大連大學(xué)建筑環(huán)境測試技術(shù)14

2023/3/21建筑環(huán)境測試技術(shù)2節(jié)能的重大意義第8章熱量測量

2﹒分戶熱計(jì)量供熱商品化，按需供熱，減少能耗，保護(hù)環(huán)境。

1﹒熱流密度的測量熱流計(jì)法、熱箱法（P282）、紅外熱像儀法。測量以導(dǎo)熱方式傳遞的熱量,假定一維穩(wěn)定導(dǎo)熱。本章兩大部分內(nèi)容：8.1熱阻式熱流計(jì)3熱流傳感器系數(shù)C

若熱流傳感器的材料和幾何尺寸確定，只要測出熱流傳感器兩側(cè)的溫度差即可得到被測物體的熱流密度。(8.1.3)W/m2通過熱流傳感器的被測物體的熱流密度為：

工程中常用熱電偶測量溫差△t即4熱流傳感器系數(shù)C的物理意義：

當(dāng)熱流傳感器有單位熱電勢輸出時(shí)，垂直通過它的熱流密度。C值越小，測量靈敏度

。越高C值越小，越容易反映出小熱流的變化。相同的熱流量，C值越小，輸出電勢越大。5平板熱流傳感器結(jié)構(gòu)圖

平板熱流傳感器見圖8.1.1圖8.1.2熱電堆片示意圖6

將N支特性相同的熱電偶同向串聯(lián)后安裝在被測溫部位,產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢為N支熱電偶的熱電動(dòng)勢的總和。靈敏度高，適于檢測微小的溫度變化。平均溫度為總熱電動(dòng)勢除以N。AB圖8.1.2熱電堆片示意圖7熱流傳感器88.1.3、熱阻式熱流傳感器的安裝與使用誤差分析1.熱阻式熱流傳感器的安裝方法圖8.1.5

熱流傳感器的安裝方法

一般采用三種方法：如圖8.1.5

。埋入式表面粘貼式空間輻射式9保溫層管道熱流側(cè)頭圖8.1.7熱流傳感器在壁面和管道上的安裝方法熱流側(cè)頭被測放熱表面

熱流測頭可貼裝在被測物的表面如圖8.1.7

。但最好是埋在被測物體的內(nèi)部，避免受風(fēng)速變化，陽光照射等外界環(huán)境的影響。測頭表面與熱流方向垂直，保證測頭表面是等溫面。10圖8.1.6圓形截面管道保溫層的表面放熱狀況管道對(duì)于水平安裝的有均勻保溫層圓形管道，保溫層上部熱流密度比下部和側(cè)面大得多，測點(diǎn)的選擇最好在管道水平中心線夾角約為45或135°處，且多選幾個(gè)有代表性的點(diǎn)進(jìn)行平均值比較。112.熱阻式熱流傳感器的使用誤差分析(簡答)!!!!!

P281（1）熱流傳感器的熱阻的影響圖13.1.7保溫層的溫度場12（2）熱流傳感器的響應(yīng)時(shí)間

P27813.1.4（3）對(duì)流和輻射引起的誤差

熱流傳感器熱傳遞的穩(wěn)定過渡過程時(shí)間。尤其是對(duì)于粘貼式熱流傳感器。其他換熱過程對(duì)導(dǎo)熱過程的影響。氣候、環(huán)境、陽光等復(fù)雜因素的影響。2.熱阻式熱流傳感器的使用誤差分析(簡答)!!!!!

138.2熱量和冷量的測量

供暖按熱量計(jì)量收費(fèi)的意義(簡答)1.供暖按熱量計(jì)量收費(fèi)推動(dòng)建筑節(jié)能。2.極大促進(jìn)環(huán)境保護(hù)3.推動(dòng)供熱行業(yè)提高運(yùn)行管理水平和推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步

戶用熱量表：測量一段時(shí)間內(nèi)通過設(shè)備或用戶的流體輸送的熱量。

目前供暖按熱量計(jì)量收費(fèi)的手段148.2.1熱水熱量測量原理

在熱量表的實(shí)際應(yīng)用中，考慮到導(dǎo)熱介質(zhì)水是流動(dòng)的，并且在不同壓力和溫度下水的比熱也是變化的，所以在具體應(yīng)用時(shí)，就形成了兩種常用的熱量計(jì)算方法，分別是：K系數(shù)法（歐洲）和焓差法。國內(nèi)熱量表產(chǎn)品大多數(shù)采用的是焓差法。(8.2.1)式中--流體吸收或放出熱量，W；--通過流體的體積流量，m3/s；--流進(jìn)、流出流體的焓,j/kg。--流體的密度，kg/m3

；15或?qū)懽髦苯屿什罘ǎ?/p>

在供回水溫差不大時(shí)，可將Cp看成常數(shù)。因此只要測得供回水溫差和熱水流量，即可得到熱水吸收或放出的熱量。則有：供水溫度回水溫度16熱水熱量計(jì)測量儀表通常由以下三個(gè)部分組成：8.2.2、熱水熱量計(jì)測量儀表的構(gòu)造！?。ê喆穑┮慌_(tái)流量計(jì)，用以測量經(jīng)熱交換的熱水流量；兩只溫度傳感器，分別測量供暖進(jìn)水和回水溫度；一臺(tái)積分儀，根據(jù)與其相連的流量計(jì)和溫度傳感器提供的流量和溫度數(shù)據(jù)，通過積算公式公式可計(jì)算出用戶從熱交換系統(tǒng)獲得的熱量。17類型：根據(jù)外觀結(jié)構(gòu)：一體式和組合式根據(jù)流量計(jì)類型：機(jī)械式、超聲波式和電磁式

溫度敏感元件常采用鉑電阻Pt50或Pt100。流量傳感器可以選用渦輪流量計(jì)。18流量——熱交換系統(tǒng)的介質(zhì)流量，單位：m3/h進(jìn)水溫度——熱交換系統(tǒng)的進(jìn)水溫度，單位：℃回水溫度——熱交換系統(tǒng)的回水溫度，單位：℃壓力——熱交換系統(tǒng)的壓力，單位：Mpa

熱量表測量系統(tǒng)需采集的參數(shù)為得到熱量值，最終需要測量并引用如下4個(gè)參數(shù)：19P192管道內(nèi)流體壓力圖8.2.120

三、熱量表的應(yīng)用計(jì)量以水為媒介的熱交換系統(tǒng)釋放或吸收的熱量，既可用于分戶計(jì)量的采暖供熱系統(tǒng)，也可用于空調(diào)制冷系統(tǒng)。進(jìn)水關(guān)斷閥過濾器回水測溫球閥測溫球閥熱交換系統(tǒng)藍(lán)色標(biāo)簽紅色標(biāo)簽21大口徑熱量表熱量表22BCLR熱量表23重點(diǎn)掌握熱阻式熱流計(jì)和熱水熱量測量儀表的工作原理，適用條件和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。8.1熱阻式熱流計(jì)8.2熱量及冷量的測量第8章熱量測量24第9章建筑環(huán)境測量9.1空氣中氣體污染物的測量P195

概要介紹空氣中的有害氣體、環(huán)境放射性測量、環(huán)境噪聲測量的測定方法。各國普遍列入影響空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的污染物除顆粒物外，主要是一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、碳?xì)浠?、氮氧化物、甲醛、放射性污染等。一氧化碳和二氧化碳是室?nèi)外普遍存在的氣體污染物，與人體健康關(guān)系非常密切，它是衡量空氣質(zhì)量的重要指標(biāo)。25CO：不完全燃燒產(chǎn)物，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中燃燒時(shí)排放出大量的一氧化碳，空檔排氣時(shí)廢氣中一氧化碳高達(dá)12%。因之在交通路口車輛頻繁場所，空氣中一氧化碳有時(shí)高達(dá)62.5mg/m3。CO2：溫室氣體效應(yīng)。一氧化碳含量是大氣污染監(jiān)測最常見監(jiān)控指標(biāo)之一。測定空氣中一氧化碳主要是用儀器測量方法，有紅外線氣體分析法、氣相色譜法、電位法和汞置換法等。前三種方法應(yīng)用比較普遍。9.1.1一氧化碳和二氧化碳的測量26一、不分光吸收式紅外線氣體分析器

不分光紅外線氣體分析器采用氣體濾波紅外技術(shù)，依據(jù)氣體對(duì)紅外特定波長有選擇性吸收的原理設(shè)計(jì)而成。當(dāng)被測氣體通過受特征波長光照射的氣室時(shí)，被測組分（即一氧化碳或二氧化碳）吸收特征波長的光。吸收光能的多少與樣品中被測組分濃度有關(guān)。27對(duì)于特征波長光輻射的吸收，透射光強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度、吸光組分濃度之間的關(guān)系遵從比爾定律：式中--透射的特征波長紅外光強(qiáng)度；--入射的特征波長紅外光強(qiáng)度；--被測組分對(duì)特征波長的吸收系數(shù)；--入射光透過被測樣品的光程；--樣品中被測組分的濃度。（9.1.1）紅外線氣體分析器的基本組成見圖9.1.1

。28紅外線氣體分析器一般由紅外輻射源、測量氣樣室、紅外探測裝置等組成。從紅外光源發(fā)出強(qiáng)度為I0的平行紅外線，被測組分選擇吸收其特征波長的輻射能，紅外線強(qiáng)度將減弱為I，紅外線通過吸收物質(zhì)前后強(qiáng)度的變化與被測組分濃度的關(guān)系服從朗伯—貝爾定律。切光片圖9.1.1I小—溫度低—壓力小—電容距離變化29紅外線氣體分析器被測氣體入口進(jìn)入分析器的什么位置？圖9.1.2309.1.2二氧化硫的測量一、庫侖滴定法將待測試液體與適當(dāng)?shù)碾姌O構(gòu)成一個(gè)化學(xué)電池，然后根據(jù)物質(zhì)的組成及含量與化學(xué)電池的某些電參量之間的計(jì)量關(guān)系進(jìn)行分析測試。31

恒電流庫侖滴定法—根據(jù)電解產(chǎn)生等物質(zhì)的量的滴定劑所消耗的電量來計(jì)算被測物的含量的方法。圖9.1.3二、電導(dǎo)法溶液的電導(dǎo)率與溶液中電解質(zhì)的濃度有關(guān)。32噪聲：城市新公害。通常用“分貝”（db）做單位，來表示噪聲大小及對(duì)人的影響。分貝符號(hào)為“dB”，它是無量綱的，是噪聲測量中很重要的參量。40分貝是正常的環(huán)境聲音。9.4環(huán)境噪聲測量

噪聲對(duì)人體的危害主要表現(xiàn)在以下幾方面：33l.影響睡眠和休息。長期下去會(huì)引起失眠、耳鳴、多夢、疲勞無力、記憶力衰退等。

2.損害人的聽力。噪聲可以造成人體暫時(shí)性和持久性聽力損傷。一般來說，85分貝以下的噪聲不至于危害聽覺，而超過100分貝時(shí)，將有近一半的人耳聾。

3.引起人體其他疾病。一些實(shí)驗(yàn)表明噪聲對(duì)人的神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)都有一定影響。長期噪聲污染可引起頭痛、驚慌、神經(jīng)過敏等。極強(qiáng)的噪聲（如170分貝）還會(huì)導(dǎo)致人死亡。

4.干擾人的正常工作和學(xué)習(xí)。當(dāng)噪聲低于60分貝時(shí)，對(duì)人的交談和思維幾乎不產(chǎn)生影響。當(dāng)噪聲高于90分貝時(shí)，交談和思維幾乎不能進(jìn)行，將嚴(yán)重影響人們的工作和學(xué)習(xí)。34一、聲級(jí)計(jì)

常用噪聲監(jiān)測測試儀器主要有:聲級(jí)計(jì)、聲頻譜分析儀、自動(dòng)記錄儀、錄音機(jī)、實(shí)時(shí)分析儀。

聲級(jí)計(jì)是最基本的噪聲測量儀器，在把聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)時(shí)，可以模擬人耳對(duì)聲波反應(yīng)速度的時(shí)間特性；對(duì)高低頻有不同靈敏度的頻率特性以及不同響度時(shí)改變頻率特性的強(qiáng)度特性。因此，聲級(jí)計(jì)是一種主觀性的電子儀器。

聲級(jí)計(jì)是根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)按照一定的頻率計(jì)權(quán)和時(shí)間計(jì)權(quán)測量聲壓級(jí)的儀器，它是聲學(xué)測量中最基本最常用的儀器，適用于室內(nèi)噪聲、環(huán)境保護(hù)、機(jī)器噪聲、建筑噪聲等各種噪聲測量。351.聲級(jí)計(jì)的工作原理

計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)----聲級(jí)計(jì)中設(shè)計(jì)了一種特殊濾波器。通過計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)測得的聲壓級(jí)，已不再是客觀物理量的聲壓級(jí)，而稱計(jì)權(quán)聲壓級(jí)或計(jì)權(quán)聲級(jí)，簡稱聲級(jí)。通用的有A、B、C和D四種計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)，即四種聲級(jí)。

由于噪聲量的大小與人的主觀感覺相關(guān)，因此噪聲測量中常模擬人耳對(duì)聲波反應(yīng)速度的時(shí)間特性直接反映噪聲量的大小，即按照等響度曲線（即對(duì)不同頻率的音頻信號(hào)進(jìn)行不同程度的衰減）以計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)計(jì)量聲壓級(jí)。36A計(jì)權(quán)聲級(jí)--模擬人耳對(duì)55dB以下低強(qiáng)度噪聲的頻率特性。

B計(jì)權(quán)聲級(jí)--模擬55～85dB的中等強(qiáng)度噪聲的頻率特性。

C計(jì)權(quán)聲級(jí)--模擬高強(qiáng)度噪聲的頻率特性。

D計(jì)權(quán)聲級(jí)--對(duì)噪聲參量模擬，專用飛機(jī)噪聲測量。

計(jì)權(quán)聲級(jí)

由于A網(wǎng)絡(luò)對(duì)高頻聲反應(yīng)敏感，對(duì)低頻聲衰減強(qiáng)，與人耳對(duì)噪聲的感覺最近，故在測定與舒適性環(huán)境相關(guān)的噪聲時(shí)，均采用A聲級(jí)作為評(píng)定指標(biāo)。37聲級(jí)計(jì)的工作原理聲級(jí)計(jì)的結(jié)構(gòu)如圖9.4.1。

聲級(jí)計(jì)的工作原理：聲壓大小經(jīng)傳聲器后轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)前置放大器放大后，最后從顯示儀上指示出聲壓級(jí)的分貝數(shù)值。聲波圖9.4.1聲級(jí)計(jì)工作方框圖。38AACAB濾波器聲級(jí)計(jì)傳聲器前置放大器計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)輸出放大器檢波器指示器輸出392.聲級(jí)計(jì)的分類

聲級(jí)計(jì)按整機(jī)靈敏度區(qū)分，有兩種：普通聲級(jí)計(jì)精密聲級(jí)計(jì)

近年來又有人將聲級(jí)計(jì)分為四類，即0型、1型、2型和3型。它們的精度分別為±0.4分貝、±0.7分貝、±1.0分貝和±1.5分貝。AWA5633D型聲級(jí)計(jì)AWA6270噪聲頻譜分析儀40世界上最小的聲級(jí)計(jì)

目前世界上最小的聲級(jí)計(jì)AWA5610P型積分聲級(jí)計(jì)和AWA5633P型聲級(jí)計(jì)，它們?nèi)坎捎觅N片式元件，體積僅為180×25×16（mm）,比一支鋼筆略粗一些，可插在上衣口袋中，重量僅為80克，使用和攜帶均非常方便。41二、噪聲測量方法

噪聲的測量是分析噪聲產(chǎn)生的原因，制定降低或消除噪聲措施必不可少的技術(shù)手段。

噪聲的測量方法隨著測量目的和要求而異。環(huán)境噪聲無論是空間的分布還是隨時(shí)間的變化都很復(fù)雜，要求檢測和控制的目的也不同，對(duì)不同的噪聲和要求應(yīng)采取不同的測量方法。

本專業(yè)遇到的通常是空調(diào)設(shè)備的噪聲測量，以及工業(yè)企業(yè)的噪聲測量。42幾個(gè)概念----聲功率、聲強(qiáng)和聲壓聲強(qiáng)（I）聲強(qiáng)是指單位時(shí)間內(nèi)，聲波通過垂直于聲波傳播方向單位面積的聲能量，單位為W/s2。聲功率（W）聲功率是指單位時(shí)間內(nèi)，聲波通過垂直于傳播方向某指定面積的聲能量。在噪聲監(jiān)測中，聲功率是指聲源總聲功率，單位為W。聲壓（p）聲壓是由于聲波的存在而引起的壓力增值。聲波是空氣分子有指向、有節(jié)律的運(yùn)動(dòng)。聲壓單位為Pa。43

測量聲功率的方法常用混響室法、消聲室法或半消聲室法以及現(xiàn)場法。

現(xiàn)場測量法一般是在機(jī)房或車間進(jìn)行，分直接測量和比較測量兩種。

直接測量方法是設(shè)想一包圍聲源的包絡(luò)面，如P320圖13.8.2所示

對(duì)尺寸較小的機(jī)組，設(shè)想聲源的包絡(luò)面可采用半球測量表面。44設(shè)備噪聲聲功率級(jí)測試方法—實(shí)驗(yàn)測量時(shí)間：選擇環(huán)境聲壓級(jí)比較平穩(wěn)的時(shí)間段。測量條件：無雨，無雪，窗戶開啟，風(fēng)速小于5m/s。測量步驟：(1)在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上定好x、y、z軸。在圓點(diǎn)放好吸塵器（噪聲源）。(2)根據(jù)原理圖和測點(diǎn)位置如圖13.8.2定好10個(gè)測點(diǎn)。測點(diǎn)定位見表13.8.2。圖13.8.245(3)先測定背景噪聲，時(shí)間為一分種。

(4)測量定好的十個(gè)點(diǎn)的聲壓級(jí)，每個(gè)點(diǎn)各測量一分種，取其穩(wěn)定值。

(5)計(jì)算聲功率級(jí)，計(jì)算公式和方法見式（13.8.7），處理數(shù)據(jù)得出第一輪值。

(6)進(jìn)行第二輪，即重復(fù)測量十個(gè)點(diǎn)的聲壓級(jí)。

(7)比較兩輪得出的聲功率級(jí)，如果相差在3－5dB之內(nèi)，則測試（實(shí)驗(yàn)）數(shù)據(jù)有效。

矩形六面體測量及測點(diǎn)位置的布置見圖13.8.3及表13.8.3。46小結(jié)了解室內(nèi)外有哪些氣態(tài)的有害物質(zhì)？熟悉講解的對(duì)一氧化碳、二氧化碳?xì)怏w的測量方法和基本原理。

本章重點(diǎn)掌握環(huán)境噪聲測量的測定方法。

熟悉聲級(jí)計(jì)，A、B、C和D四種計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)現(xiàn)場設(shè)備噪聲聲功率級(jí)的測試方法（半球法、矩形法）。47第10章其他參數(shù)測量10.1過?？諝庀禂?shù)測量P218

煙氣中的含氧量的測量的意義----環(huán)保、節(jié)能、充分燃燒、高效。煙氣在線監(jiān)測儀監(jiān)測儀主要包括：光學(xué)系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)測量和控制系統(tǒng)一、煙氣在線監(jiān)測儀48監(jiān)測儀連接示意圖49二、氧化鋯法1989年能斯特（Nernst）發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定的氧化鋯在高溫下呈現(xiàn)的離子導(dǎo)電現(xiàn)象。從此氧化鋯成為研究和開發(fā)應(yīng)用最普遍的一種固體電解質(zhì)。10.1.2氧化鋯氧量計(jì)P220能斯特是德國卓越的物理學(xué)家、物理化學(xué)家和化學(xué)史家50在一定溫度條件下，如果在二氧化鋯管狀陶瓷兩側(cè)的氣體中分別存在著不同的氧分壓(即氧濃度)時(shí)，二氧化鋯陶瓷內(nèi)部將產(chǎn)生一系列的反應(yīng)和