建筑节能综合实验总结报告[1].doc

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1、太阳能利用实验报告太阳能（Solar Energy），一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电。自地球形成以来，生物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式，太阳能发电是一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能也包括地球上的风能、化学能、水能等。太阳能是由内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的能，来自太阳的辐射能量。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。植物通过光合作用释放氧气、吸收

2、二氧化碳，并把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代演变形成的一次能源。地球本身蕴藏的能量通常指及地球内部的热能有关的能源和及原子核反应有关的能源。及原子核反应有关的能源正是核能。原子核的结构发生变化时能释放出大量的能量，称为原子核能，简称核能，俗称原子能。它则来自于地壳中储存的铀、钚等发生裂变反应时的核裂变能资源，以及海洋中贮藏的氘、氚、锂等发生聚变反应时的核聚变能资源。这些物质在发生原子核反应时释放出能量。目前核能最大的用途是发电。此外，还可以用作其它类型的动力源、热源等。太阳能的利用还不是很普及，利用太阳能发电还存在

3、成本高、转换效率低的问题，但是太阳能电池在为人造卫星提供能源方面得到了应用。太阳能是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1,369w/。地球赤道周长为40,076千米，从而可计算出，地球获得的能量可达173,000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kw/m2，地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kw/，相当于有102,000TW 的能量，人类依赖这些能量维持生存，其中包括所有其他形式的可再生能源（地热能资源除外），虽然太阳能资源总量相当于人类所利用的能源的一万多倍，但太阳能的能量密度低，而且它因地而异，因时而变，这是开发利用太阳能面

4、临的主要问题。太阳能的这些特点会使它在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一，但已高达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤，每秒照射到地球的能量则为499,400,00,000焦。地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能都是来源于太阳；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输

5、，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。太阳能作为可再生能源的主要开发能源，其优点主要有：(1)普遍：太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输。(2)无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。(3)巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿t标煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。(4)长久：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以

6、说太阳的能量是用之不竭的。首先关于光热转换：常见的直接利用方式有：(1)利用太阳能空气集热器进行供暖或物料干燥；(2)利用太阳能热水器提供生活热水；(3)基于集热一储热原理的间接加热式被动太阳房；(4)利用太阳能加热空气产生的热压增强建筑通风。间接利用的主要形式有：(1)太阳能吸收式制冷；(2)太阳能吸附式制冷；(3)太阳能喷射制冷。太阳能光电转换系统主要由太阳能电池、充放电控制器、蓄电池、负荷等部分组成。其中，光电池组件由多个单晶硅或多晶硅单体电池通过串并联组成，其主要作用是把光能转化为电能；充放电控制器主要用来控制蓄电池的充电和放电，并具有反向放电保护功能和极性反接电路保护功能，还能够实现

7、对系统的监控和数据采集；蓄电池为系统的储能设备，它的主要作用是将太阳能电池所产生的电能储存起来，在用户需要时提供能源。太阳能光热和光电技术的优点：太阳能作为一次能源和可再生能源，和传统化石燃料相比有如下优势：(1) 对环境没有污染(2) 可以源源不断地获得。(3) 可免费使用，且无需运输(4) 太阳能光热技术和光电技术的缺点在建筑上可用于：1. 太阳能热水器：太阳能热水器从结构上分类可分为整体式和分体式。2. 太阳能采暖3. 太阳能空调光热光电综合利用太阳能：规模化的集中式太阳热电联合利用技术，结合建筑一体化设计的综合利用技术。太阳能光热光电的综合利用是将聚光、分光、热电联用等技术集成，进行系

8、统研究，通过对太阳能全波段能量进行一体化利用，可以大大提高太阳能的综合利用效率及经济性，并能很好地降低光伏发电成本，节约太阳能电池使用面积，减少我国电池板生产的总体能耗和污染，对太阳能的规模化应用及推广及节约资源具有重大意义，是一种有着重要研究价值和市场应用价值的关键技术。太阳光的利用：万物生长靠太阳，不光植物的光合作用离不开阳光，人体新陈代谢同样受阳光的影响，常及太阳亲密接触，可以改善人体的各种生理机能。 太阳光可以促进骨骼和牙齿健康 ，让皮肤更健康，提高免疫力，预防癌症 。由此可见太阳光对于我们人类是非常重要的。人类对于阳光的需求也是很大的，将阳光导入。太阳光能光纤导入器（系统），源自德国

9、技术，是一种通过太阳自动精密跟踪、高科技透镜集光、光纤传导、以及安全照具等将纯粹的阳光任意传送到缺少阳光的生活空间的高科技产品。让您突破建筑格局、朝向以及时间的限制，尽享阳光生活！ 无论您是在朝北的房间，建筑内部，还是在地下室，或者其他太阳照不到的地方。目前绝大多数建筑物都存在阳光照不到的地方，因此几乎每一栋建筑都会有阳光导入产品的需求。光纤阳光导入系统：主动捕捉传导阳光，安装方便，阳光适度安全，阳光照射范围不受建筑限制，照射时间长，更为节能低碳等优点。目前应用较高端领域。我们畅想如果以后可以真的做到家家都安装的话，对阳光的利用率又升了一个档次。太阳能实验室配置仪器：一环境测试仪器：1PC-2

10、-T1太阳辐射监测系统(9要素) 测试内容：总辐射，散射辐射，直接辐射，反射辐射，净全辐射，紫外辐射，可见光辐射，红外辐射，远红外辐射，日照时间等2PC-3阳光气象站（10要素） 测试内容：环境温度，环境湿度，风速，风向，气压，降水，蒸发，CO2，地温，地湿。二、光热测试仪器：1、TRM-2型太阳能热水器热性能测试系统2、TRM-2A型太阳热水系统性能测试仪3、TRM-2B型太阳能集热器热性能测试系统4、TRM-2C太阳集热管热性能测试系统5、TRM-2D型可再生能源建筑应用测评系统6、TRM-PZ型太阳集热管真空品质测试仪7、TRM-FX2材料光学性能测试仪8、TRM-FS1太阳集热管半球发

11、射比测试仪9、TRM-PD1人工太阳模拟发射器（矩阵式）10、TZG-2型全自动太阳跟踪试验台（）、TRM-2型太阳能热水器测试系统(专业设计太阳能热水器检测中心)基本配置：TRM-2型太阳能热水器热性能检测系统（）TRM-2A型太阳热水系统性能测试仪 (便携式仪器适合太阳能热性能检测仪器) TRM-2A型太阳热水系统性能测试仪技术指标及特点（）TRM-2B型太阳能集热器热性能测试系B、TRM-CZ-HW1恒温测试台技术指标及特点TRM-CZ-HW1恒温测试台是完成太阳能集热器热性能测试的关键部件，被测试的产品及太阳能集热器热性能测试仪的传感器安装在实验台上才能完成对集热器的测试。测试时，恒温

12、测试台可保证向集热器入口流入恒定的（温度，流量，压力）水量。并且流入恒定的（温度，流量，压力）水量还可根据要求任意调整，满足太阳集热器准稳态瞬时效率测试要求。C、TRM-CZ-XT1旋转测试台指标及特点 将集热器安装于旋转测试台上，在测试时将其调整到及太阳对应的相应角度（标准要求），人工手动调整。D、TRM-2B-KG1型太阳能集热器系统控制柜太阳能集热器系统控制柜是将测试仪器及检测配套设备中的控制部分集成一体的综合自动控制装置，其采用微机控制技术对混水泵（混水系统）， 制冷装置 ， 自动加热装置 ， 水泵(自动喷淋装置)，流量，压力等设备进行集中测试及控制。并使测试数据自动登录微机，打印检测

13、报告，使检测过程自动进行，提高工作效率。E、TRM-CSX1储水箱在集热器测试时，试验要求用水储于水箱内，由控温装置将水温调到要求温度，循环系统保证各点温度一致，满足实验要求，水箱尺寸可根据实验数量而定，两台储水箱交替循环使用，提高实验效率，节约用水资源。七、TRM-HY2太阳能热水系统恒压试验台 根据太阳能产品国家标准要求，需对太阳能热水系统进行耐压，内外热冲击，雨淋等项检测，因此由TRM-HY2太阳能热水系统恒压试验台满足试验条件，配合测试仪器完成整个实验，适用于太阳能热水器，集热器，真空管等产品的测试。八TRM-LD1冷冻室（4）TRM-2C型太阳集热管热性能测试系统（适用于全玻璃真空太

14、阳集热管热性能检测）太阳集热管是太阳能热水器产生热水的能量之源，也是太阳能热水器的核心技术所在，是太阳能热水器的关键部件，就像人的心脏一样。所以，集热管被称作是太阳能热水器的“心脏”。（5）TRM-2D型可再生能源建筑应用测评系统系统按照可再生能源建筑应用示范项目测评导则要求检测：一太阳能热利用系统测评标准1太阳能热水系统2太阳能供热采暖系统3太阳能供热制冷系统4太阳能光伏系统（6）、TRM-DYRB1型地源热泵系统测试仪（7）TRM-PZ型太阳集热管真空品质测试仪（8）TRM-FX2型材料光学性能测试仪（透射率，反射率，吸收率）（9）TRM-FS1型太阳集热管半球发射比测试仪全玻璃真空太阳集

15、热管半球发射比的测量是指成品管内吸收涂层发射比的测量。真空集热管的结构恰好是吸收涂层发射比测量所需的物理模型，被测的选择性吸收涂层刚好密封在高真空的玻璃管内，组成密封腔内的两表面间的辐射换热比。 （10）、TRM-FS2型材料法向发射比测试仪（11）TRM-PD1人工太阳模拟发射器集热器照射实验 车老化试验（12）TZG-2型全自动太阳跟踪试验台（高精度太阳跟踪系统）（13）/TRM-JQ1太阳能系统耐撞击试验台本试验台可完成对家用太阳能热水器，集热管，太阳能集热器(平板或真空管)，太阳能电池板等系列太阳能产品进行撞击、刚度、强度试验，符合国标要求，满足质检部门及科研系统对产品的测试要求。三、

16、光电测试仪器（1）、TRM-FD1太阳能发电测试系统（2）、TRM-FD2风能发电测试系统（3）、TRM-FD3太阳能电池组件/阵列评测系统（4）、TRM-FD4 便携式太阳能电池测试仪（5）、TRM-FD5太阳能电站检测系统（6）TRM-PD1A型太阳电池组件测试仪（7）、TRM-PD1B太阳能电池组件测试仪（8）、TRM-PD人工太阳模拟发射器四光-光测试仪器：PC-2太阳辐射记录仪可测试室内及室外的太阳辐射功率及光照强度。五太阳能测试装置：1TRM-PD人工太阳模拟发射器在室内模拟太阳的发光环境对电池板或太阳能产品进行测试2.TZG-1型全自动太阳跟踪系统可将太阳能产品放在跟踪平台上实现

17、太阳的聚光试验。六风电测试仪器：风力发电可做为太阳能的补充能源，实现风光互补发电。TRM-FD2风力发电测试系统可对风力发电站进行监测和评估。七太阳能实验装置：太阳能实验装置就是太阳能应用产品，及太阳能检测仪器配合使用，可对太阳能产品有关指标进行测试，提供相关运行数据。 主要使用了以下仪器1 利用红外测温仪测墙体内表面温度这个实验主要是测量墙体内表面不同部位温度。老师主要介绍了美国雷泰MT4红外测温仪以及Raytek 3iLRSCU。这两种仪器的特点不同，Raytek MT4设备参数，误差为2%或2 (3), 两者中较大的为准；Raytek 3iLRSCU设备参数，测量精度为测量值的1%(1M

18、型：0.5%)或1，取大值(环境温度235时)。前者温度范围：-18-400 (0-525)，后者测量范围 ：-30-1200。后者的测量范围比较广。Raytek 3iLRSCU是望远镜瞄准，所以可以用于准确定位。我们在做实验的使用后使用的就是Raytek MT4，这种仪器不需要瞄准，只需要直接测，所以使用方便。我们在实验中主要测量了寝室外墙的温度，并对数据进行了记录。2 室内外温度和湿度测量这个实验主要是让我们熟悉测温测湿表的使用、分析湿热环境参数。这个实验主要使用的是测温测湿表。做这个实验的时候我们将一起放在室外一段时间，直至数据不变的时候再来记录，通过外墙内墙不同部位温度的差别简单分析外

19、墙外保温的使用效果。3 数显游标卡尺的使用这个实验主要是游标卡尺的使用。这种游标卡尺免去了读数的麻烦，可以免去不必要的误差。老师提供有两种规格的，两者还是有不同的。我们来对比一下。数显游标卡尺1：测量范围：0-100mm分辨率：0.005/0.01mm精度： .0010显示器：LCD功能：归零设置,电源开关,英寸/毫米转换,SPC数据输出, 数据持有电池：SR44(1pc)电池寿命：3.5年报警：低电压,读数组合错误最大反应速度：无限制工作温度：0-40数显游标卡尺2：测量范围：0 - 25mm分辨率：0.001mm精度： 1m显示器：LCD功能：归零设置,自动电源开关,英寸/毫米转换,SPC

20、数据输出, 数据持有电池：SR44电池寿命：1.2年报警：低电压,读数组合错误灰/水保护：符合IP65最大反应速度：无限制工作温度：0-40根据不同的精度要求来进行选择，数显游标卡尺用在我们这儿实验里主要是测量在不同温度湿度条件下，墙体材料和保温材料的抗变形能力。变形的程度需要游标卡尺来测量。4太阳辐射照度实验这个实验主要使用辐射电流表、总辐射表、辐射热计。方法是（1）在太阳直射辐射不被遮蔽的开阔处，安装好天空辐射表，调节底板上的三个螺钉，使仪器感应面成水平位置。辐射电流表安装在天空辐射表的北面，其距离应使观测者读数时不遮挡天空辐射表。（2）将天空辐射表的2根导线及辐射电流表的（+）、（-）端

21、连接好，待仪器稳定后即可开始测量。（3）测量总辐射照度时，把天空辐射表头部的金属罩取下，经40s后即可从电流表上读取数值；测散射辐射照度时，需用专用遮光板遮住太阳直射辐射，然后从电流表上读数；直射辐射照度可从同步测得的总辐射照度中减去散射辐射照度来求得。（4）把上述辐射电流表上的数值按仪器使用说明书中的公式换算成辐射照度辐射电流表测试范围：02000瓦/平方米 检测精度：1瓦/平方米显示数值:小于200毫伏(液晶显示) 使用温度:-20+50电池供电：DC:9V连续使用大于七天 相对湿度：80%重量：小于600克总辐射表灵敏度：714mvkw.m-2 响应时间：35秒(99) 余弦响应：不大于

22、7(太阳高度10时) 年稳定度:不大于2%温度系数：不大于2(-1040) 光谱范围:0.33.2m信号输出：020mv 非线性：2重量：2.5kg 辐射热计量程：0-2kW/平方米 分辨率：0.01kW/平方米 标定精度：5% 这个实验没有做成，没有条件，阳光条件不好。5、检验侧窗采光房间的实际采光效果使用的主要仪器是亮度计。这个一起使用起来还是比较简单的。它的名称是希玛AR823A，测量范围 1100,000lux，测量精确度 3%rgd0.5%f.s但是它对实验要求也比较高，选一侧窗采光房间，在窗、窗间墙中间，垂直于创面布置二条测量线，离地高度及工作面同，适当间隔布置一测点。主要有三个要

23、求，天气条件，室外亮度或者是室内亮度。我们当时做这个实验的时候就是在室内，光接收器放在水平面上。测量时应熄灭人工照明灯。测量者应避开光的入射方向，以防止对光接收器的遮挡。为了提高测量精度，每一测点可反复进行23次读数，然后取读数的均值。根据测得数据即可整理成典型剖面的采光系数曲线图。6 检验房间照明实际效果使用的仪器是照度器。我们也是在室内做这个实验的。测量前，应开亮全部灯，待其稳定后（稳定时间为：荧光灯15min以上）才能开始测量。测量时工作人员不应遮挡光接收器。在标有灯具及测点位置的平面图上，在测点旁注出各点的照度实测值或绘制出等照度曲线。这个实验仪器最大量程400000Lux 分辨率0.

24、1Lux/0.01Fc7、 用声级计测量交通噪声统计百分数声级L10声级计，校准器，风罩和三脚架为主要使用仪器。将声级计旋钮开关置于“电池检查”，然后将校准器装到传声器上校准。将经校准的声级计装在三脚架上。在测量交通噪声时，传声器离地面高度为1.2m。若风速较大，则传声器上需加风罩。声级计旋钮开关置于“dB(A)”和“慢”档，并且有适当的衰减，以保证在测量中出现的最高声级，不致使表头指针超过刻度的最大值。记录声级计表头上的瞬时读数值，每隔5s读一个数值，共记录200个数值。这个仪器在使用的过程中老师向我们介绍了红外热像仪，这个仪器的实验原理：红外线是一种电磁波，具有及无线电波和可见光一样的本质

25、。红外线的发现是人类对自然认识的一次飞跃。利用某种特殊的电子装置将物体表面的温度分布转换成人眼可见的图像，并以不同颜色显示物体表面温度分布的技术称之为红外热成像技术，这种电子装置称为红外热像仪。红外热像仪是利用红外探测器、光学成像物镜和光机扫描系统（目前先进的焦平面技术则省去了光机扫描系统）接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元上，在光学系统和红外探测器之间，有一个光机扫描机构（焦平面热像仪无此机构）对被测物体的红外热像进行扫描，并聚焦在单元或分光探测器上，由探测器将红外辐射能转换成电信号，经放大处理、转换或标准视频信号通过电视屏或监测器显示红外热像图。这种热像图及物体表面

26、的热分布场相对应；实质上是被测目标物体各部分红外辐射的热像分布图由于信号非常弱，及可见光图像相比，缺少层次和立体感，因此，在实际动作过程中为更有效地判断被测目标的红外热分布场，常采用一些辅助措施来增加仪器的实用功能，如图像亮度、对比度的控制，实标校正，伪色彩描绘等高线和直方进行数学运算、打印等。红外热像仪的运用非常广泛而且非常实用。热像仪在军事和民用方面都有广泛的应用。随着热成像技术的成熟以及各种低成本适于民用的热像仪的问世，它在国民经济各部门发挥的作用也越来越大。在工业生产中，许多设备常用于高温、高压和高速运转状态，应用红外热成像仪对这些设备进行检测和监控，既能保证设备的安全运转，又能发现异

27、常情况以便及时排除隐患。同时，利用热像仪还可以进行工业产品质量控制和管理。热成像的优势自然界中的一切物体的温度都高于绝对零度，都会有红外辐射这是由于物体内部分子热运动的结果。其辐射能量正比于自身温度的四次方成正比，辐射出的波长及其温度成反比。红外成像技术就是根据探测到的物体的辐射能的大小。经系统处理转变为目标物体的热图像，以灰度级或伪彩色显示出来，即得到被测目标的温度分布从而判断物体所处的状态。林区背景温度一般在-4060摄氏度，而森林可燃物产生的火焰的温度为6001200摄氏度，两者温度相差较大。在热图像中很容易将可燃物的燃烧情况从地形背景中分离出来。根据热图像的温度分布，我们不仅可以判断火

28、的性质还能探测出火的位置、火场面积、从而估计火势。此外，红外热像仪在医疗、治安、消防、考古、交通、农业和地质等许多领域均有重要的应用。如建筑物漏热查寻、森林探火、火源寻找、海上救护、矿石断裂判别、导弹发动机检查、公安侦察以及各种材料及制品的无损检查等。北京和普威视光电技术有限公司坐落在国家级高新产业基地-首都中关村科技园区内，是集自主研发、生产、销售，拥有核心技术制造高端光电设备和系统解决方案于一体的高科技企业。而在我们土木行业里运用在建筑节能检测，建筑质量缺陷检测，无损检测等诸多方面。随后老师向我们介绍了太阳能的使用，可再生能源，光导纤维及太阳能光伏系统。这个系统主要用于太阳能建筑应用光伏电源系统光电转换效率测试。老师介绍了之后才知道我们现在接触的实验仪器早都落伍了，现在先进的，方便使用的仪器正在不断的更新状态，而我们根本无法接触到，所以平时要多加关注土木相关的论文或者新闻。才可以不让自己落后太远！第 21 页