保溫材料性能檢測試驗方案

1、墻體保溫性能檢測試驗方案背景資料:近幾年我國建筑行業(yè)高速發(fā)展的同時，也伴隨著能源的大量浪費。因而，針對高能耗建筑，減少其能源的消耗勢在必行。相對于建筑系統(tǒng)的節(jié)能，建筑本體的節(jié)能更受到人們的關(guān)注。諸如針對圍護結(jié)構(gòu)的墻體保溫、門窗節(jié)能以及屋面保溫節(jié)能，已有很多的研究。而要實現(xiàn)建筑物本體節(jié)能，就離不開建筑保溫材料及其構(gòu)件。為指導(dǎo)建筑節(jié)能設(shè)計，提供確切可靠的建筑材料熱物理性能數(shù)據(jù)（如比熱阻、傳熱系數(shù)等），確保最終建筑體的節(jié)能可靠性，有必要對建筑材料及其構(gòu)件進行非常準確的節(jié)能檢測。防護熱箱法是對非透明圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的測定，如垂直試件（自保溫砌墻）、水平試件（屋面板、樓板）、建筑保溫材料等。實驗室測量參

2、照的主要標準：GB/T13475GB/T1347520082008絕熱穩(wěn)態(tài)傳熱性質(zhì)的測定標定和防護熱箱法。實驗?zāi)康模? 1 .學習墻體保溫性能檢測裝置的實驗原理，熟悉實驗裝置的使用情況；2 2 .對墻體砌塊進行熱工參數(shù)的檢測實驗，學會對實驗數(shù)據(jù)的整理；3 3 .培養(yǎng)科學的實驗研究方法， 加深對專業(yè)知識的理解， 學會獨立分析和解決一些工程技術(shù)問題的能力。設(shè)計思想：熱箱法是基于一維穩(wěn)態(tài)傳熱的原理，在試件兩側(cè)的箱體（熱箱和冷箱）內(nèi)，分別建立所需的溫度、風速和輻射條件，達到穩(wěn)定狀態(tài)后，測量空氣溫度、試件和箱體內(nèi)壁的表面溫度及輸入到計量箱的功率，從而計算出試件的熱傳遞性質(zhì)一一傳熱系數(shù)。因為要檢測通過被測

3、對象的熱量，因此要把傳向別處的熱量進行剔除，這樣根據(jù)處理方式的不同又分為標定熱箱法和防護熱箱法。本實驗室采用的是防護熱箱法實驗裝置，具結(jié)構(gòu)如圖 1 1 所示。圖 1:1:防護熱箱裝置結(jié)構(gòu)圖（具體尺寸依現(xiàn)場裝置而定）1 1-防護箱微調(diào)加熱器 2-2-試驗墻體 3-3-支撐件 4-4-導(dǎo)流板（無）5 5-熱箱微調(diào)加熱器6 6-分體式變頻空調(diào)器 7 7-冷箱加熱送風器（無）基于一維穩(wěn)定傳熱原理，模擬夏季圍護結(jié)構(gòu)件的傳熱，將構(gòu)件置于裝置為兩個不同溫度箱體之間，在這兩個箱體內(nèi)分別建立夏季室內(nèi)外氣象條件而進行測試。熱箱模擬夏季室外空氣溫度、風速、輻射條件；冷箱模擬夏季室內(nèi)空調(diào)房問空氣溫度、風速。經(jīng)過若干小

4、時的運行，整個裝置均達到穩(wěn)定狀態(tài)。形成穩(wěn)定溫度場、速度場后，測量試件兩側(cè)的空氣溫度，表面流速，表面防護箱溫度：以及輸入熱箱的風扇電量和電加熱器耗電量，就可以算出試件傳熱系數(shù) K,K,從而判別該試件熱工性能優(yōu)劣。具體計算方法如下：根據(jù)熱平衡原理，有Qp=Q1+Q2+Q3。QpQp 為輸入到計量箱的總功率，Q1Q1為流過被測試件的熱量，Q3Q3 為流過計量箱壁的熱量，Q2Q2 為試件內(nèi)不平衡熱流量通過控制防護箱的環(huán)境溫度，即控制其溫度與計量箱內(nèi)的環(huán)境溫度基本相等，從而使 Q2Q2 和 Q3Q3 減至最小，甚至為零。此時，有 Qp=Q1oQp=Q1o測試墻體構(gòu)件傳熱系數(shù) K=K=Q Q(w/m2*k

5、)(w/m2*k)A(Tn1-Tn2)Tn1-Tn1-試件熱測的環(huán)境溫度Tn2-Tn2-試件冷側(cè)的環(huán)境溫度A-A-垂直于熱流的計量面積(m2)m2)Q-Q-試墻表面與熱環(huán)境交換的總熱流量(w)w)試件兩側(cè)任一側(cè)面的熱平衡方程可寫成Q一=Ehr(Tr-Ts)+hc(Ta-Ts),ATr-Tr-導(dǎo)流板的平均輻射溫度Ta-Ta-導(dǎo)流腔內(nèi)流動空氣溫度Ts-Ts-試件表面溫度，e-e-輻射率hrhr輻射換熱系數(shù)(w/m2*k)w/m2*k)hG-hG-對流換熱系數(shù)(w/m2*k)w/m2*k)Q1_、=(Tn-Ts)ARsTnTnTaTa 和 TrTr 的力口權(quán)平土勻值，RsRs 為表面比熱阻(m2*k

6、/wm2*k/w) )hrhcTnTrTahrhchrhc1Rs=hrhc111一二一1 二二 1;2hr=4；=Tr38 81 1一導(dǎo)流板表面輻射率，取 0.978 82 2一石墻表面輻射率，取 0.9實際情況下，Q2Q2、Q3Q3 并不為零。因此對試件檢測前需進行標定。標定時冷箱和計量熱箱的溫度設(shè)定應(yīng)根據(jù)實際使用情況確定，冷箱溫度應(yīng)與實際使用時一致；對于防護熱箱法，計量熱箱溫度設(shè)定為第一種工況比防護熱箱溫度低 3 35 5C C、第二種工況比防護熱箱溫度高 3 35 5C,C,而防護熱箱的溫度始終保持與實際使用時一致。實驗裝置：該檢測裝置集現(xiàn)代計算機技術(shù)、測試技術(shù)、傳感技術(shù)及自動化技術(shù)于一

7、身，根據(jù)GB/T13475-92GB/T13475-92 標準用于建筑墻體（自保溫砌塊）或板狀建筑節(jié)能材料及產(chǎn)品的傳熱性能參數(shù)的測定。主要由冷室（固定）、移動熱室、移動試件框、壓縮機組（為冷室提供冷量）、電加熱系統(tǒng)及計算機監(jiān)控系統(tǒng)幾部分組成。各部分功能構(gòu)造如下：熱室：熱室采用萬向腳輪機構(gòu)，可向任意方向移動，便于墻體的安裝、拆卸。整個空間分成防護箱和計量箱倆部分。計量箱的功能是在試件的熱測模擬， 維護夏季室外熱環(huán)境。 計量箱置于防護箱內(nèi)，由 8 8 個電加熱器（每個 275W275W）提供所需要的熱量，通過控制計量檢測裝置的計量箱電壓、電流來改變燈泡的亮度，從而控制計量箱的溫度。計量箱內(nèi)應(yīng)設(shè)置導(dǎo)

8、流板，目的是將加熱器產(chǎn)生的熱量通過導(dǎo)流板的導(dǎo)流作用后使得計量箱內(nèi)形成一個均勻的溫度場，使加熱器所產(chǎn)生的熱量能較為均勻地從被測試件的整個表面進行傳遞，計量熱箱內(nèi)外壁的溫度差宜不大于 0.5C0.5C。如果沒有導(dǎo)流板，會導(dǎo)致靠近加熱器附近的被測試件兩表面溫差過大，導(dǎo)致傳熱量比其他地方大、整個被測試件傳熱不均勻，造成測量準確度的下降，這種現(xiàn)象在測試低熱阻試件時會更加明顯。防護箱的功能是在計量箱周圍建立適當?shù)目諝鉁囟群捅砻鎿Q熱系數(shù)，使計量箱的五個壁面與周圍環(huán)境的熱交換量盡量接近于零，從而使計量箱內(nèi)發(fā)熱量幾乎全部由試件表面?zhèn)鞒?，以提高裝置的測量精度。另外，防護箱內(nèi)安裝電熱器及風扇等設(shè)備的目的是使防護箱內(nèi)

9、空腔形成一個均勻穩(wěn)定的溫度場，該溫度場內(nèi)各點溫度與計量箱內(nèi)溫度場溫度盡可能保持一致。冷室：冷室為固定式結(jié)構(gòu)，其溫度由分體式變頻空調(diào)器進行調(diào)節(jié)。空調(diào)器的壓縮機安裝于室外，降低室內(nèi)噪聲的同時也延長了壓縮機的使用壽命。冷箱的功能是在試件另一側(cè)形成一個溫度比計量箱低的穩(wěn)定均勻溫度場，以便測試過程中在試件兩側(cè)形成恒定的溫差。試件框：試件框的主要作用是用于安放測試試件，本實驗室的試件框基本尺寸為1200mm*1200mm1200mm*1200mm（寬*高）。計算機監(jiān)控系統(tǒng)：主要由計量檢測裝置、數(shù)顯調(diào)節(jié)儀、和軟件部分。計量檢測裝置可以控制絕熱室的溫度、計量箱的電壓電流以及溫度。數(shù)顯調(diào)節(jié)儀的主要作用是控制冷室

10、的溫度。軟件部分是通過電腦反映整個測試過程的一些數(shù)據(jù)變化及記錄所要測量的結(jié)果。實驗內(nèi)容：1檢測前期工作根據(jù)試件的檢查和分析，應(yīng)初步估計出試件熱工性能的可能范圍值，并評價可能獲得的準確度。1.11.1 檢測設(shè)備標定墻體保溫檢測設(shè)備在投入使用前應(yīng)進行計量箱壁的標定。標準試件采用長期存放的 EPSEPS 或 XPSXPS 板，厚度可以是 5050100mm100mm。標準試件可重復(fù)多次使用，但應(yīng)小心保存，避免受潮、陽光照射。標定時冷箱和計量熱箱的溫度設(shè)定應(yīng)根據(jù)實際使用情況確定，冷箱溫度應(yīng)與實際使用時一致；計量熱箱溫度設(shè)定為第一種工況比防護熱箱溫度低5 5C C、第二種工況比防護熱箱溫度高 3 35

11、5C,C,而防護熱箱的溫度始終保持與實際使用時一致。1.21.2 檢測前樣品處理墻體在砌筑過程中要進行潤濕處理，含水率較高。加上墻體倆側(cè)的砂漿面板、防水層等，短期內(nèi)水分不易蒸發(fā)。因此必須要對墻體的含水率進行人工調(diào)節(jié)，控制墻體的含水率在 5%5%以下，盡量將被測試的墻體在干燥狀態(tài)下進行，使檢測結(jié)果更加接近理論計算值，各個檢測機構(gòu)的檢測結(jié)果趨于接近。1.31.3 參數(shù)控制熱室最高溫度：3030C C 熱室溫度控制精度：0.1C0.1C冷室最低溫度：-10C-10C 冷室溫度控制精度：0.2C0.2C冷熱箱內(nèi)空氣溫度均勻，縱向梯度不超過0.5C0.5C制冷機組功率：2.2KW2.2KW 電暖器功率：

12、500W500W傳感器精度：0.06250.0625 溫差范圍：25c25c50c50c計量熱箱的空氣流速可采用自然對流形式，冷箱空氣流速宜控制距離試件冷表面 50mmt50mmt 的平均風速為 3.0m/s3.0m/s。（允許）2.實驗準備試件安裝安裝前檢查試件倆側(cè)是否有連通的空氣孔，如有應(yīng)充分填埋。熱箱側(cè)的試件表面應(yīng)平整，保證鼻錐帶與試件框表面充分接觸，隔絕計量箱內(nèi)外側(cè)的空氣流。試件表面溫度傳感器布置本實驗室檢測裝置試件冷熱側(cè)各有 5 5 個熱電偶，建議每側(cè)面的測點分布為四角各一個中間一個，且冷熱面對稱分布。需要注意的是，熱電偶端應(yīng)用硅膠粘合，增強冷側(cè)面表溫度的準確值。同時應(yīng)注意避免溫度測

13、點過多地布置于熱橋處。同時應(yīng)測量所有與試件進行輻射換熱表面的溫度，以便計算平均輻射溫度。測量時間控制不同墻體、砌塊達到穩(wěn)態(tài)傳熱的時間是不同的，判斷一個墻體的傳熱是否會達到平衡狀態(tài)，應(yīng)至少在兩個 2h2h 的測量周期內(nèi)（1212 次的數(shù)據(jù)采集結(jié)果）其熱功率、溫度差、傳熱系數(shù)計算值的偏差值小于 1%,1%,且不是單方向變化，說明傳熱已經(jīng)趨于穩(wěn)定狀態(tài)。注意的問題a,a,計量面積應(yīng)足夠大，b.b.熱源應(yīng)用絕熱反射罩屏蔽使得輻射到計量箱壁和試件上的輻射熱量減至最小。c.c.實驗允許的話，可以在冷熱側(cè)均設(shè)置導(dǎo)流屏。導(dǎo)流屏應(yīng)與計量箱內(nèi)面同寬，上下端有空隙以便空氣循環(huán)。導(dǎo)流屏在垂直其表面方向上可以移動，以調(diào)節(jié)

14、平行于試件表面的空氣速度。導(dǎo)流屏表面的輻射率亦應(yīng)大于 0,80,8。d,d,防護箱內(nèi)環(huán)境的不均勻性引起不平衡誤差應(yīng)小于 i0.i0.5%5%。為避免防護箱中的空氣停滯不動，通常需要安裝循環(huán)風扇。e e 試件表面如果不平整，可用砂漿、嵌縫材料或其他適當?shù)牟牧蠈⑼嬃肯渲苓吤芊饨佑|的面積填平。實驗結(jié)果：略結(jié)果評價：.試驗結(jié)果應(yīng)同初步估計值進行比較。 按本標準進行測試其準確度應(yīng)在 i5%i5%之內(nèi)。存在明顯差異時.應(yīng)仔細檢查試件，找出它與技術(shù)要求的差異，然后根據(jù)檢查結(jié)果重新評價。.實驗結(jié)果如果與標準值偏差較大，可能原因：a.a.檢測儀器本身的精度問題；無法去改變。b,b,測量過程中的操作問題；仔細分析過程中出現(xiàn)的問題，及時改正。c,c,填充材料的本身的密度等熱工參數(shù)隨外界環(huán)境不斷變化；d,d,計算過程過于簡單或各類的誤差3 3,防護熱箱法的誤差：3.13.1 溫度測量測量溫度的代表性（溫度傳感器的位置）；電偶（或溫度傳感器）的標定；電偶參考接點的準確度；電偶連接和補償導(dǎo)線；度傳感器輸出的測量準確度（數(shù)字電壓表或數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)）；均溫度的計算。表面換熱系數(shù)a.a.空氣溫度的確定；b.b.對流和輻射傳熱復(fù)合效應(yīng)；c.c.沿計量箱邊緣的溫度不均勻性；