热电偶(7)处在对比墙的内外表面的对称位置，第一热电偶(1)、第五热电偶(5)、第三热电偶(3)、第七热电偶(7)分别处于两两对称的位置，第一热电偶(1)、第五热电偶(5)、第三热电偶(3)、第七热电偶(7)用于测试复合相变储能墙和对比墙的墙体表面温度，在测试房内部空间中安放第二热电偶(2)、第四热电偶(4)：第二热电偶(2)靠近第一热电偶(1)，第四热电偶(4)靠近第三热电偶(3)，在测试房外部安放第六热电偶(6)、第八热电偶(8)：第六热电偶(6)靠近第五热电偶(5)，第八热电偶(8)靠近第七热电偶(7)，且第二热电偶(2)和第四热电偶(4)、第六热电偶(6)和第八热电偶(8)也分别处于两两对称位置，第二热电偶(2)、第四热电偶(4)用来测试测试房内部环境温度，第六热电偶(6)、第八热电偶(8)用来测试测试房外部环境温度，在测试房内中心位置放置功率可调的加热装置(9)；所有热电偶连接到数据采集仪(13)，并调节采集数据的采集周期，数据采集仪具有温度记录、储存、传输功能，前壁、后壁、顶板由绝热材料板材(12)构成，复合相变储能墙、对比墙、前壁、后壁、顶板相互间的连接缝由密封胶粘结，实验测试过程如下：安装好被测试的复合相变储能墙、对比墙后，安装固定热电偶，加热装置选择合适的加热功率，之后，将绝热材料板材与复合储能墙、对比墙由密封胶粘结，形成密封环境，最后，打开加热装置，待复合相变储能墙表面温度达到设置温度后停止加热，继续记录降温过程数据，待测试房内外空间的温度一致后结束实验，分析对比复合相变储能墙和对比墙受热面与非受热面温度曲线，根据被测试件的温度响应时间、温度峰值、内外表面的温度差值与对比试件的异同，评价相变储能建筑材料及构件的温度调节能力。/n...

【技术特征摘要】
1.一种接近实际使用状态的相变储能建筑材料及构件温度调节性能的测试方法，其特征是：在温度可调控的实验室中搭建长方体形状的测试房，调节实验室内温度低于相变储能建筑材料及构件的相变温度，该测试房的前壁、后壁、顶板选用绝热材料板材搭建，相对的两个侧墙壁分别安装被测试的相变储能建筑材料及构件、与之相对应的对比试件，即其中一个墙体是被测试的相变储能建筑材料及构件构成的复合相变储能墙(10)，另一个是由对比试件构成的对比墙(11)，在复合相变储能墙的内外表面分别放置第一热电偶(1)、第五热电偶(5)：第一热电偶(1)、第五热电偶(5)位于复合相变储能墙的内外表面的对称位置，在对比墙的内外表面分别放置第三热电偶(3)、第七热电偶(7)：第三热电偶(3)、第七热电偶(7)处在对比墙的内外表面的对称位置，第一热电偶(1)、第五热电偶(5)、第三热电偶(3)、第七热电偶(7)分别处于两两对称的位置，第一热电偶(1)、第五热电偶(5)、第三热电偶(3)、第七热电偶(7)用于测试复合相变储能墙和对比墙的墙体表面温度，在测试房内部空间中安放第二热电偶(2)、第四热电偶(4)：第二热电偶(2)靠近第一热电偶(1)，第四热电偶(4)靠近第三热电偶(3)，在测试房外部安放第六热电偶(6)、第八热电偶(8)：第六热电偶(6)靠近第五热电偶(5)，第八热电偶(8)靠近第七热电偶(7)，且第二热电偶(2)和第四热电偶(4)、第六热电偶(6)和第八热电偶(8)也分别处于两两对称位置，第二热电偶(2)、第四热电偶(4)用来测试测试房内部环境温度，第六热电偶(6)、第八热电偶(8)用来测试测试房外部环境温度，在测...

【专利技术属性】
技术研发人员：王花枝，付怡琳，端小亚，杨永杰，周博，甄立平，马文礼，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：甘肃;62