關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能保溫材料；導(dǎo)熱系數(shù)；防護(hù)熱板法；參比板

建筑節(jié)能是我國(guó)節(jié)能工作中一個(gè)非常重要的方面。建筑新技術(shù)、新材料的推廣、應(yīng)用對(duì)建筑節(jié)能的推動(dòng)至關(guān)重要。為此，廣東省在2011年7月1號(hào)頒布《廣東省民用建筑節(jié)能條例》，以此推動(dòng)建筑節(jié)能工作的進(jìn)程。條例將建筑節(jié)能列為建設(shè)工程竣工驗(yàn)收的一項(xiàng)重要內(nèi)容，表彰獎(jiǎng)勵(lì)在建筑節(jié)能新技術(shù)、新材料和新產(chǎn)品的研發(fā)、推廣、應(yīng)用。 

1、建筑節(jié)能保溫材料的應(yīng)用

    在建筑工程中，用于控制室內(nèi)熱量外流的材料稱為保溫材料，防止室外熱量進(jìn)入的材料稱為隔熱材料，兩種材料均利于節(jié)能，并廣泛用于墻體及屋面工程。常用的墻體及圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能保溫材料主要有蒸壓加氣混凝土砌塊、蒸壓泡沫混凝土砌塊、建筑保溫砂漿、膠粉聚苯顆粒外墻保溫系統(tǒng)等，絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料(xps)及絕熱用硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料主要用于屋面節(jié)能工程。導(dǎo)熱系數(shù)是節(jié)能保溫材料主要的技術(shù)指標(biāo)，工程中使用的材料應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。表1為常用建筑節(jié)能保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)的技術(shù)指標(biāo)。

材料

名稱 蒸壓加氣混

凝土砌塊 蒸壓泡沫混凝土砌塊 建筑保溫

砂漿 膠粉聚苯顆粒外墻保溫系統(tǒng) 絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料(xps) 絕熱用硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料(ⅰ類)

b07 b08 b11 b12 ⅰ ⅱ

導(dǎo)熱系數(shù)w/m.k ≤

0.18 ≤

0.20 ≤

0.48 ≤

0.65 ≤

0.085 ≤

0.070 ≤

0.060 ≤

0.030 ≤

0.026

平均溫度 ℃

25

25

25

25

25

25

25

25

23

2、防護(hù)熱板法裝置的原理及防護(hù)熱板法的應(yīng)用

    為測(cè)定材料的導(dǎo)熱系數(shù)采用防護(hù)熱板法，采用的儀器設(shè)備為sk-dr300r型平板導(dǎo)熱儀，該設(shè)備為雙試件式，測(cè)試過(guò)程中只需測(cè)量尺寸、溫度和電功率。

1）設(shè)備原理

在穩(wěn)態(tài)條件下，在只有平行表面的均勻板狀試件內(nèi)，建立類似于以兩個(gè)平行的溫度均勻的平面為界的無(wú)限大平板中的一維均勻熱流密度。

2）測(cè)試對(duì)試件的要求

    試件厚度應(yīng)是實(shí)際使用的厚度或大于能給出被測(cè)材料熱性質(zhì)最小厚度，試件的最小厚度受接觸熱阻的限制，厚度過(guò)小將導(dǎo)致試件與熱板、冷板的熱阻分布不均。試件的最大厚度受平板導(dǎo)熱儀的限制。經(jīng)評(píng)估試件厚度合適的范圍為20～45mm。試件的邊長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)尺寸為30cm，邊長(zhǎng)小于30cm的試件可能不代表整個(gè)材料的性質(zhì)。由于該平板導(dǎo)熱儀為雙試件式，要求試件厚度和結(jié)構(gòu)均勻一致、表面平整、平行度好。試件的含濕量也會(huì)影響其傳熱性質(zhì)，試件必需放置干燥器或通風(fēng)的烘箱里并調(diào)節(jié)到恒定的質(zhì)量。

3）測(cè)試平均溫度及溫差對(duì)結(jié)果的影響

    采用防護(hù)熱板法，測(cè)試平均溫度接近室溫時(shí)，測(cè)量傳熱性質(zhì)的準(zhǔn)確度較高，通常能達(dá)到±2％，根據(jù)此特性，常用建筑節(jié)能保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)的技術(shù)指標(biāo)所給出的平均溫度為接近室溫的溫度。在給定的平均溫度下，以不同的溫差測(cè)量導(dǎo)熱系數(shù)其結(jié)果應(yīng)與溫差無(wú)關(guān)。在實(shí)際測(cè)量中，由于熱阻或熱導(dǎo)率經(jīng)常是試件兩側(cè)的函數(shù)，所有傳熱過(guò)程的程度與兩側(cè)的溫差有關(guān)，使用典型的溫度差在一定溫差范圍內(nèi)測(cè)定是合理的，為使溫差的測(cè)量誤差最小，溫差最小為10-20k。

4）電功率對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響

    輸入功率的變化引起熱板表面溫度波動(dòng)或變化，在相同的測(cè)試條件下，設(shè)備電功率越大，電流系數(shù)越大，試件所測(cè)得導(dǎo)熱系數(shù)越高，調(diào)節(jié)并維持合適的輸入功率，才能保持測(cè)試系統(tǒng)的準(zhǔn)確度和重復(fù)性。

3、參比板標(biāo)定及綜合性能檢查

    新的防護(hù)熱板裝置，必須進(jìn)行各項(xiàng)校核后才能投入正常使用。由于計(jì)量部門在校準(zhǔn)時(shí)僅局限于校準(zhǔn)裝置冷板、熱板溫度，并不能完全反映整個(gè)系統(tǒng)測(cè)試水平，同時(shí)由于存在系統(tǒng)誤差，為了保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度和重復(fù)性，至少應(yīng)對(duì)曾在國(guó)家認(rèn)可的實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定過(guò)熱性質(zhì)穩(wěn)定的材料進(jìn)行測(cè)定。絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)參比板是國(guó)家發(fā)行的標(biāo)準(zhǔn)樣品，專用于標(biāo)定防護(hù)熱板裝置，該樣品材料為特種工藝中堿玻璃，導(dǎo)熱系數(shù)與溫度的方程式：

λt＝－2.2184×10－3＋1.1869×10－4×t

 (t—試件平均溫度 k；λt—導(dǎo)熱系數(shù)w/m.k)

    根據(jù)防護(hù)熱板法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行測(cè)定，表2為參比板在兩個(gè)典型的平均溫度下導(dǎo)熱系數(shù)。

  平均溫度 ℃ 23 23 25 25

  測(cè)試溫差 ℃ 22 22 20 20

冷板溫度 ℃ 12 12 15 15

熱板溫度 ℃ 34 34 35 35

實(shí)測(cè)參比板導(dǎo)熱系數(shù)w/m.k 0.0324 0.0323 0.0335 0.0328

參比板導(dǎo)熱系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值w/m.k 0.03291 0.03291 0.03315 0.03315

與標(biāo)準(zhǔn)值相比的相對(duì)誤差％ 1.55 1.85 1.06 1.06

電流系數(shù) 6.474

表2中兩個(gè)典型的平均溫度是根據(jù)常用建筑節(jié)能保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)技術(shù)指標(biāo)所給出的平均溫度值，根據(jù)防護(hù)熱板裝置的特性確定冷板溫度、熱板溫度及測(cè)試溫差，通過(guò)多次對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)定，該防護(hù)熱板裝置電流系數(shù)設(shè)定為6.474時(shí)，其實(shí)測(cè)參比板導(dǎo)熱系數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)值相比的相對(duì)誤差較小。防護(hù)熱板裝置經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)樣品各項(xiàng)校核、成功比對(duì)后，在測(cè)定其它保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)時(shí)，也能保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度。

4、結(jié) 語(yǔ)

    近年來(lái)，各級(jí)主管部門越來(lái)越重視建筑節(jié)能工作，建筑節(jié)能材料在建筑工程中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，同時(shí)由于建筑節(jié)能材料產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，監(jiān)督檢測(cè)部門也加大監(jiān)督檢測(cè)的力度，對(duì)節(jié)能材料產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行有效的監(jiān)控。防護(hù)熱板法目前是測(cè)定絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)最主要的檢測(cè)方法，防護(hù)熱板裝置經(jīng)過(guò)綜合性能檢查及標(biāo)定、校核后，其測(cè)試結(jié)果有效、準(zhǔn)確。隨著建筑節(jié)能新技術(shù)、新材料和新產(chǎn)品的研發(fā)、推廣、應(yīng)用，結(jié)合建筑節(jié)能檢測(cè)的實(shí)際情況，分析研究具有可操作性和普遍適用性的檢測(cè)方法，使該項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)得到更好的應(yīng)用和發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

［1］絕熱材料穩(wěn)態(tài)熱阻及有關(guān)特性的測(cè)定  防護(hù)熱板法  gb/t10294-2008.

［2］廣東省建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 dbj15-65-2009.

［3］絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)參比板   gsb q30002-1997.

作者簡(jiǎn)介:王冀（1969-）男，湖南祁陽(yáng)人，建材檢測(cè)工程師，現(xiàn)長(zhǎng)期從事建筑材料的檢測(cè)及研究工作。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)用pdf形式查看。