隨著城市建設的高速發(fā)展,我國的建筑能耗逐年大幅度上升,建筑總能耗已達全國能源總消耗量的45%。其中空調、采暖造成的能耗約占60%~70%。因此,建筑外部隔熱系統(tǒng)在施工領域變得日趨重要。為了檢測新建或已有建筑上大面積外部隔熱系統(tǒng)是否安裝,以及評估這些隔熱產(chǎn)品的熱性能,由意大利隔熱隔音協(xié)會(ANIT)在內的多家公司組成的團隊,在FLIR紅外熱像儀的幫助下,開展了一個研究項目。
ANIT與該組織的兩個會員企業(yè)(即:Caparol與FLIR Systems)發(fā)起了一項關于辨識隔熱系統(tǒng)與安裝異?,F(xiàn)象的研究。該研究由Tep srl進行統(tǒng)籌,該公司是一家專業(yè)從事建筑物無損能效測試的工程服務公司。
01
建立測試樣本
為了研究以外部隔熱系統(tǒng)安裝為特色的熱現(xiàn)象,建立了一份測試樣本,在樣本三側覆蓋隔熱面板(帶有石墨添加劑的EPS)。在樣本的頂部,墻體采用常見的錯誤鋪設方法進行覆蓋,而底部采用正確的鋪設方法(有/無EPS合板釘)。
涂層前的試樣布局
02
主動熱成像分析
在太陽能蓄熱與放熱循環(huán)期間,對一面虛擬墻體進行監(jiān)控與分析,定期記錄并存儲熱圖像。借助主動熱成像技術,蓄熱通過影響測試樣本表面的太陽能輻射實現(xiàn)。在放熱階段,已聚集能量的結構在陰涼處開始釋放能量時,對其進行監(jiān)控。在該項測試中,ANIT選擇了FLIR T640紅外熱像儀,經(jīng)證明是最適用于本項目的工具。
上圖顯示了在熱負荷期間試樣上部出現(xiàn)的溫差,其中存在故意設置的安裝錯誤
03
各種條件下的熱傳遞
為了正確分析由熱成像分析突顯的各種情況,掌握可能存在的鋪設異常情況,需要了解不同條件下隔熱表面熱傳遞的基本知識。
在不同條件下的熱傳遞中(擁有不同的表面溫度),每一種材料的熱阻、傳導率與厚度已不足以定義各隔熱層的熱性能。事實上,必須考慮材料的密度與比熱。蓄熱系數(shù)是一種表示不同條件下材料屬性的參數(shù),該系數(shù)與覆蓋有外部隔熱層結構的表面輻射率有關。
呈現(xiàn)試樣上部的溫度圖顯示,存在熱傳導率低、比熱容有限的隔熱材料,以及熱傳導率高、比熱容大的粘合劑和PVC合板釘??紤]到由于太陽輻射而儲存的能量,保溫層冷卻得更快,因為儲存的能量較小,即其體積比熱容較小。
熱輻射率是衡量材料熱能穿透力的一項參數(shù):受太陽輻射影響的外部隔熱層,其表面溫度與材料表面向子層傳導熱量的方式有關,借助材料的比熱來蓄熱,進而得以升溫。在這種條件下,熱輻射率表示材料經(jīng)過太陽輻射后,內部升溫的容易程度:值越低,表示加熱該材料需要的能量越小。
測試樣本包含擁有不同熱發(fā)射率值(eff.)的多種材料:粘合劑(eff.=906),帶有石墨添加劑的EPS(eff.=27),合板釘上的PVC(eff.=530)。
04
FLIR T640紅外熱像儀
ANIT選擇FLIR T640,是因為其可滿足各種技術要求。樣本研究需要檢測溫差在0.5℃的情形,在不同的時間段,能夠自動記錄和控制表面溫度的變化。熱像儀同樣需要生成優(yōu)質的視頻圖像,能夠證實表面熱性能的有效研究。
利用平均太陽吸收系數(shù)對外墻表面放電時的熱像圖分析
FLIR T640紅外熱像儀是一款性能優(yōu)質的高質量產(chǎn)品。作為一款高性能的紅外熱像儀,其配備500萬像素的可見光相機、可互換鏡頭選件、自動對焦功能,以及寬大的4.3英寸液晶觸摸屏。本產(chǎn)品集卓越的人體工程設計以及優(yōu)質成像功能于一身,提供高質量的圖像清晰度與精確度,以及可擴展的通信可行性。
檢測完成后,使用FLIR T640還可以通過Wi-Fi連接至FLIR Tools Mobile進行圖像分析和分享,或通過METERLiNK?傳輸測試和測量數(shù)據(jù)至熱像儀。
05
測試樣本分析
對材料的特性分析表明了由輻射引起的儲能,以及在陰涼處進行后續(xù)放熱的不同行為。
對具有平均太陽吸收系數(shù)的外墻表面充電時的熱成像分析
熱分析清楚地表明:存在兩種截然不同的表面層,一類是具有低熱傳導率及有限比熱容的隔熱材料,一類是擁有較高熱傳導率及比熱容的粘合劑和PVC合板釘。在進行熱像圖分析時,熱像師必須清楚,哪些為表面異?,F(xiàn)象:此外,還必須熟悉外部隔熱系統(tǒng),以及在合適環(huán)境條件下觀測時,哪些現(xiàn)象可認為是存在缺陷。
除此之外,F(xiàn)LIR T640還有助于您發(fā)現(xiàn)隱藏的電阻、機械磨損和其它熱相關問題的跡象。FLIR T640擁有307,200(640×480)像素,提供MSX?豐富細節(jié)和FLIR UltraMax?增強分辨率,可達2000℃的溫度校準,具有快速診斷問題和立即開始維修所需的出色圖像質量和清晰度。