CN117825450A - 一种建筑材料隔热效果检测方法和*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建筑材料隔热效果检测方法和***，属于建筑材料隔热效果检测技术领域，包括，基于待检测建筑隔热材料所需要的检测需求选择对应的检测传感器，按照相应的检测需求进行部署，形成隔热效果检测的检测节点集群；根据检测传感器测量到的信息构建隔热效果数据库；并对隔热效果数据库中的数据执行标准化处理；将经过标准化处理后的隔热数据库中的隔热数据和隔热效果指标进行拟合，得到隔热效果数据与隔热效果指标数据的函数模型；数据处理中心，根据隔热效果指标，评估建筑材料的隔热性能。本发明通过标准化处理后的数据能方便地进行拟合，从而更精确地实现对建筑材料在全工况情况下，建筑材料隔热性能检测。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料隔热效果检测技术领域，具体的，涉及一种建筑材料隔热效果检测方法和***。
背景技术
为了提高生产水平，保护生态环境，包括农业在内的现代生产过程也越来越多地从自然环境转移进建筑环境；建筑环境已经成为现代人类社会生产发展的主要空间；建筑环境在为人类生存发展提供条件的同时，消耗了大量的能源，能耗已占社会总能耗的1/3左右，在全球能源日渐紧缺，地球温室效应日渐显著的严峻形势下，提高建筑能源利用率刻不容缓；而建筑隔热材料，能够为提高建筑能源利用率提供最大的助力。
隔热效果好的建筑材料可以有效减少建筑物内外热量的传递，降低室内空调和供暖***的能耗。这有助于节约能源和减少二氧化碳等温室气体的排放，对环境保护和可持续发展具有积极的影响；并且性能优异的建筑隔热材料可以减少外部温度和湿度对建筑物结构的影响，降低热膨胀和收缩引起的应力，还能起到减缓建筑物的老化过程。
建筑材料其本身的隔热性能直接影响到建筑的能耗和居住舒适度。然而，目前现有技术的建筑材料隔热效果检测方法存在一定的局限性，如：测试环境与实际应用环境存在差异、测试结果不够精确等，使得无法准备评估建筑材料的实际隔热效果。
因此，有必要研究一种能够真实反映建筑材料隔热效果的检测方法和***。
发明内容
为解决上述技术方案中存在的测试环境与实际应用环境存在差异、测试结果不够精确的缺陷问题；本发明的目的在于提供一种建筑材料隔热效果检测方法和***。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种建筑材料隔热效果检测方法，包括以下步骤：
S100，基于待检测建筑隔热材料所需要的检测需求选择对应的检测传感器，按照相应的检测需求进行部署，形成隔热效果检测的检测节点集群；
S200，根据检测传感器测量到的信息构建隔热效果数据库；并对隔热效果数据库中的数据执行标准化处理；
S300，将经过标准化处理后的隔热数据库中的隔热数据和隔热效果指标进行拟合，得到隔热效果数据与隔热效果指标数据的函数模型；
S400，数据处理中心，根据隔热效果指标，评估建筑材料的隔热性能。
需要说明的是，对建筑材料隔热效果的检测包括大量不同类型的检测传感器，各种类型的检测数据量大，难以根据不同类型的检测数据就给出对建筑隔热材料的隔热性能的评估，本申请通过构建隔热效果数据库，并将隔热数据库中的隔热数据和隔热效果指标进行拟合，进而实现根据隔热效果指标，评估建筑材料的隔热性能。
进一步地，所述检测传感器包括，环境温度传感器、环境湿度传感器、隔热材料温度传感器、辐射强度传感器；
需要说明的是，检测传感器的布置，基于五点采样法或等距采样法，将选择对应的检测传感器进行部署，形成隔热效果检测的检测节点集群。
进一步地，所述隔热材料温度传感器还可以包括热电偶和热成像仪，分别用于实时检测建筑材料的内部温度和表面温度。
需要说明的是，环境温度传感器与环境湿度传感器用于检测测试环境的环境温度与湿度；热电偶传感器用于检测建筑材料的内部温度；热成像仪用于检测建筑材料的表面温度；辐射强度传感器用于检测测试环境的辐射强度。
进一步地，检测传感器能将检测到的数据以无线或有线的形式发送到数据处理中心。
进一步地，将检测信号以无线或有线形式发送到数据处理中心包括如下子步骤：
S110、基于检测节点集群的位置对用于数据传输的网络节点进行部署规划，并按照部署规划对所述网络节点进行部署设置，形成汇聚网络节点，所述检测节点集群基于检测传感器自身需要传输的检测数据以及自身的传输速率向所述汇聚网络节点发送检测数据；
S120、汇聚网络节点将接收到的检测数据进行分类及压缩处理，获得压缩后的检测数据；
S130、汇聚网络节点基于RS485协议与TCP/IP协议将所述压缩后的检测数据发送至数据处理中心；
S140、所述数据处理中心将所述压缩后的检测数据解压后，按照分类排序构建隔热数据库。
需要说明的是，为保证检测的结果逼近真实情况，需要运用大量的检测传感器，才能更精确的检测建筑材料的隔热性能；大量的检测传感器会产生很多的检测数据，如何将这些检测数据快速准确的传输到数据处理中心，涉及到后续的检测数据处理和隔热性能评估；本申请通过将大量的检测传感器分为不同的测量节点集群，通过对网络节点进行部署规划，达到了快速部署并进行检测的目的。
进一步地，标准化的处理可以采用反正切函数标准化，反正切函数标准化处理包括，
其中，A是标准化之后的数据，无量纲；a标准化前的数据，无量纲；
需要说明的是，隔热效果数据库中包含大量检测传感器的数据，同时受到实际应用场景的限制，检测传感器不可避免地会产生各类噪声数据，需要对这些噪声数据进行剔除；倘若不对噪声数据进行处理就和隔热效果指标进行拟合，会导致拟合结果出错，甚至出现无法拟合的情况；所以需要对隔热效果数据库中的数据进行标准化处理。
反正切函数标准化是将原始数据集中的数据进行反正切转换，使检测数据落入[-π/2, π/2]的区间内，然后将转换后的值乘以π/2，这样就将原始数据集中的元素映射到了[-1,1]区间内；保持了检测数据的分布特征，这有助于避免极端异常值对数据分析的影响，对于后续拟合具有重要作用；并且反正切函数标准化可以对数据进行平滑处理，使得数据的分布更加均匀，这有助于消除数据中的噪声和离群点，并提高数据的可解释性。
本发明另一方面提供了一种建筑材料隔热效果检测***，包括，计算机控制***、隔热效果数据库构建***、标准化处理***、数据拟合***以及隔热效果评估***；
其中，计算机控制***包括，环境温度控制***、环境湿度控制***、模拟太阳辐射装置控制***；
其中，隔热效果数据库构建***为获取各项隔热效果数据，构建建筑材料的隔热效果数据库，其基于待测的建筑材料所需要检测的对应需求，选择对应的检测传感器，并将选择的对应的检测传感器按照检测需求进行部署，形成对建筑材料进行检测的检测节点集群，根据检测传感器检测得到的信息构建隔热效果数据库；
标准化处理***与隔热效果数据库构建***相连接，被配置为对接的隔热效果数据库中度的数据执行标准化处理，计算所述隔热效果数据库中每个检测传感器检测到的数据点的标准分数，确保所有检测特征数据都具有相似的尺度。
数据拟合***与标准化处理***相连接，被配置为将经过标准化处理后的隔热效果数据库中的隔热效果数据与隔热效果指标的数据进行拟合，得到隔热效果数据与隔热效果指标数据的函数模型。
隔热效果评估***与数据拟合***相连接，被配置为根据隔热效果数据与隔热效果指标数据的函数模型，对不同的建筑材料进行隔热性能的评估与分级，隔热性能评估分级后，根据检测传感器的检测数据，调整计算机控制***，从而得出全部工况下，建筑材料的隔热性能。
本发明再一方面提供了一种计算机设备，所述设备可包括：处理器、存储器、存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的建筑材料隔热效果检测方法。
本发明再一方面提供了一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序在被处理器执行时实现如上所述的建筑材料隔热效果检测方法。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明通过对建筑材料的隔热数据库中的检测数据执行标准化处理，解决了检测传感器的检测数量众多，难以剔除检测到的噪声数据的缺陷，通过标准化处理后的数据能方便地进行拟合，并且适用于各种类型建筑材料的隔热效果的检测，具有优异的通用性；从而更精确地实现对建筑材料在全工况情况下，建筑材料的隔热性能的检测；
2、本发明通过将检测传感器划分为不同的检测节点集群，从而实现了对检测数据的快速汇聚和压缩，进而大幅节省了传感器信号在传输过程中的误差和损耗，实现了对检测数据的精确快速传输；
3、本发明能够模拟全工况下的建筑材料的隔热性能，能够模拟建筑材料工作的实际环境，使得测试结果更加真实、可靠；并且测试过程简单、快速，人工操作的步骤少，便于推广应用。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明实施例提供的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
实施例
图1示出了本实施例的流程图，本实施例提供了一种建筑材料隔热效果检测方法。
步骤1：基于待检测建筑隔热材料所需要的检测需求选择对应的检测传感器，按照相应的检测需求进行部署，形成隔热效果检测的检测节点集群；
具体来说，检测传感器可以包括，环境温度传感器、环境湿度传感器、隔热材料温度传感器、辐射强度传感器；
需要说明的是，所述隔热材料温度传感器还可以包括热电偶和热成像仪，分别用于实时检测建筑材料的内部温度和表面温度。环境温度传感器与环境湿度传感器用于检测测试环境的环境温度与湿度；热电偶传感器用于检测建筑材料的内部温度；热成像仪用于检测建筑材料的表面温度；辐射强度传感器用于检测测试环境的辐射强度。
需要说明的是，对建筑材料隔热效果的检测包括大量不同类型的检测传感器，各种类型的检测数据量大，难以根据不同类型的检测数据就给出对建筑隔热材料的隔热性能的评估，本申请通过构建隔热效果数据库，并将隔热数据库中的隔热数据和隔热效果指标进行拟合，进而实现根据隔热效果指标，评估建筑材料的隔热性能；
需要说明的是，检测传感器的布置，基于五点采样法或等距采样法，将选择对应的检测传感器进行部署，形成隔热效果检测的检测节点集群；具体的传感器安装，隔热性能检测人员可以根据实际情况进行安装。
具体来说，检测传感器能将检测到的数据以无线或有线的形式发送到数据处理中心；包括如下子步骤：
S110、基于检测节点集群的位置对用于数据传输的网络节点进行部署规划，并按照部署规划对所述网络节点进行部署设置，形成汇聚网络节点，所述检测节点集群基于检测传感器自身需要传输的检测数据以及自身的传输速率向所述汇聚网络节点发送检测数据；
S120、汇聚网络节点将接收到的检测数据进行分类及压缩处理，获得压缩后的检测数据；
S130、汇聚网络节点基于RS485协议与TCP/IP协议将所述压缩后的检测数据发送至数据处理中心；
S140、所述数据处理中心将所述压缩后的检测数据解压后，按照分类排序构建隔热数据库。
需要说明的是，为保证检测的结果逼近真实情况，需要运用大量的检测传感器，才能更精确的检测建筑材料的隔热性能；大量的检测传感器会产生很多的检测数据，如何将这些检测数据快速准确的传输到数据处理中心，涉及到后续的检测数据处理和隔热性能评估；本申请通过将大量的检测传感器分为不同的测量节点集群，通过对网络节点进行部署规划，达到了快速部署并进行检测的目的。
步骤2：根据检测传感器测量到的信息构建隔热效果数据库；并对隔热效果数据库中的数据执行标准化处理；
标准化的处理可以采用反正切函数标准化，反正切函数标准化处理包括，
其中，A是标准化之后的数据，无量纲；a标准化前的数据，无量纲；
需要说明的是，隔热效果数据库中包含大量检测传感器的数据，同时受到实际应用场景的限制，检测传感器不可避免地会产生各类噪声数据，需要对这些噪声数据进行剔除；倘若不对噪声数据进行处理就和隔热效果指标进行拟合，会导致拟合结果出错，甚至出现无法拟合的情况；所以需要对隔热效果数据库中的数据进行标准化处理。
反正切函数标准化是将原始数据集中的数据进行反正切转换，使检测数据落入[-π/2, π/2]的区间内，然后将转换后的值乘以π/2，这样就将原始数据集中的元素映射到了[-1,1]区间内；保持了检测数据的分布特征，这有助于避免极端异常值对数据分析的影响，对于后续拟合具有重要作用；并且反正切函数标准化可以对数据进行平滑处理，使得数据的分布更加均匀，这有助于消除数据中的噪声和离群点，并提高数据的可解释性。
步骤3：将经过标准化处理后的隔热数据库中的隔热数据和隔热效果指标进行拟合，得到隔热效果数据与隔热效果指标数据的函数模型；
具体来说，隔热效果数据库构建***为获取各项隔热效果数据，构建建筑材料的隔热效果数据库，其基于待测的建筑材料所需要检测的对应需求，选择对应的检测传感器，并将选择的对应的检测传感器按照检测需求进行部署，形成对建筑材料进行检测的检测节点集群，根据检测传感器检测得到的信息构建隔热效果数据库；
标准化处理***与隔热效果数据库构建***相连接，被配置为对接的隔热效果数据库中度的数据执行标准化处理，计算所述隔热效果数据库中每个检测传感器检测到的数据点的标准分数，确保所有检测特征数据都具有相似的尺度。
数据拟合***与标准化处理***相连接，被配置为将经过标准化处理后的隔热效果数据库中的隔热效果数据与隔热效果指标的数据进行拟合，得到隔热效果数据与隔热效果指标数据的函数模型。
步骤4：数据处理中心，根据隔热效果指标，评估建筑材料的隔热性能。
隔热效果评估***与数据拟合***相连接，被配置为根据隔热效果数据与隔热效果指标数据的函数模型，对不同的建筑材料进行隔热性能的评估与分级，隔热性能评估分级后，根据检测传感器的检测数据，调整计算机控制***，从而得出全部工况下，建筑材料的隔热性能。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种建筑材料隔热效果检测方法，其特征在于，所述检测方法包括以下步骤：
S100，基于待检测建筑隔热材料所需要的检测需求选择对应的检测传感器，按照相应的检测需求进行部署，形成隔热效果检测的检测节点集群；
S200，根据检测传感器测量到的信息构建隔热效果数据库；并对隔热效果数据库中的数据执行标准化处理；
S300，将经过标准化处理后的隔热数据库中的隔热数据和隔热效果指标进行拟合，得到隔热效果数据与隔热效果指标数据的函数模型；
S400，数据处理中心，根据隔热效果指标，评估建筑材料的隔热性能。
2.根据权利要求1所述的建筑材料隔热效果检测方法，其特征在于，所述检测传感器包括，环境温度传感器、环境湿度传感器、隔热材料温度传感器、辐射强度传感器。
3.根据权利要求1所述的建筑材料隔热效果检测方法，其特征在于，所述检测传感器的布置，基于五点采样法或等距采样法，将选择对应的检测传感器进行部署，形成隔热效果检测的检测节点集群。
4.根据权利要求1所述的建筑材料隔热效果检测方法，其特征在于，所述检测传感器能将检测到的信号，以无线或有线形式发送到数据处理中心。
5.根据权利要求4所述的建筑材料隔热效果检测方法，其特征在于，所述将检测信号以无线或有线形式发送到数据中心包括如下子步骤：
S110，基于检测节点集群的位置对用于数据传输的网络节点进行部署规划，并按照部署规划对所述网络节点进行部署设置，形成汇聚网络节点，所述检测节点集群基于检测传感器自身需要传输的检测数据以及自身的传输速率向所述汇聚网络节点发送检测数据；
S120、汇聚网络节点将接收到的检测数据进行分类及压缩处理，获得压缩后的检测数据；
S130、汇聚网络节点基于RS485协议与TCP/IP协议将所述压缩后的检测数据发送至数据处理中心；
S140、所述数据处理中心将所述压缩后的检测数据解压后，按照分类排序构建隔热数据库。
6.根据权利要求1所述的建筑材料隔热效果检测方法，其特征在于，所述标准化的处理采用反正切函数标准化，反正切函数标准化处理包括，
其中，A是标准化之后的数据，无量纲；a是标准化前的数据，无量纲。
7.一种建筑材料隔热效果检测***，包括，计算机控制***、隔热效果数据库构建***、标准化处理***、数据拟合***以及隔热效果评估***；
其中，计算机控制***包括，环境温度控制***、环境湿度控制***、模拟太阳辐射装置控制***；
其中，隔热效果数据库构建***为获取各项隔热效果数据，构建建筑材料的隔热效果数据库，其基于待测的建筑材料所需要检测的对应需求，选择对应的检测传感器，并将选择的对应的检测传感器按照检测需求进行部署，形成对建筑材料进行检测的检测节点集群，根据检测传感器检测得到的信息构建隔热效果数据库；
标准化处理***与隔热效果数据库构建***相连接，被配置为对接的隔热效果数据库中度的数据执行标准化处理，计算所述隔热效果数据库中每个检测传感器检测到的数据点的标准分数，确保所有检测特征数据都具有相似的尺度；
数据拟合***与标准化处理***相连接，被配置为将经过标准化处理后的隔热效果数据库中的隔热效果数据与隔热效果指标的数据进行拟合，得到隔热效果数据与隔热效果指标数据的函数模型；
隔热效果评估***与数据拟合***相连接，被配置为根据隔热效果数据与隔热效果指标数据的函数模型，对不同的建筑材料进行隔热性能的评估与分级，隔热性能评估分级后，根据检测传感器的检测数据，调整计算机控制***，从而得出全部工况下，建筑材料的隔热性能。
8.一种计算机设备，所述设备可包括：处理器、存储器、存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-6中任一项所述的建筑材料隔热效果检测方法。
9.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序在被处理器执行时，实现如权利要求1-6中任一项所述的建筑材料隔热效果检测方法。
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