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本文是学习GB-T 32981-2016 墙体材料当量导热系数测定方法. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们

1 范围

本标准规定了墙体材料当量导热系数测定方法的术语和定义、原理、测定装置、试验方法。

本标准适用于构建墙体的非均质材料。

2 术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

2.1

当量导热系数 effective thermal conductivity

在稳定传热状态下,表征1 m 厚非均质材料,两侧表面温差为1 K,
单位时间内通过1 m² 面积传递

的热量,用符号λ。表示,单位为 W/(m ·K)。

2.2

非均质材料 heterogeneous materials

任意组成部分各种物理化学性质不相等的材料。

3 原理

本方法基于稳定传热原理。将填充体(已知材料导热系数)、试件(置于填充体中)安装在冷箱和计
量箱之间,控制冷箱和计量箱的温度保持热传导平衡,在同一工况下,分别测量通过填充体和试件的热

流量,根据温度和功率的变化计算出试件的当量导热系数λ。

4 测定装置

4.1 装置结构

测定装置(见图1)由冷箱、防护热箱、计量箱、试件框、控制与数据采集处理系统5部分组成。试件
安装在计量箱和冷箱之间,试件框与计量箱连接。在冷箱中安装加热装置和制冷机组,以模拟恒定冷室
实验条件。在计量箱外侧放置防护热箱,以减少计量箱温度损失(一般防护箱温度设定值与计量箱温度

设定值相同)。在箱体内布置温度传感器监控测定过程。

GB/T 32981—2016

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说明:

1 — 防护热箱; 6 — 电加热器;

2 ——温度传感器; 7 — 电能表;

3 --试件; 8 — 导流屏;

4 试件框; 9 - 制冷压缩机;

5 ——冷箱; 10——计量箱。

1 墙体材料当量导热系数测定装置结构示意图

4.2 冷箱

4.2.1 冷箱箱内空间以能容纳制冷、加热及气流组织设备为宜。

4.2.2 冷箱外壁应采用不吸湿的保温材料,热阻值不小于3.5 m² ·K/W,
内表面应采用不吸水、耐腐蚀

的材料。

4.2.3 冷箱通过导流屏进行对流,形成沿试件表面自上而下的均匀气流。

4.3 防护热箱

4.3.1
防护热箱应由均质材料组成,要求结构具有良好的密封性能,其热阻值不小于3.5
m² ·K/W。

4.3.2
防护热箱置于计量箱外,将计量箱包裹住,防护热箱内表面与计量箱外表面的距离大于或等于

150 mm。

4.3.3
通过防护箱中的控温系统来平衡计量箱和防护箱的温度变化,从而减少计量箱中的热量损失,
以达到实验稳定状态。

4.4 计量箱

计量箱由保温材料组成,要求结构不产生冷桥且具有良好的密封性能,其热阻不小于3.5
m² ·K/W。

空间应能容纳下加热装置和导流装置。

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4.5 试件框

试件框是安装试件的装置,试件框洞口尺寸为500 mm×500
mm,试件框安装试件最大厚度尺寸

为400 mm。

4.6 控制与数据采集处理系统

4.6.1 冷箱温度控制系统

由冷箱制冷压缩机、冷箱温度平衡电加热器、温度控制仪表、测温热电偶组成。测温热电偶的测量
不确定度不大于0.25 K,
数量至少5只。位于导流屏与试件的间隙中测量点不少于两点,且应水平方向

布置。冷箱温度设定范围在-20℃~ - 10℃之间。

4.6.2 防护热箱温度控制系统

由热箱制冷压缩机、热箱温度平衡电加热器、温度控制仪表、测温热电偶组成。测温热电偶的测量
不确定度不大于0.25 K。
测量点位于计量箱外壁表面,每个壁面不少于一个测量点。防护热箱温度设

定范围在20℃~30℃之间。

4.6.3 计量箱温度控制系统

由电加热器、温度控制仪表、测温热电偶组成。加热功率表精度等级不低于0.5级。测温热电偶的
测量不确定度不大于0.25 K。
测量点位于计量箱内壁表面,每个壁面不少于一个测量点。计量箱温度

的设定值与防护热箱温度设定值一致。

4.6.4 数据采集处理系统

由计算机和数据采集仪表组成,数据采集仪表可以与温度控制仪表共用,也可以单独使用。用于数
据采集的温度传感器不应使用数字温度传感器,宜采用热电偶和铂电阻。控制软件通过曲线反应箱体

内温度变化情况,可实时显示实验过程中各个测点温度值的变化情况。

4.7 环境空间

4.7.1
测定装置应放在装有空调设备的试验室内,试验室空气温度波动不应大于2.0 K。

4.7.2
试验室围护结构应有良好的保温性能和热稳定性,应避免太阳光透过窗户进入室内。

4.7.3
试验室墙体及顶棚内表面应进行绝热处理。热箱外壁与周边壁面之间至少应留有500
mm 的

空间。

5 试验方法

5.1 填充体制备

根据被测试件,制备已知导热系数规格为500 mm×500 mm×d(d
为被测试样传热方向厚度)的

填充体, 一般选用聚苯板。

5.2 试样制备

5.2.1 被测试样长宽尺寸大于500 mm×500 mm 时,按长宽尺寸500 mm×500 mm
切割制备而成。

5.2.2 被测试样长宽尺寸小于500 mm×500 mm
时,则取整块试样进行测定,例如烧结多孔砖、空心砖

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和保温砌块等。

5.2.3 测定装置测定厚度范围为30 mm~400 mm 之间。

5.2.4 所有被测试样需干燥至恒质状态。

5.3 测定方法

5.3.1 测量被测试样长、宽、高尺寸,确定被测试样传热方向厚度 d。
在试样被测面上长度、宽度、高度 方向上距边10 mm
处分别量取两个尺寸,取算术平均值作为测量结果。

5.3.2 根据被测试样厚度 d, 制成500 mm×500 mm×d 填充体。

5.3.3
将填充体安装在试件框上,用密封胶(中性胶)将填充体与试件框四周密封并固定,室温条件下
养护24 h。

5.3.4 启动检测装置,设定冷、热箱温度,将热箱设定为25℃,冷箱设定为一
15℃,监控各控温点温度
变化,使冷箱、热箱温度维持稳定。逐时测量得到热箱和冷箱的空气平均温度每小时变化的绝对值分别
不大于0 . 1 K 和0 . 3 K, 则表示传热过程已达到稳定过程。

5.3.5 传热过程稳定后,每30 min 测定 一 次通过填充体的热流量 Q,
共测6次,将6次取得的数值取

平均值。

5.3.6
将被测试样密封镶嵌于填充体中心部位,试样厚度方向与填充体厚度方向一致,用密封胶(中性
胶)将试样与填充体四周密封并固定,室温条件下养护24 h。

5.3.7 启动检测装置,设定冷、热箱温度,将热箱设定为25℃,冷箱设定为-
15℃,监控各控温点温度
变化,使冷箱、热箱温度维持稳定。逐时测量得到热箱和冷箱的空气平均温度每小时变化的绝对值分别
不大于0 . 1 K 和0 . 3 K, 则表示传热过程已达到稳定过程。

5.3.8 传热过程稳定后,每30 min 采集 一 次通过填充体和试样的热流量Qs,
共 采 集 6 次 。

5.4 计算方法

5.4.1 采集所得到的参数 Q 、Qs 取6次采集数据算术平均值。

5.4.2 试样当量导热系数按如下式计算:

式 中 :

Q₂=Qs-Qr

Q=Q₁+Q₂

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(1)

(2)

(3)

λ。 —— 试样当量导热系数,单位为瓦每米开尔文[W/(m ·K)];

Q—— 总热流量,单位为瓦(W);

Q₁—— 穿过与试样同等面积填充体的热流量,单位为瓦(W);

Q₂— 试件安装于填充体前后的热流量之差,单位为瓦(W);

Q 穿过填充体的热流量,单位为瓦(W);

Qs—— 穿过试样和填充体的热流量,单位为瓦(W);

T₂— 计量箱平均温度,单位为摄氏度(℃);

T₁—- 冷箱平均温度,单位为摄氏度(℃);

S — 被测试件面积,单位为平方米(m²);

d — 被测试件的厚度,单位为米(m);

k — 修正系数(见表1)。

GB/T 32981—2016

1 修正系数

试样面积S/m²

≤0.01

≤0.04

≤0.09

≤0.16

修正系数k

0.87

0.92

1.03

1.07

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