一种墙体系统服役过程模拟装置
阅读说明：本技术 一种墙体系统服役过程模拟装置 (Wall system service process simulation device ) 是由 于清林 王政 李学英 马国儒 张玉涛 刘佳 国爱丽 于 2020-12-29 设计创作，主要内容包括：一种墙体系统服役过程模拟装置,本发明涉及墙体系统服役过程模拟装置。本发明的目的是为了解决目前墙体系统服役状态评价设备功能单一,不能对传统与装配式墙体系统性能进行准确评价的问题。装置包括：设备主体,设备主体由环境模拟腔室,墙体系统固定支架,压力温控板复合密封门,观察窗密封门及设备箱组成；所述环境模拟腔室,墙体系统固定支架,压力温控板复合密封门,观察窗密封门固定在设备箱上；设备箱内包括除湿装置,可变温循环水装置,气动装置,制冷装置和防冻液池；所述墙体系统固定支架和压力温控板复合密封门通过导轨与环境模拟腔室对接；所述墙体系统固定支架安装墙体系统；本发明用于建筑墙体系统服役状态评价领域。(The invention discloses a wall system service process simulation device, and relates to a wall system service process simulation device. The invention aims to solve the problems that the service state evaluation equipment of the existing wall system has single function and can not accurately evaluate the performance of the traditional and assembled wall systems. The device comprises: the equipment main body consists of an environment simulation chamber, a wall system fixing support, a pressure and temperature control plate composite sealing door, an observation window sealing door and an equipment box; the environment simulation chamber, the wall system fixing support, the pressure and temperature control plate composite sealing door and the observation window sealing door are fixed on the equipment box; the equipment box comprises a dehumidifying device, a temperature-variable circulating water device, a pneumatic device, a refrigerating device and an antifreeze pool; the wall system fixing support and the pressure temperature control plate composite sealing door are in butt joint with the environment simulation chamber through guide rails; the wall system fixing bracket is arranged on the wall system; the method is used for the field of service state evaluation of the building wall system.)
技术领域
本发明涉及建筑墙体系统服役状态评价领域，特别涉及一种墙体系统服役过程模拟装置。
背景技术
墙体系统是建筑围护结构中体量最大的组成部分，在服役过程中，墙体系统受环境因素作用，各组成部分及连接界面均会发生变化，影响体系热工性能，造成资源及能源的损耗。墙体系统根据建筑部位可区分为外墙系统和内墙系统。受建筑节能要求，外墙系统多为组合墙体，包括外墙外保温系统、外墙内保温系统、幕墙和传统轻质墙体等。内墙系统主要为隔墙，包括块材隔墙、轻骨架隔墙和板材隔墙等。
随着装配式技术在建筑业的应用，墙体系统已逐渐向模块化过渡。对于不同组成结构的墙体系统进行服役过程性能评价可保证墙体系统质量，便于产品质量控制及满足定制化要求。
外墙系统服役过程中主要受温湿度及淋雨等因素影响。高低温循环及湿度耦合作用下，外墙系统各组成及界面区易发生劣化，热工性能退化，结构逐渐失效。同时，如外墙外保温系统，保温层失效脱落极易造成人员财产损失。对外墙系统在环境作用下服役性能进行准确评价可有效避免以上问题。
目前国内外大多通过对组合墙体中单一组分进行分别评价来讨论墙体系统特性，而界面作为体系中薄弱环节，不能充分体现环境因素对整个墙体系统的作用，本装置可对不同组成的组合墙体系统进行综合性能评价。
目前国内外尚未有可用于装配式墙体系统模块服役过程性能评价的设备，现有装置不能适配多种尺寸厚度测试墙体系统，功能单一，不能模拟实际墙体系统工况，在保证内外环境隔离的同时，实现温湿度与淋雨状态耦合作用。
发明内容
本发明的目的是为了解决目前墙体系统服役状态评价设备功能单一，不能对传统与装配式墙体系统性能进行准确评价的问题，而提出的一种墙体服役过程模拟装置。
传统墙体系统指采用现场砌筑或现浇方式成型的建筑墙体及其相关组合墙体；装配式墙体系统是目前采用预制装配式技术非现场成型的墙体系统及其相关组合墙体。
性能指墙体系统的形变、力学性能、热工性能及劣化缺陷。
一种墙体系统服役过程模拟装置包括：
包括设备主体，设备主体由环境模拟腔室，墙体系统固定支架，压力温控板复合密封门，观察窗密封门及设备箱组成；
所述环境模拟腔室，墙体系统固定支架，压力温控板复合密封门，观察窗密封门固定在设备箱上；
设备箱内包括除湿装置，可变温循环水装置，气动装置，制冷装置和防冻液池；
所述环境模拟腔室左侧设置有观察窗密封门，观察窗密封门上设置观察窗，观察窗上的观察窗玻璃可侧向平推打开；
所述墙体系统固定支架和压力温控板复合密封门通过导轨与环境模拟腔室对接；
所述墙体系统固定支架安装墙体系统；
所述环境模拟腔室底部布设电阻式加热管，为环境模拟腔室加热，环境模拟腔室顶部布设有板式循环冷却器和送风扇，为环境模拟腔室降温；
所述环境模拟腔室前侧固定有程序控制器，同侧设有线孔；
所述环境模拟腔室底部设置有排水除湿孔，与可变温循环水装置和除湿装置相连，排水除湿孔连接排水管路，排水管路设置有电磁阀，通过程序控制器控制；排水管路至于设备箱内；
温控板通过气缸固定在压力温控板复合密封门的密封门板上，采用气缸控制温控板位置，确保墙体系统背侧与温控板紧密贴合；
气缸与气动装置通过软管连接，温控板上水管与防冻液池中水泵相连接，温控板回水管与制冷装置相连接。
本发明的有益效果为：
本装置可通过模拟墙体系统实际服役工况下温湿度及淋雨条件，通过程序控制器设定工况，快速获得对应工况下墙体系统服役状态，可结合外部测试表征设备对墙体系统的形变、力学性能、热工性能及劣化缺陷进行定性及定量评价。
本发明所公开的墙体系统服役过程模拟装置，可对现浇及预制装配式等各种工艺水平施工所得墙体系统进行劣化过程模拟，结合不同传感系统可对墙体系统进行原位在线性能评价，获得墙体系统服役过程中性能演化规律。通过本装置所获得信息可供相关行业人员进行产品质量控制，检测技术开发，评价手段优化及修复技术研究。
附图说明
图1是本发明所述墙体系统服役状态模拟装置的正面结构示意图；
图2是本发明所述墙体系统服役状态模拟装置的背面结构示意图；
图3是本发明所述墙体系统服役状态模拟装置的剖视图；
图4是本发明所述墙体系统服役状态模拟装置的右前立体结构示意图；
图5是本发明所述墙体系统服役状态模拟装置墙体系统固定支架的结构示意图；
图6是本发明所述墙体系统服役状态模拟装置压力温控板复合密封门的结构示意图；
附图中，各标号所代表部件如下：
1.设备主体；2.环境模拟腔室；3.墙体系统固定支架；4.压力温控板复合密封门；5.观察窗密封门；6.电阻式加热管；7.设备箱；8.除湿装置；9.可变温循环水装置；10.气动装置；11.制冷装置；12.冷却液池；13.水泵；14.导轨；15.搭扣；16.线孔；17.观察窗；18.不锈钢方管架；19.气缸；20.温控板；21.喷头；22.观察窗玻璃；23.程序控制器；24.送风扇；25.板式循环冷却器；26.排水除湿孔；27.排水管路。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式一种墙体系统服役过程模拟装置包括：
本发明中所述指示方位及位置关系术语如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等仅为基于附图所示的方位和位置关系，便于描述本发明，并不指示或暗示所述装置必须具有特定方位，因此不能理解为对本发明的限制。
设备主体1，设备主体由环境模拟腔室2，墙体系统固定支架3，压力温控板复合密封门4，观察窗密封门5及设备箱7组成；
所述环境模拟腔室2，墙体系统固定支架3，压力温控板复合密封门4，观察窗密封门5固定在设备箱7上；
设备箱7内包括除湿装置8，可变温循环水装置9，气动装置10，制冷装置11和防冻液池12；
所述环境模拟腔室2左侧设置有观察窗密封门5，观察窗密封门5上设置观察窗17，观察窗17上的观察窗玻璃22可侧向平推打开，便于安置设备进行原位信号获取；
所述墙体系统固定支架3和压力温控板复合密封门4通过导轨14与环境模拟腔室2对接；
所述墙体系统固定支架3安装墙体系统；
所述环境模拟腔室2底部布设电阻式加热管6，为环境模拟腔室2加热，环境模拟腔室2顶部布设有板式循环冷却器25和送风扇24，为环境模拟腔室2降温；
所述环境模拟腔室2前侧固定有程序控制器23，可进行系统参数程序设置，同侧设有线孔16，便于传感器等采集信号线引出与采集仪连接；
所述环境模拟腔室2底部设置有排水除湿孔26，与可变温循环水装置9和除湿装置8相连，排水除湿孔26连接排水管路27，排水管路27设置有电磁阀，通过程序控制器23控制；排水管路27至于设备箱7内；
通过程序控制器23进行温控板20位置控制，温控板20通过气缸19固定在压力温控板复合密封门4的密封门板上，采用气缸19控制温控板20位置，采用预设气缸19压力实现，确保墙体系统背侧(墙体系统固定支架安装测试墙体系统后与环境模拟腔室组装，压力温控板复合密封门与墙体系统固定支架组装贴合。)与温控板20紧密贴合；
气缸19与气动装置10通过软管连接，温控板20上水管与防冻液池12中水泵13相连接，温控板20回水管与制冷装置11相连接；如图4；
开启气缸19使温控板20与墙体系统背侧贴紧，通过程序调节温控板温度，实现墙体系统背侧温度控制。
通过程序控制器23进行温控板20温度控制。外墙系统室内侧温度稳定，内墙系统两侧均与室内温度一致。温控板20主要实现墙体系统内侧温度的准静态控制。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述墙体系统固定支架3内框上沿布设有喷头21，喷头21与可变温循环水装置9中水泵13相连接，实现墙体淋水过程控制。
其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述压力温控板复合密封门4沿导轨14与墙体系统固定支架3进行组合；
利用两侧搭扣15将环境模拟腔室2、墙体系统固定支架3和压力温控板复合密封门4固定实现密封。
其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是，所述测试墙体系统可布设应变、温度等信号监控设备，线孔16将有线传感设备的信号线导出与采集系统连接，实现墙体系统服役过程形变等参数的在线监测。
采集系统是指所有外置信号采集系统，包括应变、温度、导热系数等相关信号采集系统，非本系统内组件，用以对墙体系统服役状态进行评价的装置。
其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：所述环境模拟腔室2四周采用低导热系数阻燃材料填充。
其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：所述压力温控板复合密封门4的密封门板上通过不锈钢方管架18固定有温控板，通过气缸19控制温控板20与墙体系统的紧密程度。
所述其它步骤及参数与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：温控板20与制冷装置11相连，与可变温循环水装置9一起实现墙体系统背侧温度调节。
其它步骤及参数与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：所述墙体系统固定支架3用于墙体系统的位置固定，墙体系统固定支架3与设备箱7中可变温循环水装置9相联通，使墙体系统周边温度可控，墙体系统固定支架3上方设置有淋水装置，实现不同温度淋水环境模拟。
其它步骤及参数与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：所述墙体系统固定支架3通过导轨14移动并嵌入环境模拟腔室2内部，接触部位采用硅胶垫密封。
其它步骤及参数与具体实施方式一至八之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：所述板式循环冷却器25与制冷装置11相连，送风扇24受程序控制器23控制，与板式循环冷却器25共同运行实现制冷。
其它步骤及参数与具体实施方式一至九之一相同。
根据标准及实验要求，通过程序控制器23进行温湿度程序编辑，实现环境模拟腔室2内部温湿度控制。环境模拟腔室2内升温过程通过隔层内电阻式加热管6进行，降温过程通过与制冷装置11相连板式循环冷却器25实现，使用送风扇24进行环境模拟腔室2内空气温度调节。
设备运行过程中，观察窗密封门5上观察窗17可打开，嵌入红外热像仪等原位监测设备进行墙体系统服役过程中红外热像等信号的原位采集。
本发明所公开的墙体系统服役过程模拟装置，可对现浇及预制装配式等各种工艺水平施工所得墙体系统进行劣化过程模拟，结合不同传感系统可对墙体系统进行原位在线性能评价，获得墙体系统服役过程中性能演化规律。通过本装置所获得信息可供相关行业人员进行产品质量控制，检测技术开发，评价手段优化及修复技术研究。
本装置工作原理详述如下：
1.首先，启动设备主体1，打开环境模拟腔室2与压力温控板复合密封门4之间的搭扣15，将压力温控板复合密封门4沿导轨14移动至右侧，移出墙体系统固定支架3，将墙体系统按测试方向放入墙体系统固定支架内；
2.依据测试方案及表征要求，可在墙体系统布设应力应变及温度传感器，将传感器信号线通过线孔16导出至环境模拟腔室2外侧，与相应外部信号采集设备连接；
3.沿导轨14将安装有墙体系统的固定支架3左移嵌入环境模拟腔室2，将压力温控板复合密封门4左移与墙体系统固定支架3连接，扣紧两侧搭扣15；
4.通过程序控制器23开启设备箱7中气动装置10为固定在不锈钢方管架18上的气缸19充气，推动温控板20与墙体系统背侧贴紧；通过程序控制器23，设定温控板20温度开启制冷装置11，冷却液池12中水泵13将冷却液泵送至温控板20内，调节温控板20温度使墙体系统背侧温度与温控板20温度一致；
5.待墙体系统背侧温度达到温控板20温度后，试验人员可通过程序控制器23对环境模拟腔室2内温湿度及淋雨条件进行设置，程序控制器23采用PID控制相关信号。实验人员通过程序控制器23设置环境模拟腔室2内环境条件，开启墙体系统服役状态模拟；
6.程序控制器23通过电阻式加热管6对环境模拟腔室2进行升温控制，通过板式循环冷凝器25与制冷装置11组成的系统进行降温控制，板式循环冷却器25上的送风扇24与制冷装置11同时启动，配合向环境模拟腔室2输送冷气。实现降温；
7.程序控制器23通过可变温循环水装置9与墙体系统固定支架3上所布设喷头21进行淋雨条件与增湿控制，当湿度高于程序控制器23设定湿度时，除湿装置8启动，通过排水除湿孔26及排水管路27对环境模拟腔室2进行除湿；
8.试验人员可在本装置运行过程中通过提前布设的传感器对墙体系统服役状态进行检测，也可以通过观察窗密封门5的观察窗17随时布设红外热像仪等设备进行墙体系统服役状态的原位表征，观察窗玻璃22可侧向打开，便于安置相关设备；
9.墙体系统服役状态测试过程完成后，关闭制冷装置11，停止温控板20温度控制，关闭气动装置10，打开搭扣15，移动压力温控板复合密封门4至右侧，移出墙体系统固定支架3，移除测试完成后的墙体系统及相关传感器，清理环境模拟腔室2内部，试验结束。
本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
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