七、建筑用保溫隔熱材料645

附加說明:

本標(biāo)準(zhǔn)由國家建筑材料工業(yè)局提出。

本標(biāo)準(zhǔn)由河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)起草。

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人曹聲韶,陳愛珠。

10.《絕熱層穩(wěn)態(tài)熱傳遞特性的測定圓管法》GB10296-88

本標(biāo)準(zhǔn)參照采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO/DIS8497-1986《熱絕緣—穩(wěn)態(tài)熱傳遞特性的測定

—管絕熱層裝置》。

1主題內(nèi)容與適用范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了圓管法測定絕熱層穩(wěn)態(tài)熱傳遞特性的適用范圍、術(shù)語及測定裝置、試樣、

步驟和結(jié)果計(jì)算。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于通常高于周圍環(huán)境溫度的圓管絕熱層(包括縱、橫接縫、防潮層及覆皮等)

穩(wěn)態(tài)熱傳遞特性的測定。

2引用標(biāo)準(zhǔn)

GB4132絕熱材料名詞術(shù)語

GB10294絕熱材料穩(wěn)態(tài)熱阻及有關(guān)特性的測定防護(hù)熱板法

3術(shù)語、定義與符號(hào)

3.1本標(biāo)準(zhǔn)下列術(shù)語定義引自GB41320

3.1.1熱流量Q(W)o

3.1.2線熱流密度qL(W/m)o

3.1.3熱流密度q(W/m2)o

3.2本標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)符號(hào)規(guī)定如下:

3.2.1計(jì)量段長度(軸線方向)L(m)o

3.2.2指定面的面積A(m2)o

3.2.3管子表面溫度To(K)o

3.2.4絕熱層外表面溫度T2(K)e

3.2.5圓管的外徑do(m)o

3.2.6圓形絕熱層的外徑d2(m)o

3.3本標(biāo)準(zhǔn)中其他術(shù)語的定義規(guī)定如下:

3.3.1線傳熱率TrL[W/(m-K)]

在穩(wěn)態(tài)條件下，線熱流密度除以管子表面和環(huán)境氣體的溫度差。

TrL=丁‘qLTrL=To-Ta一撰。

(1)

式中T—環(huán)境氣體溫度(K)o

3.3.2線熱阻RL(m-K/W)

646第一部分主要建筑材料的檢測方法標(biāo)準(zhǔn)

在穩(wěn)態(tài)條件下，管子表面和絕熱層外表面之間的溫度差除以線熱流密度。

RL

_T一T2

4L

(2)

3.3.3線熱導(dǎo)率CLLW/(m"K)J

從管表面到絕熱層外表面的線熱阻的倒數(shù)。

CL

表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h2[W/(m2"K)l

Q/L

丁。一T2

(3)

3.3.4

穩(wěn)態(tài)條件下，絕熱層外表面的熱流密度除以外表面和環(huán)境氣體之間的溫差。圓管狀絕

熱層的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為:

h2=crd2"L(T2-T.)

表觀導(dǎo)熱系數(shù),[W/(m"K)]

(4)

3.3.5

在穩(wěn)態(tài)條件下，對(duì)于圓管狀絕熱層，本標(biāo)準(zhǔn)定義其表觀導(dǎo)熱系數(shù)(以下簡稱“導(dǎo)熱系數(shù)”

腸_

式中A,—圓管絕熱層導(dǎo)熱系數(shù);

I二自然對(duì)數(shù)。

3.3.6熱阻系數(shù)r(m"K/W)

Qln(d2/dn)

2n"L(T一T2)

(5)

一1xp

(6)

3.3.7面熱阻R(郝"K/W)

在穩(wěn)態(tài)條件下，管表面和絕熱層外表面之間的溫度差除以熱流密度。

R=

To一T2

Q乙A

(7)

式中A—指定表面(通常是測試管表面，有時(shí)是絕熱層外表面或選定的其他表面)的面

積。

3.3.8面熱導(dǎo)率C[W/(澎"K)]

c=1

找

(8)

4方法提要

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用圓管防護(hù)端頭型測定裝置(如圖1)。在計(jì)量段兩端頭處，依靠用隔縫

分開個(gè)別加熱的防護(hù)段使其軸向熱流減到最小。其他類型的測定裝置如經(jīng)證明其測定結(jié)果

與本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定裝置測得的結(jié)果的偏差在標(biāo)準(zhǔn)允許的范圍之內(nèi)，可以使用;偏差超過本標(biāo)準(zhǔn)允

許范圍時(shí)，以本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為準(zhǔn)。但附有高軸向熱導(dǎo)元件(如金屬外殼)的試件，必須用本標(biāo)準(zhǔn)

規(guī)定的防護(hù)端頭型裝置測定。

測定裝置由被分段加熱的測定管和控制、測量測定管各段溫度、試件外表面溫度、環(huán)境

氣體溫度及耗于計(jì)量段加熱功率的儀器等組成。

七、建筑用保溫隔熱材料647

A-A

匕A

圖1防護(hù)端頭型裝置圖

1-測定管右防護(hù)段;2-測定管計(jì)量段;3-測定管左防護(hù)段;4一加熱管左防護(hù)段;5一跨過

加熱管隔縫的控制熱偶:6-防護(hù)端測量熱偶;7一跨過測定管隔縫的控制熱偶;8-側(cè)定管

計(jì)量段測量熱偶之一

本標(biāo)準(zhǔn)允許測定管在試件或測定管材料的最高使用溫度下運(yùn)行。測定溫度的下限受試

件外表溫度和為達(dá)到特定的測量精度所需溫差的約束。通常測定裝置是在15-35℃仔細(xì)

控制的靜止空氣中運(yùn)行，但可伸延到其他環(huán)境溫度、流速和其他氣體中。試件外表溫度可以

靠加熱或冷卻的外殼、或者使用一層附加絕熱層來達(dá)到某一溫度水平。

按測定要求，試樣制備和鋪設(shè)情況不同，可得到兩種顯著不同的結(jié)果:

a.實(shí)際使用性能:

以原試樣為試件，按保溫施工方式鋪設(shè)在測試管上，其結(jié)果代表試樣實(shí)際使用性能。

b.材料特性:

將試樣選擇和修飾成每一塊能彼此緊密配合，沒有張口的接頭和切縫的試件并與測試

管吻合無間。其結(jié)果(如xp)僅表征材料的特性。

5裝里

5.1外形尺寸

本標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于具有圓筒形截面的測定管，其外徑為現(xiàn)行公稱管徑之一。在管子外形尺

寸上不作限制，但計(jì)量段應(yīng)有足夠長度、以確信經(jīng)端頭的軸向熱損失與測得的總熱流相比是

足夠的小，以達(dá)到所期望的精度。對(duì)于一個(gè)外徑為88.9二的防護(hù)端頭型裝置,0.6m的計(jì)

量段長度與約lm的試件總長經(jīng)證明是滿意的。

通常對(duì)于一種制品或材料，應(yīng)至少在接近有關(guān)范圍內(nèi)的兩種管徑上進(jìn)行測定，測得的導(dǎo)

熱系數(shù)如相差很遠(yuǎn)，一個(gè)辦法是在不同管子尺寸，但在相同絕熱層厚及相同溫度下測得的同

一熱傳遞特性不同值之間內(nèi)擂。

為便于各實(shí)驗(yàn)室之間比較，推薦三種測定管外徑:34mm,88.9mm和159mmo

5.2隔縫

防護(hù)端頭型裝置在測定管和內(nèi)加熱管上用隔縫使計(jì)量段和防護(hù)段間的熱交換減到最

小。但隔縫寬度不超過4mm，其間用絕熱材料填滿。每個(gè)隔縫內(nèi)部應(yīng)有隔板阻擋計(jì)量段與

防護(hù)段的熱交換。

測定管和加熱管表面每個(gè)隔縫兩側(cè)不超過25二處應(yīng)安裝溫差熱電偶或熱電堆。在任

何跨越隔縫的高導(dǎo)熱支撐部件上也應(yīng)在對(duì)應(yīng)部位安裝示差熱電偶。

648第一部分主要建筑材料的檢瀏方法標(biāo)準(zhǔn)

5.3方位

本標(biāo)準(zhǔn)一般應(yīng)用具有水平軸的測定管裝置。

5.4測定管表面熱電偶布置

測定管計(jì)量段表面溫度應(yīng)由至少四支熱偶測其平均值，當(dāng)計(jì)量段較長時(shí)，每150mm管

長至少一支。它們應(yīng)被縱向設(shè)置在計(jì)量段等長度段的中心，并應(yīng)以螺旋線形沿管周等間距

角整圈數(shù)布置，間距角從450--9000

5.5溫度傳感器

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定一般用裸珠絕緣線熱電偶作為溫度傳感器。熱電偶應(yīng)單獨(dú)標(biāo)定或取自經(jīng)過

標(biāo)定的同一等級(jí)熱偶線材。測金屬表面溫度時(shí)，熱偶線徑不得大于0.6rnm,測非金屬表面

溫度時(shí)不得大于0.4rnm。用幾支熱偶并聯(lián)測定平均溫度時(shí)，各熱偶結(jié)點(diǎn)間應(yīng)電絕緣，各支

熱偶電阻應(yīng)相等。

5.6溫度測定系統(tǒng)

溫度測定系統(tǒng)應(yīng)具有的準(zhǔn)確度要足以把確定溫差的誤差限制在可接受的范圍內(nèi)。例

如:假定試件徑向溫差為20K、而溫差測量誤差允許范圍不超過百分之一，則溫差測定必須

準(zhǔn)確到0.2K以內(nèi);溫度是個(gè)別測定時(shí)，假如誤差是隨機(jī)的，則溫度的測定必須準(zhǔn)確到

0.14K以內(nèi)。顯然，溫差較大時(shí)，溫度和溫差測定允許的絕對(duì)誤差可以大得多。

5.7電源

計(jì)量段加熱的電源應(yīng)很好地整定，可以是直流也可以是交流。防護(hù)段加熱器的電源如

不用溫控儀也應(yīng)加整定。

5.8功率測量

計(jì)量段加熱器的平均功率測量準(zhǔn)確度應(yīng)不低于士0.5%。必須注意使測得的功率僅是

耗于計(jì)量段加熱用的。

5.9環(huán)境溫度控制和測量

有溫度控制的封閉室，在測定管和環(huán)境空氣之間的溫差不超過200℃時(shí)，環(huán)境空氣溫度

變化應(yīng)維持在士1℃以內(nèi);溫差在200℃以上時(shí)維持在士2℃以內(nèi)，并能保持在第4章規(guī)定范

圍內(nèi)的任何溫度上。

裝置周圍不得有影響試件表面自然對(duì)流換熱的任何物件，也不得有總半球發(fā)射率低于

0.85,溫度與環(huán)境空氣溫度有顯著差異的物體或表面?？删哂袀溆迷O(shè)備以便用空氣以外的

氣體并能模擬風(fēng)速的影響。

環(huán)境氣體溫度傳感器應(yīng)設(shè)計(jì)和安置得不會(huì)直接受測定管或其他熱源的影響?？梢杂脤?shí)

驗(yàn)確定合適的位置，需要時(shí)應(yīng)加輻射屏蔽。不允許直接置于裝置上部。

5.10外套或外加絕熱層

受溫度控制的外套或外加絕熱層將試件圍起，都可用于改變?cè)嚰獗砻鏈囟?。在任?/p>

一種情況下，在6.4條里規(guī)定的試件外表面溫度測量熱偶應(yīng)在外套或外加絕熱層放置以前

裝好。外套或外加絕熱層面對(duì)試件的內(nèi)表面，其發(fā)射率應(yīng)大于0.80

6試件

試件可以是剛性、半剛性、可曲折的(氈類)或是有適當(dāng)包含的松散材料，不論是否是均

質(zhì)的或是否各向同性的，可包括切縫、接頭、其他覆皮、金屬元件或外套。試件應(yīng)在其全長內(nèi)

七、建筑用保溫隔熱材料649

尺寸和形狀均勻(試件本身固有的不均勻性如接縫的錯(cuò)位或其他特意布置的不規(guī)則處除

外)。一般試件外形是圓的，與孔徑同心。

6.1預(yù)處理

一般試件應(yīng)在緊接測定之前予以干燥或按產(chǎn)品規(guī)定條件處理至穩(wěn)定狀態(tài)。正常步驟是

在102-120℃的溫度下干燥到恒重，特定的試件例外。

6.2安裝

試件應(yīng)按測定要求固定安裝在測定管上。封粘劑、捆扎帶等的使用應(yīng)考慮到測定要求。

6.3外形尺寸

試件裝配于測定管上后，測量其外形尺寸的平均值，測量誤差小于士0.5%。用一把軟

鋼皮尺測得周長，計(jì)算求得直徑d2-

計(jì)量段全長至少分為四等份，在每一等份的中點(diǎn)測量。每個(gè)防護(hù)段中心也應(yīng)進(jìn)行附加

的測量。

以上測定應(yīng)避開接縫、箍帶等不規(guī)則處。每一測定值與計(jì)量段的平均值之差超過士5%

時(shí)，試件就應(yīng)廢棄。

6.4試件外表面溫度

測定試件外表面平均溫度T:的熱偶，應(yīng)按下述規(guī)定附在絕熱層表面上。

6.4.1傳感器位置

計(jì)量段應(yīng)至少分成四等份，表面熱偶應(yīng)軸向置于每一段的中心。大型裝置要求較大數(shù)

目的熱偶。熱偶測點(diǎn)形成具有整圈數(shù)的螺旋線形，相鄰位置之間角距為450--900，應(yīng)盡可能

離開接頭或其他不規(guī)則物一個(gè)等于試件厚度的距離。如需要，可用外加熱偶記錄該處表面

溫度及位置。

6.4.2固定傳感器

熱偶應(yīng)系牢在試件表面上，從結(jié)點(diǎn)起有一定長度(對(duì)非金屬表面不少于l00mm，金屬表

面不少于lomm)熱偶線與試件表面緊密熱接觸，但不改變鄰近表面的輻射發(fā)射率。對(duì)于表

面溫度不均勻的試件，應(yīng)使用與熱偶結(jié)點(diǎn)系牢的小金屬箔片(約20mmx20mm)。這類金屬

箔片的表面發(fā)射率近似于試件表面的發(fā)射率。

6.4.3高熱導(dǎo)率元件

在高軸向熱導(dǎo)率元件如金屬套和圈上，應(yīng)安裝熱偶測量軸向溫度計(jì)算軸向傳熱。這些

熱偶在元件頂部和底部都應(yīng)安裝，地點(diǎn)應(yīng)在兩側(cè)距隔縫中心約45mm處。

7測定步驟

7.1尺寸測量

測定計(jì)量段長度、試件外周長和其他描述外形或另外要求所需的尺寸。在本方法里常

用的尺寸應(yīng)是在10--35℃的環(huán)境溫度下測得的。若需要在測定溫度下的實(shí)際尺寸，應(yīng)在測

定溫度下直接測量。

7.1.1計(jì)量長度

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定計(jì)量長度為計(jì)量段兩頭隔縫中心線之間的距離。

7.1.2直徑

試件的外徑應(yīng)按6.3條規(guī)定測定。

651，第一部分主要建筑材料的檢測方法標(biāo)準(zhǔn)

7.2測定管溫度

如要在測定管溫度范圍內(nèi)進(jìn)行測定，至少應(yīng)在該溫度范圍上、下限和中值附近做三次測

定。如只需某一個(gè)溫度時(shí)的數(shù)據(jù)，測定可在該溫度下進(jìn)行;或在略高于和略低于所需溫度下

進(jìn)行的測定結(jié)果用內(nèi)插法求得所需值。

7.3防護(hù)平衡

調(diào)節(jié)每個(gè)防護(hù)段的溫度，使測定管表面隔縫的溫差趨近于零，或不使計(jì)量段測得熱流增

加誤差超過士1%。為減少隔縫溫差引起的測定結(jié)果的誤差，可用內(nèi)插法消除或控制隔縫溫

差不超過試件溫差(T。一T2)的10.5%0

7.4測量周期和穩(wěn)定態(tài)

每隔至少半小時(shí)測讀一次，直至連續(xù)三次測得的試件徑向溫差與其平均值偏差小于

1%，并且不顯出單方面趨勢，可以認(rèn)為裝置達(dá)到穩(wěn)態(tài)。

7.4.1所需的數(shù)據(jù)

裝置達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，記錄連續(xù)三個(gè)周期的數(shù)據(jù):

a.測定管計(jì)量段的平均溫度(即管表面溫度)To;

b.計(jì)量段至防護(hù)段的不平衡溫差;

。.試件外表面(即絕熱層外表面)的平均溫度T2;

d.平均環(huán)境氣體溫度T。和氣體速度;

e.計(jì)量加熱器的平均電功率。

7.4.2軸向熱流

7.4.2.1裝置內(nèi)

對(duì)任何內(nèi)加熱管或支撐橋，在計(jì)量段和防護(hù)段之間的隔縫邊界處測量軸向溫度梯度(見

5.2條和7.3條)。

7.4.2.2試件內(nèi)

對(duì)于有高的軸向熱導(dǎo)率元件的試件，按6.4.3規(guī)定的方法確定軸向溫度梯度，估算總軸

向?qū)?。如總軸向熱流超過計(jì)量段熱功率輸人的1%，此測定結(jié)果應(yīng)予以剔除。

8計(jì)算

用7.4.1記錄的數(shù)據(jù)的平均值，按式(1)一式(8)的公式計(jì)算并記錄所需的熱傳遞特性

(見10.1.8)0

9測定的精密度、準(zhǔn)確度

9.1估算

測定的精密度、準(zhǔn)確度與裝置和它的運(yùn)行以及試件特性和所選的測定條件有關(guān)。因而

無法對(duì)所有測定進(jìn)行簡單的定量描述。對(duì)于每一組測定條件，由參與熱傳遞特性計(jì)算的各

項(xiàng)誤差，用誤差理論估算最后結(jié)果的不確定度。

9.2實(shí)驗(yàn)室間的比較

實(shí)驗(yàn)室間比較測定的情況可以估計(jì)本測定方法的精密度。

注:幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室間進(jìn)行的初步比較測定情況表明，用等同試樣在平均溫度為60-250℃范圍內(nèi)，各個(gè)

實(shí)驗(yàn)室對(duì)材料特性的測定值與平均值相比，偏差不超過士4%0

七、建筑用保溫隔熱材料651

10報(bào)告

10.1一般要求

報(bào)告應(yīng)記錄被測試件、取樣法和測定方法，所用的測定裝置和測定結(jié)果。需要時(shí)可作出

試件熱特性對(duì)平均溫度的曲線圖。所有數(shù)字值都應(yīng)表明單位。根據(jù)需要，報(bào)告中可適當(dāng)說

明下列內(nèi)容:

10.1.1試件

試件說明和其他鑒定包括商業(yè)和制造廠名，材料形式，制造日期或來樣日期和來源，公

稱尺寸、形狀和密度。測定前和測定后試件的任何異常都應(yīng)予以說明。

10.1.2尺寸和密度

測得的尺寸和測定前后的密度。如果尺寸不是在環(huán)境溫度下測得的，應(yīng)注明測定時(shí)的

溫度和得到尺寸的方法。

10.1.3安裝

試件固定于測定管的方法，包括所用捆帶或箍的形式、數(shù)目和位置、試件接頭和切縫或

合縫位置、外套或覆皮的形式(如果用了)，所用的任何封粘物的形式、來源及封粘方法，以及

試件與管子是否緊密吻合無間等。

10.1.4預(yù)處理

預(yù)處理或干燥的方法，因預(yù)處理或千燥所致的密度或尺寸的改變。

10.1.5溫度

a.測定管計(jì)量段的平均溫度To;

b.試件外表面的平均溫度T2。對(duì)于不規(guī)則試件，還要說明不規(guī)則處測溫?zé)崤嘉恢煤?/p>

讀數(shù)(見6.4.1)0

10.1.6環(huán)境條件

環(huán)境氣體的種類，平均溫度丁。和強(qiáng)制流動(dòng)時(shí)的風(fēng)速大小和方向、控制外表溫度的方

法，例如用外加絕熱層或溫度控制殼或氈。

10.1.7功率

計(jì)量段平均功率輸人和所用的任何修正。

10.1.8熱傳遞特性

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章里規(guī)定的平均值。

a.線傳熱率TrL和對(duì)應(yīng)溫度T.;