[发明专利]一种建筑材料表面综合辐射吸收系数的测量系统及方法

权利要求书

1.一种建筑材料表面综合辐射吸收系数的测量系统，其特征在于，所述系统包括保温隔热箱、太阳总辐射传感器、风速仪、小型自动气象站、热电偶温度传感器、气温传感器、水温传感器以及建筑材料试件；

所述建筑材料试件水平放置于保温隔热箱顶部，与保温隔热箱构成一个封闭箱体，在保温隔热箱内设置水温传感器，用于测量保温隔热箱内水的温度；在建筑材料试件表面设置多个热电偶温度传感器，用于测量建筑材料试件的温度；在测试环境中设置气温传感器，用于测量大气的温度；在距离所述建筑材料试件3米之内设置太阳总辐射传感器和风速仪；所述太阳总辐射传感器用于测定太阳总辐射量；所述风速仪用于测定流经建筑材料试件外表面的风速；所述小型自动气象站用于与太阳总辐射传感器、风速仪、热电偶温度传感器、气温传感器和水温传感器连接，进行数据实时采集和存储。

2.根据权利要求1所述的一种建筑材料表面综合辐射吸收系数的测量系统，其特征在于，所述建筑材料试件为板状，其长度和宽度与保温隔热箱的保温盖相同，厚度视材料特性选取；在所述建筑材料试件上表面和内表面布设热电偶温度传感器，对于吸水性建筑材料试件，除了与空气接触的外表面，其余表面都进行防水处理。

3.根据权利要求1所述的一种建筑材料表面综合辐射吸收系数的测量系统，其特征在于，所述太阳总辐射传感器和风速仪不能遮挡建筑材料试件外表面的辐射；所述风速仪、太阳总辐射传感器、建筑材料试件上布设的热电偶温度传感器、保温隔热箱内水温传感器和外部环境气温传感器均接入一个小型自动气象站进行数据实时采集和存储。

4.根据权利要求1所述的一种建筑材料表面综合辐射吸收系数的测量系统，其特征在于，在所述保温隔热箱内安装电热装置，用于控制保温隔热箱内水的温度；在所述保温隔热箱内安装水循环装置，使保温隔热箱内的水缓慢流动形成内循环，确保箱内水的温度一致。

5.一种建筑材料表面综合辐射吸收系数的测量方法，其基于权利要求1-4任意一项所述的建筑材料表面综合辐射吸收系数的测量系统，其特征在于，所述方法的具体步骤包括：

(1)通过对系统进行连续测量得到保温隔热箱内水的热损曲线，并采用二次多项式对热损曲线进行函数拟合；

(2)用建筑材料试件取代保温隔热箱盖板，打开箱内水循环装置和电热装置，加热水温至37-38℃之间，关闭电热装置并保持水循环装置开启，对流经建筑材料试件外表面的风速、建筑材料试件温度、箱内水温以及大气温度进行连续测量，直至水温基本稳定，即在30分钟内变化不超过0.3℃；

(3)选取测试过程中的某个时间段，计算系统的热变化量；

(4)根据对流热交换理论，计算建筑材料试件外表面与空气对流交换的热量；

(5)根据步骤(1)得到的保温隔热箱热损曲线，计算所选取时间段内保温隔热箱的热损量；

(6)计算净辐射热交换量测试值、建筑材料试件外表面的净辐射量以及建筑材料表面综合辐射吸收系数；

(7)更换不同材料的试件，重复步骤(2)～(6)，测量得到不同建筑材料的表面综合辐射吸收系数；对同一次试验的数据取多段，分别计算建筑材料表面综合辐射吸收系数并取平均值。

6.根据权利要求5所述的一种建筑材料表面综合辐射吸收系数的测量方法，其特征在于，所述步骤(3)中所选取时间段的热变化量，计算方法为：

Q_t＝c_wm_w(T_w1-T_w0)+c_sm_s(T_s1-T_s0)

其中，c_w和c_s分别表示水和建筑材料的比热容；m_w和m_s分别表示水和建筑材料的质量；T_w0和T_w1分别表示所选取时间段开始和终止时刻水的温度；T_s0和T_s1分别表示所选取时间段开始和终止时刻建筑材料的温度。