【摘要】 節(jié)能環(huán)保已成為人們關(guān)注的問題，國家建設(shè)部也發(fā)布了相關(guān)的文件要求建筑節(jié)能化，使用外保溫墻體材料是有效利用、使用能源的一種手段。大量的墻體保溫材料在建筑行業(yè)的應(yīng)用要求檢測行業(yè)技術(shù)能快速跟進(jìn)，所以需要研制出一種新型的符合標(biāo)準(zhǔn)要求、節(jié)能、耐久并且使用方便的檢測設(shè)備來為國內(nèi)建筑節(jié)能產(chǎn)業(yè)服務(wù)，為國家制定節(jié)能政策提供及時可靠的技術(shù)參數(shù)。

【關(guān)鍵詞】 節(jié)能;墻體外保溫;耐候性;檢測

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2020.06.024

Abstract： Energy conservation and environmental protection has become a concern of people. The Ministry of construction has also issued relevant documents requiring building energy conservation. The use of external thermal insulation wall materials is a means to effectively use and use energy. The application of a large number of wall insulation materials in the construction industry requires that the detection industry technology can be quickly followed up， so it is necessary to develop a new type of testing equipment that meets the requirements of the standard， energy-saving， durable and easy to use to serve the domestic building energy-saving industry， and provide timely and reliable technical parameters for the national energy-saving policy.

Key words： energy saving;wall external insulation;weatherability;detection

1 項目背景和意義

處于夏熱冬冷的中原地區(qū)，非節(jié)能住宅一直存在著“冬冷夏熱”的弊病，保溫隔熱性能不盡人意，大量的住宅需靠空調(diào)、電熱器等抵御“冬冷夏熱”，其耗能浪費很大。按新規(guī)，住宅外墻必須使用保溫隔熱材料，內(nèi)含泡沫和砂漿，現(xiàn)階段緊迫的任務(wù)是對相關(guān)的節(jié)能新型材料和產(chǎn)品的節(jié)能性能作出科學(xué)實際的檢測和評價。

大量的墻體保溫材料在建筑行業(yè)的應(yīng)用，要求檢測行業(yè)技術(shù)能快速跟進(jìn)，目前外墻外保溫系統(tǒng)耐候檢測裝置普遍存在發(fā)展驗證不足的情況，有工位少、價格昂貴、曲解和簡化標(biāo)準(zhǔn)的要求、設(shè)備本身耗電、耗水、不節(jié)能和設(shè)備本身經(jīng)不住耐候的通病。需要研制出符合標(biāo)準(zhǔn)要求、節(jié)能、耐久并且使用方便的檢測設(shè)備來為國內(nèi)建筑節(jié)能產(chǎn)業(yè)服務(wù)，為國家制定節(jié)能政策提供及時可靠的技術(shù)參數(shù)。為此，我們開展研制工作，制造出一種新型的、完全符合標(biāo)準(zhǔn)要求、節(jié)能、便于觀察、耐久并且使用方便的檢測設(shè)備來為國內(nèi)建筑節(jié)能產(chǎn)業(yè)服務(wù)，為國家制定節(jié)能政策提供及時可靠的技術(shù)參數(shù)。

2 對國內(nèi)存在的建筑節(jié)能耐候性檢測設(shè)備的問題總結(jié)

目前，國內(nèi)制造并使用的設(shè)備都是兩工位、檢測樣品不滿足要包含保溫層側(cè)面的要求、試驗過程中不能直接觀看到試驗樣品的檢測情況、不能模擬標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)試驗環(huán)境。

3 新型耐候檢測技術(shù)組成

目前國內(nèi)耐候性檢測有二工位的設(shè)備，排隊時間過長，溫度控制范圍較小，波動范圍調(diào)節(jié)難以精確到0.5度，濕度調(diào)節(jié)效果也難以達(dá)到較高精度，對自然條件的模擬不好，試驗環(huán)境無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)試樣環(huán)境要求，樣板也只是一個平面，無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的轉(zhuǎn)角和側(cè)邊。建議盡快開展科技計劃，考慮交變有效控制均勻分布的溫度場，模擬噴淋實現(xiàn)自動化同時解決儀器設(shè)備本身耐候試驗問題，提高系統(tǒng)外環(huán)境條件，建立先進(jìn)的內(nèi)設(shè)外環(huán)境式物理性能檢測設(shè)備，使一向難以控制的外部溫場實現(xiàn)0.5 ℃以下精度的外場條件，實現(xiàn)樣板含轉(zhuǎn)角的多工位檢測，使技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平，國際先進(jìn)水平。

經(jīng)過大量基礎(chǔ)性試驗并掌握了大量工程方面的第一手材料和技術(shù)要求，對建筑節(jié)能耐候性檢測設(shè)備進(jìn)行研制，其制造過程及操作流程為：制作雙面墻體推車→制作外墻外保溫系統(tǒng)→推入玻璃箱體→鎖緊部件密封門→啟動微機(jī)控制系統(tǒng)→系統(tǒng)供電→選擇操作模式→記錄試件狀況→打印曲線測試結(jié)果。根據(jù)此操作流程我們進(jìn)行了耐候性檢測設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計、噴淋系統(tǒng)、軟件控制系統(tǒng)設(shè)計及樣板支架等的設(shè)計。

新型建筑保溫耐候檢測設(shè)備主要由控制臺、環(huán)境箱、除濕干燥系統(tǒng)、空氣制冷制熱系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)、環(huán)境通風(fēng)系統(tǒng)、試件裝卸系統(tǒng)七大部分組成。

1）控制臺：由控制柜、微機(jī)系統(tǒng)、儀表、按鈕等自動控制、電氣控制元件組成。

2）環(huán)境箱：主要由中空玻璃及鋁塑型材組成。

3）除濕干燥系統(tǒng)：主要由中空玻璃保溫箱、地面保溫層、干燥除濕機(jī)組成。

4）空氣制冷制熱系統(tǒng)：主要由制冷管道、制冷機(jī)、加熱器、蒸發(fā)器等組成。

5）噴淋系統(tǒng)：主要由流量計、管道、電磁閥、球閥、水路管道、噴淋頭組成。

6）環(huán)境通風(fēng)系統(tǒng)：主要由離心風(fēng)機(jī)、管道、氣動閥組成。

7）試件裝卸系統(tǒng)：由導(dǎo)軌、過渡架、墻體推車組成。

4 新耐候設(shè)備的設(shè)計

設(shè)計分為結(jié)構(gòu)設(shè)計、環(huán)境通風(fēng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)設(shè)計、噴淋系統(tǒng)設(shè)計，具體設(shè)計及制造如下。

1）試件支撐機(jī)構(gòu)

目前國內(nèi)市場上出現(xiàn)的建筑節(jié)能耐候性檢測設(shè)備結(jié)構(gòu)上都不能滿足標(biāo)準(zhǔn)中檢測樣品要包括一個側(cè)面的要求，我們?yōu)榇嗽O(shè)計了移動式封閉型雙試件支撐機(jī)構(gòu)。

a）支撐機(jī)構(gòu)的兩側(cè)可同時或不同時安裝兩個試件基墻，施工人員可安全方便地在兩個基墻上制作相同或不同的外墻外保溫體系。

b）支撐機(jī)構(gòu)的中間為由左右兩面基墻及前后封板組成的100mm寬的空氣夾層，該空氣夾層設(shè)計有均流格柵，前后封板各安裝有帶有溫度傳感器的通風(fēng)管接頭，可時時監(jiān)測該基墻兩側(cè)空氣夾層的進(jìn)出口空氣溫度。

c）支撐機(jī)構(gòu)的兩側(cè)可同時或不同時安裝兩個試件基墻，施工人員可安全方便地在兩個基墻上制作相同或不同的外墻外保溫體系。

d）支撐機(jī)構(gòu)的地部設(shè)計有鋼制滾輪，可使很重的被檢試件方便地進(jìn)入環(huán)境箱中。

2）環(huán)境通風(fēng)系統(tǒng)

新耐候設(shè)備采用了離心式風(fēng)機(jī)，與上述試件支撐機(jī)構(gòu)空氣夾層前后封板的通風(fēng)管接頭連接，與試驗場區(qū)的自然環(huán)境共同組成風(fēng)機(jī)循環(huán)系統(tǒng)，以確保被試驗基墻側(cè)的試驗環(huán)境溫度（保持20±3 ℃）要求。

3）控制系統(tǒng)設(shè)計

溫濕度控制系統(tǒng)主要由制冷管道、制冷機(jī)組、加熱器、蒸發(fā)器、轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)等組成。我們設(shè)計根據(jù)樣板重量約2×0.5 噸計算，在-18 ℃時所需冷量約為25 kW，故選用15 HP低溫制冷機(jī)組，為提高制冷效率，適應(yīng)冬夏季不同的氣候條件，采用風(fēng)冷+輔助水冷兩種冷凝方式，為提高系統(tǒng)可靠性，選用意大利富士豪壓縮機(jī)，其他主要制冷部件均采用國際品牌產(chǎn)品。為提高倉內(nèi)溫場的均勻度，采用水平吹風(fēng)結(jié)構(gòu)，在制冷及加熱系統(tǒng)中，采取了過壓、過流、過溫等多種保護(hù)措施，系統(tǒng)采用計算和控制，可以方便地在計算機(jī)頁面上選擇所需的試驗狀態(tài)和次數(shù)。為克服突然斷電和緊急停機(jī)的情況，系統(tǒng)設(shè)有停電記憶功能，在排除故障后，可以在原狀態(tài)情況下繼續(xù)進(jìn)行試驗，系統(tǒng)還有歷史記錄查詢及打印功能。

可以根據(jù)客戶需要執(zhí)行不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行耐候性試驗?？刂蒲b置的核心部件采用SIEMENS公司S7-200系列可編程控制器，微機(jī)操作界面采用組態(tài)王軟件，采用中文對話方式，易于操作，可靠性高。

4）噴淋系統(tǒng)設(shè)計

采用多噴頭均勻噴淋，噴淋水流量按照標(biāo)準(zhǔn)控制在0～2000 L/h，水管道采用銅管材料，經(jīng)久耐用又防止熱脹冷縮（溫度過低時水管不會爆裂）。噴頭采用直徑可調(diào)的設(shè)計方式，確保噴水量均勻。噴淋系統(tǒng)流量采用轉(zhuǎn)子流量計進(jìn)行計量，器具已經(jīng)過計量檢定，完全符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。

5 新耐候設(shè)備的的科技創(chuàng)新點

1）試件支撐機(jī)構(gòu)采用內(nèi)部夾空，首次模擬了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)試驗環(huán)境，一個樣板支架可做兩個試驗樣品，并且滿足了標(biāo)準(zhǔn)要求含有一個轉(zhuǎn)角的要求;

2）一套環(huán)境試驗箱內(nèi)可放置多個試件支撐機(jī)構(gòu)，同時檢測N個樣品，并可對九種不同的外墻外保溫體系（如膠粉聚苯顆粒墻體保溫系統(tǒng)、膨脹聚苯板墻體保溫系統(tǒng)、膠粉聚苯顆粒復(fù)合保溫材料墻體保溫系統(tǒng)、無機(jī)墻體保溫系統(tǒng)、擠塑聚苯板墻體保溫系統(tǒng)、巖棉板墻體保溫系統(tǒng)、聚氨酯發(fā)泡墻體保溫系統(tǒng)、膨脹珍珠巖墻體保溫系統(tǒng)、砌塊墻體保溫系統(tǒng)）進(jìn)行檢測，即提高了工作效率又節(jié)約了能源，首次采用中空隔熱斷橋型材及雙層玻璃，增強(qiáng)了可觀察便利性并且節(jié)約了能源。

6 結(jié)語

為了實施“可持續(xù)發(fā)展”戰(zhàn)略，國家提出的建筑節(jié)能目標(biāo)是到2010年，全國新增建筑的1/3達(dá)到節(jié)能50%的目標(biāo);到2020年，全國新增建筑全部達(dá)到節(jié)能65%的目標(biāo)。為此我國相繼頒布了一系列的節(jié)能法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，建筑節(jié)能已成為社會各界的共識。

本設(shè)備應(yīng)用于墻體保溫耐候性能指標(biāo)的檢測，其產(chǎn)業(yè)化前景較好。國家對建筑節(jié)能提出硬性指標(biāo)，此產(chǎn)業(yè)政策的考評和實施都得需要檢測的技術(shù)指標(biāo)和參數(shù)來衡量，因而各個省市地區(qū)均需要大量的檢測設(shè)備來適應(yīng)市場的需求，由于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢測周期2～3個月，因而即使一個地市一個檢測部門為了能滿足當(dāng)?shù)氐臋z測市場，也需要數(shù)臺檢測設(shè)備，全國的市場需求量是相當(dāng)大。隨著科技發(fā)展，符合標(biāo)準(zhǔn)檢測方法、滿足大量檢測市場的需求，四工位是最好的選擇。而外墻外保溫檢測系統(tǒng)是一個剛剛興起的朝陽產(chǎn)業(yè)，其前景必將更加光明。

【參考文獻(xiàn)】

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[3] 膠粉聚苯顆粒外墻外保溫系統(tǒng)：JG 158-2004[S].

【作者簡介】

李學(xué)玲（1985-），女，學(xué)士，研究方向為建筑節(jié)能領(lǐng)域的設(shè)備檢測。