传热系数检测方法之热箱法
建筑围护结构传热系数现场检测方法
建筑围护结构传热系数现场检测方法研究总结。
1. 引言随着能源和环境形势日益严峻，建筑节能将是我国的一项长期国策。
传热系数是建筑热工节能设计中的重要参数。
建筑构件（如门、窗等）的传热系数，可在实验室条件下对其进行测试。
而建筑围护结构是在建造过程中形成的，其传热系数需要现场检测才能确定。
通过检测建筑的实际传热性能，来判定建筑保温隔热系统的产品、技术是否符合节能设计要求，以此来鉴定新系统的产品、技术的优缺点等，同时对分析建筑物实际运行中的能耗状况和施工过程的偏差也起着非常重要的作用。
本文对传热系数现场检测方法进行综述，注重对热流计法研究总结。
2. 围护结构传热系数现场检测方法目前对围护结构的传热系数现场检测的方法主要有四种，即热流计法、热箱法、控温箱热流计法和常功率平面热源法。
2.1热流计法。
（1）热流计法原理[1]。
热流计法是利用温差和热流量之间的对应关系进行传热系数的测定。
通常的做法是用热流计、热电偶在现场检测出被测围护结构的热流密度以及内、外表面温度，通过数据处理计算得出建筑物围护结构各部分的传热系数（如图1）。
计算公式如下：（2）热流计法特点。
热流计法的核心是测量通过被测对象的热流，并假定传热为一维。
否则，热流有分量，计算出的被测物的热阻偏小，传热系数就偏大。
该方法是国家检测标准首选的方法，在国际上也是公认的方法，但是这种方法用在现场测试有严重的局限性。
因为使用该方法的前提条件是必须在采暖期才能进行测试，我国的现实情况是有些地区基本不采暖、采暖地区的有些工程又在非采暖期竣工等，这样就限制了它的使用。
在计算时所用到的内外墙表面换热系数受环境（温度、风速、辐射等）的影响显著。
如文献[2]对实验用房进行了不同风速的情况下，外墙表面换热系数A 的研究，结果表明外环境（风速）对外墙表面换热系数的影响很大（如表1）。
文献[3][4]就其它环境（如雨水和太阳辐射等）条件对围护结构传热系数的影响也作了研究和分析，结果表明也有较大的影响。
50厚岩棉板传热系数
50厚岩棉板传热系数1. 引言随着建筑工业化的发展，保温材料在建筑行业中扮演着越来越重要的角色。
岩棉板作为一种常见的保温材料，具有优异的隔热性能和防火性能，被广泛应用于建筑墙体、屋顶、地板等部位。
而岩棉板的传热系数是评价其保温性能的重要指标之一。
本文将针对50厚岩棉板的传热系数进行详细介绍和分析。
2. 传热系数的定义传热系数（thermal transmittance coefficient），简称U值，是衡量材料导热性能的指标。
它表示单位时间内单位面积上单位温度差下通过材料传递的热量。
传热系数越小，说明材料具有较好的隔热性能。
3. 50厚岩棉板50厚岩棉板是一种以天然玄武岩为主要原料制成的保温材料。
它通过高温融化玄武岩并加入适量结合剂后制成纤维状，再经过成型、固化等工艺加工而成。
50厚岩棉板具有密度均匀、导热系数低、耐高温、吸声降噪等特点，被广泛应用于建筑保温领域。
4. 传热机制50厚岩棉板的传热机制主要包括导热传导和辐射传热两种方式。
4.1 导热传导导热传导是指热量通过物质内部分子间的碰撞和能量的传递而进行的。
50厚岩棉板由于其纤维结构的特殊性，纤维之间存在大量的空隙，这些空隙可以阻碍热量的传递，从而降低了材料的导热性能。
4.2 辐射传热辐射传热是指物体通过发射和吸收电磁波来进行能量交换。
50厚岩棉板表面通常涂有一层辐射反射层，可以有效地减少辐射传热。
这种反射层能够将大部分来自外界的辐射能反射回去，减少了热量的吸收和传递。
5. 传热系数的测试方法为了准确地评估50厚岩棉板的传热性能，需要采用标准化的测试方法进行测定。
常用的测试方法包括热流计法和热箱法。
5.1 热流计法热流计法是一种直接测量材料导热系数的方法。
通过在材料上施加一定温度差，测量通过样品传递的热量，从而计算出材料的导热系数。
这种方法具有操作简单、结果准确等优点，被广泛应用于建筑保温材料的导热系数测试。
5.2 热箱法热箱法是一种间接测量材料导热系数的方法。
建筑墙体传热系数实验室检测技术解析
保证箱体材料的热阻值可以在3.5m2·K/W或大于3.5m2·K/W，夹 芯板的厚度应在150mm以上，并设置好热量导流板，保证热量 的均匀有效传递，选择带有合适感温元件的检测设备。如感温 元件为半导体温度传感器的检测设备，其精度更高，具有较强 的抗干扰能力和稳定性，应用效果相较于其他感温元件更好。 此外，处理好控制软件和控制仪表，提升设备可操作性，需 要拥有如下功能：①人机对话功能，自动控制实验过程；②异 常现象提示功能，帮助检测人员及时处理实验问题；③控温功 能，可以在4小时之内将热箱和冷箱的温度控制成检测所需的温 度；④采集信息、显示信息的功能，将检测过程进行图表化展 示。此外，需要对检测设备进行标定处理，设定标定工况并验 证标定结果，在此环节中需要采用已经经过长久存放的XPS板 来充当标准样品，进行热导率等数据的测试，保证检测设备满 足墙体传热系数的检测要求。
引言
为了实现社会可持续发展，在建筑领域方面，国家制定了 绿色建筑、节能建筑的一系列政策。对建筑墙体的检测，主要 是通过其传热系数分析墙体的保温性能，进而明确其在节能方 面起到的作用，帮助建筑工程选择节能效果更好的墙体，推动 建筑行业走向“绿色”、“节能”。
1 检测原理和实验室建设 第一，受我国检测设备性能的影响，其在运行过程中需要
3 检测样品控制 检测墙体样品控制的重点就是对检测结果有严重影响的墙
体含水率，相关实验数据表明，在墙体材料、检测条件既定的 情况下，26%含水率检测得出的传热系数为1.92W/（m2·K）， 15%含水率的检测结果为1.54W/（m2·K），4%含水率的检测结 果为1.12W/（m2·K），也就是说，以理论数值为依据，墙体具 有越大的含水率其检测结果的偏差值就越大，可见控制其含水 率的必要性。对此，受当前自然、技术、材料等各方面因素的 影响，检测人员需要采用人工调节技术控制墙体含水率，建立 热室，将已经经过7天养护处理墙体放置在其中，结合具体的墙 体材料，调整热室内温度，有效蒸发其水分，直至墙体含水量 可以降至5%以下，则可以结束这项工作。
保温板材的传热系数
保温板材的传热系数保温板材作为建筑材料中的一种重要类型，其传热系数是评价其保温性能的重要指标之一。
本文将从定义、测定方法和影响因素三个方面来探讨保温板材的传热系数。
一、定义传热系数是指单位时间内，单位面积上的热传导热量通过单位温度差时所需要的时间。
单位为(W/（m·K))。
传热系数越小，说明材料的保温性能越好。
二、测定方法1. 热盒法：热盒法是用于测定材料的热传导系数的一种常用方法。
该方法通过在两个端面温度不同的热盒中放置被测材料，利用测量端面温度差和热流量来计算热传导系数。
2. 直线热源法：直线热源法是通过将热源置于保温板上一直线状，测量两端温度差和热流量来计算传热系数。
该方法适用于热传导系数较大的材料。
3. 夹胶法：夹胶法是将被测材料夹入两块金属板之间，利用热流量和温度差来计算传热系数。
该方法适用于热传导系数较小的材料。
三、影响因素1. 材料的导热性：材料的导热性直接影响着传热系数的大小。
常见的保温板材如聚苯板、聚氨酯板等导热性较小，传热系数相对较低。
2. 厚度：保温板材的厚度也是影响传热系数的因素之一。
一般情况下，保温板材越厚，传热系数就越小，保温性能越好。
3. 密度：保温板材的密度对传热系数有一定的影响。
一般来说，密度越大，传热系数越小，保温性能越好。
4. 湿度：保温板材在一定湿度条件下，其热传导系数会发生变化。
湿度越大，保温板材的传热系数会增大，保温性能会受到一定的影响。
综上所述，保温板材的传热系数是评判其保温性能的重要指标之一。
通过合适的测定方法可以准确地得出传热系数的数值，并根据影响因素来调整材料的保温性能。
在实际应用中，我们应选择合适的保温板材，确保建筑物的保温工作能够得到有效的实施。
传热系数检测
内采暖条件下，该部位内表面温度比主体部位低；在室内空调降温条件下， 该部位内表面温度又比主体部位高。
热工缺陷：当围护结构中保温材料缺失、分布不均、受潮或其中混入
灰浆时或当围护结构存在空气渗透的部位时，则称该围护结构在此部位存在 热工缺陷
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本次培训老师简介
北京市建设工程质量第六检测所有限公司
段恺：教授级高级工程师
赵宗显：注册设备工程师，王志勇：高级工程师
：采暖空调和通风系统现场检测
任静：工程师
风机盘管和散热器检测
目的：在现场节能检测的理论和实际操作
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围护结构传热系数检测
标准 编号
JGJ/T132-2009
宜在受检围护结构施工完 成至少12个月后进行。
检测时间宜选在最冷月， 且应避开气温剧烈变化的 天气
采暖期时，应在采暖系统 正常运行后进行；其他季
检 节可采取人工加热或制冷 测 的方式建立室内外温差， 条 检测期间室内温度应保持 件 稳定。
高温侧与低温侧表面温差 不低于10℃且检测过程中 任意时刻均不得等于或低 于低温侧表面温度；当传 热系数小于1W/（m2∙K） 时，高温侧表面温度宜高 于低温侧10/U℃。
三、检测设备
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标准 JGJ/T132-2009 名称
DB11/T555-2008 JGJ/T177-2009
GB/T23483-2009
热 热流和温度应采 热流和温度应采 同JGJ/T132-
流 用自动检测仪检 用自动化数据记 2009
计 测，数据存储方 录仪表，数据存
热箱-热流计法用于围护结构传热系数现场检测
测 标 准》， 并于 ２ ０ １ ０年 ７月 １实 施 。 目前 围护 结 构 传 热 系数 现场 检测 方法 包 括热 流计 法 、 热箱 法 ， 但 这 两 种方 法存 在 一 定 局 限 性 。 因此 ， 研 制 一 种 不 受 环 境 条件 限制 ， 且 检 测 时 间 短 的 检测 方 法 具 有 现 实 意
设 置 采暖 系统 的地 区 ， 冬 季 检 测 应 在 采 暖 系统 正 常 运行后 进 行 ； 对 未设 置采 暖 系统 的地 区 ， 应在 人 为适
２ 热 箱 一热 流 计 法 及检 测 系统 设 计
２ ． １ 热 箱 一热流计 法
笔者 基于 热流 计法 ， 并借 鉴 热箱 法 的优点 ， 提 出
・
不 受季 节 限制 。但 局 限性 也 是 显 而 易 见 的 ： 热 箱 体 积较 大 ， 不便 于 携带 和安 装 ， 不适合现场作业 ， 冷
（ 热） 桥 和一 些 不规则 的部位无 法 检测 。
Ｋ／Ｗ
Ｊ Ｇ Ｊ ／ Ｔ １ ３ ２ －２ ０ ０ ９第 ７ ． １ ． ７条 规 定 ： “ 检 测 时 间 宜选在 最冷 月 ， 且 应 避 开气 温 剧 烈 变 化 的 天气 。对
式 中 —— 被测 围护结构 的实 测热 阻 ， ｍ ・ Ｋ ／ Ｗ ｔ ｈ — — 被测 围护结 构 热端表 面温 度 ， ℃
— —
被测 围护结构 冷端 表面 温度 ， ℃
热 电势 ， Ｖ
ｃ —— 热流 传感 器测 头系数 ， Ｗ／ （ ｍ ・ Ｖ）
被测 围护 结构传 热 系数 Ｋ的计 算式 为 ：
重点 实验 室 ．重庆 ４ ０ ０ ０ ４ ５ ）
摘
要： 分析 热 流计 法 、 热 箱法 用 于围护 结构 传 热 系数现 场 检 测 的局 限性 ， 据 此提 出热 箱 一
建筑外窗传热系数检测方法
建筑外窗传热系数检测方法本方法适用于建筑外窗（包括天窗以及阳台门上部镶嵌玻璃部分，不包括阳台门下部不透明部分）的保温性能的检测及分级。
检测依据：《建筑外窗保温性能分级及检测方法》GB/T8484-2002检测方法1原理本标准基于稳定传热原理，采用标定热箱法检测窗户保温性能。
试件一侧为热箱，模拟采暖建筑冬季室内气候条件,另一侧为冷箱，模拟冬季室外气候条件。
在对试件缝隙进行密封处理，试件两侧各自保持稳定的空气温度、气流速度和热辐射条件下，测量热箱中电暖气的发热量，减去通过热箱外壁和试件框的热损失〔两者均由标定试验确定，见附录A （标准的附录）），除以试件面积与两侧空气温差的乘积，即可计算出试件的传热系数K值。
2检测装置检测装置主要由热箱、冷箱、试件框和环境空间四部分组成，如图1所示。
2.1热箱2.1.1热箱开口尺寸不宜小于210OmmX240Omm（宽义高），进深不宜小于2000mmo2.1.2热箱外壁构造应是热均匀体，其热阻值不得小于3.5(m2∙K)∕W o2.1.3热箱内表面的总的半球发射率ε值应大于0.85o1一热箱；2—冷箱；3—试件框；4—电暖气；5—试件；6-隔风板；7一风机；8—蒸发器；9—加热器；10一环境空间；11一空调器；12—冷冻机图1检测装置示意图2.2冷箱2.2.1冷箱开口尺寸应与试件框外边缘尺寸相同，进深以能容纳制冷、加热及气流组织设备为宜。
2.2.2冷箱外壁应采用不透气的保温材料，其热阻值不得小于3.5(m2∙K)∕W,内表面应采用不吸水耐腐蚀的材料。
2.2.3冷箱通过安装在冷箱内的蒸发器或引入冷空气进行降温。
2.2.4利用隔风板和风机进行强迫对流，形成沿试件表面自上而下的均匀气流，隔风板与试件框冷侧表面距离宜能调节。
2.2.5隔风板宜采用热阻不小于1.0(m2∙K)∕W的板材，隔风板面向试件的表面，其总的半球发射率值应大于0.85。
隔风板的宽度与冷箱内净宽度相同。
2.2.6蒸发器下部应设置排水孔或盛水盘。
传热系数检测方法之热箱法
传热系数检测方法之热箱法甘肃省建材科研设计院 兰州瑞洋建筑节能检测咨询有限公司 田斌守2、功率法（就是俗称的热箱法）2.1热箱法原理热箱法是基于一维稳态传热的原理，在试件两侧的箱体（热箱和冷箱）内，分别建立所需的温度、风速和辐射条件，达到稳定状态后，测量空气温度、试件和箱体内壁的表面温度及输入到计量箱的功率，就可以根据公式（2）计算出试件的热传递性质——传热系数。
因为要检测通过被测对象的热量，因此要把传向别处的热量进行剔除，这样根据处理方式的不同又分为标定热箱法和防护热箱法。
)(e i T T A Q k -= （2） 其中： K 为传热系数，W/(m 2.K)；Q 为通过试件功率，W ；A 为热箱开口面积，m 2；Ti 热箱空气温度，K 或℃；Te 冷箱空气温度，K 或℃。
2.1.1标定热箱法原理检测原理示意图如图2所示。
将标定热箱法的装置置于一个温度受到控制的空间内，该空间的温度可与计量箱内部的温度不同。
采用高比热阻的箱壁使得流过箱壁的热流量Q 3尽量小。
输入的总功率Q p 应根据箱壁热流量Q 3和侧面迂回热损Q 4进行修正。
Q 3 和Q 4应该用已知比热阻的试件进行标定，标定试件的厚度、比热阻范围应同被测试件的范围相同，其温度范围亦应与被测试件试验的温度范围相同。
用公式（3）计算被测试件的热阻、传热阻和传热系数。
⎪⎭⎪⎬⎫-=-=--=)(//)(11431ne ni se si p T T A Q K Q T T A R Q Q Q Q （3）式中 Q p 为输入的总功率，W ；Q 1为通过试件的功率，W ；Q 2为试件内不平衡热流，W ；Q 3为箱壁热流量，W ；Q 4为侧面迂回热损，W ；A 为热箱开口面积，m 2；T si 为试件热侧表面温度，KT se 为试件冷侧表面温度，K ；T ni 为试件热侧环境温度，K ；T ne 为试件冷侧环境温度，K图2 实验室标定热箱法原理示意图2.1.2防护热箱法原理防护热箱法检测原理示意图如图3所示。
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传热系数检测方法之热箱法
甘肃省建材科研设计院 兰州瑞洋建筑节能检测咨询有限公司 田斌守
2、功率法（就是俗称的热箱法）
2.1热箱法原理
热箱法是基于一维稳态传热的原理，在试件两侧的箱体（热箱和冷箱）内，分别建立所需的温度、风速和辐射条件，达到稳定状态后，测量空气温度、试件和箱体内壁的表面温度及输入到计量箱的功率，就可以根据公式（2）计算出试件的热传递性质——传热系数。
因为要检测通过被测对象的热量，因此要把传向别处的热量进行剔除，这样根据处理方式的不同又分为标定热箱法和防护热箱法。
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(e i T T A Q k -= （2） 其中： K 为传热系数，W/(m 2.K)；
Q 为通过试件功率，W ；
A 为热箱开口面积，m 2；
Ti 热箱空气温度，K 或℃；
Te 冷箱空气温度，K 或℃。
2.1.1标定热箱法原理
检测原理示意图如图2所示。
将标定热箱法的装置置于一个温度受到控制的空间内，该空间的温度可与计量箱内部的温度不同。
采用高比热阻的箱壁使得流过箱壁的热流量Q 3尽量小。
输入的总功率Q p 应根据箱壁热流量Q 3和侧面迂回热损Q 4进行修正。
Q 3 和Q 4应该用已知比热阻的试件进行标定，标定试件的厚度、比热阻范围应同被测试件的范围相同，其温度范围亦应与被测试件试验的温度范围相同。
用公式（3）计算被测试件的热阻、传热阻和传热系数。
⎪⎭
⎪⎬⎫-=-=--=)(//)(11431ne ni se si p T T A Q K Q T T A R Q Q Q Q （3）
式中 Q p 为输入的总功率，W ；
Q 1为通过试件的功率，W ；
Q 2为试件内不平衡热流，W ；
Q 3为箱壁热流量，W ；
Q 4为侧面迂回热损，W ；
A 为热箱开口面积，m 2；
T si 为试件热侧表面温度，K
T se 为试件冷侧表面温度，K ；
T ni 为试件热侧环境温度，K ；
T ne 为试件冷侧环境温度，K
图2 实验室标定热箱法原理示意图
2.1.2防护热箱法原理
防护热箱法检测原理示意图如图3所示。
在防护热箱法中，将计量箱置于防护箱内。
控制防护箱内温度与计量箱内温度相同，使试件内不平衡热流量Q 2和流过计量箱壁的热流量Q 3减至最小可以忽略。
按公式（4）计算被测试件的热阻、传热阻和传热系数，
⎪⎭⎪⎬⎫-=-=--=)(//)(11231ne ni se si p T T A Q K Q T T A R Q Q Q Q
（4）
图3 实验室防护热箱法检测原理示意图
2.2热箱法特点
热箱法作为实验室检测建筑构件热工性能的方法使用由来已久，是成熟的试验方法，并颁布有国际、国内的标准。
热箱法用来进行现场检测建筑物热阻或传热系数是近几年的事情，它的特点是不受季节限制，据研究人员介绍只要建筑物室内外温差达到8℃就可以一年四季进行现场检测围护结构的传热系数，设备也比较简单，自动化程度较高，如图4所示。
但是在现场如何消除误差是一个不容回避的问题，因为环境在变，采用标定热箱法就不适宜；如果采用防护热箱法就要把整个被测房间加热或用一个大的防护箱，这样设备大又多，不适合在现场作业。
图4 热箱法现场检测示意图。