2023中空玻璃傳熱系數(shù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)

中空玻璃傳熱系數(shù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)目次1總則………………12術(shù)語(yǔ)和符號(hào)………………………23基本規(guī)定…………34檢測(cè)技術(shù)…………45數(shù)據(jù)處理…………106檢測(cè)報(bào)告…………16附錄A建筑外窗用中空玻璃傳熱系數(shù)（表面熱源法）檢測(cè)原始記錄…………17附錄B建筑外窗用中空玻璃傳熱系數(shù)（階躍響應(yīng)法）檢測(cè)原始記錄…………18附錄C建立KP值與傳熱系數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)的基本要求………………19附錄D常用雙層中空玻璃傳熱系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)修正系數(shù)表……………20本規(guī)程用詞說(shuō)明……………………27引用標(biāo)準(zhǔn)目錄………………………28附：條文說(shuō)明………………………29Contents1GeneralProvisions……………12TermsandSymbols………………23Basicrequirements……………34TestingTechnology………………45dataprocessing…………………106TestingReport……………………16AppendixAThetestingrecordtableoftestingtheheattransfercoefficientofinsulatingglassunitonsiteusingheatsourceonsurfacemethod………………17AppendixBThetestingrecordtableoftestingtheheattransfercoefficientofinsulatingglassunitonsiteusingStepresponsemethod………………18AppendixCBasicRequirementsforEstablishingKPValueandHeatTransferCoefficientDatabase…………………19AppendixDStandardCorrectionCoefficientTableforHeatTransferCoefficientofDoubleHollowGlass…………20ExplanationofWordinginThisStandard……27ListofQuotedStandards………28Addition:ExplanationofProvisions…………29總則1.0.1隨著建筑節(jié)能的逐步深化，帶Low-E鍍膜的雙玻、三玻中空玻璃被大量用于綠色建筑、被動(dòng)房、既有建筑的節(jié)能改造等門(mén)窗及幕墻產(chǎn)品中，由于其加工工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本較普通玻璃高出很多，導(dǎo)致建筑市場(chǎng)中魚(yú)目混珠、以次充好的案例頻頻出現(xiàn)，難以保證建筑質(zhì)量和建材行業(yè)的健康發(fā)展。目前我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)中都沒(méi)有中空玻璃傳熱系數(shù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的方法及設(shè)備，更無(wú)適用于工程現(xiàn)場(chǎng)外窗中空玻璃保溫性能的測(cè)試評(píng)定手段，如何快速、準(zhǔn)確、直觀地鑒別Low-E中空玻璃，并能夠準(zhǔn)確檢測(cè)出中空玻璃的傳熱系數(shù)，就成為業(yè)內(nèi)面臨的實(shí)際問(wèn)題。目前對(duì)于單片Low-E玻璃，可采用遠(yuǎn)紅外分光光度計(jì)和測(cè)量表面電阻值的方法進(jìn)行檢測(cè)，然而當(dāng)合成中空玻璃時(shí)，Low-E膜面一般放在中空玻璃第2或3面，按照上述方法判定中空玻璃特別是三層中空玻璃是否使用Low-E輻射膜便較為困難。受原理所限，目前現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法都不能對(duì)其保溫性能進(jìn)行判斷，中空玻璃的傳熱系數(shù)也只能在試驗(yàn)室檢測(cè)或利用模擬軟件進(jìn)行模擬。不同于業(yè)內(nèi)采用較多的穩(wěn)態(tài)傳熱法，非穩(wěn)態(tài)傳熱在工程現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)效率上有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。穩(wěn)態(tài)傳熱法在測(cè)試過(guò)程中需要經(jīng)歷幾個(gè)小時(shí)到幾天的穩(wěn)態(tài)等待時(shí)間，期間需要持續(xù)保證被測(cè)試件兩側(cè)分別提供穩(wěn)定冷熱溫度環(huán)境，這使得工程現(xiàn)場(chǎng)往往難以滿足測(cè)試條件，使測(cè)試無(wú)法完成。而非穩(wěn)態(tài)傳熱在測(cè)試過(guò)程中不需要經(jīng)歷穩(wěn)態(tài)過(guò)程使測(cè)試時(shí)間大大縮短，通常能在30min內(nèi)完成現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，測(cè)試效率大大提高。1.0.2工程上將圍護(hù)結(jié)構(gòu)分為透光部位和非透光部位。透光部位一般指外窗、外門(mén)、透明幕墻和采光頂?shù)忍?yáng)光可直接透射入室內(nèi)的建筑物外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，而中空玻璃是目前我國(guó)應(yīng)用最為廣泛的節(jié)能透光材料，其傳熱系數(shù)測(cè)試原理相較于其它不透光部位，還要考慮輻射換熱和對(duì)流換熱的影響，故本檢測(cè)方法不適用非透光材料的檢測(cè)。1.0.3本條主要是參考GB/T22476標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)部分引述JGJ/T151而來(lái)，遠(yuǎn)紅外透光材料輻射傳熱計(jì)算與本檢測(cè)方法不同，可能存在較大的結(jié)果偏差，而中空玻璃一般均由間隔條和密封材料封邊，其傳熱過(guò)程與其它部位差異較大，實(shí)際工程中，不論是應(yīng)用GB/T22476進(jìn)行檢測(cè)，還是應(yīng)用JGJ/T151進(jìn)行模擬計(jì)算，得到的傳熱系數(shù)值均是不考慮邊部情況的數(shù)值，因此，本檢測(cè)方法與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)保持一致性。2術(shù)語(yǔ)和符號(hào)2.1.1工程上在進(jìn)行傳熱系數(shù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，應(yīng)用最為廣泛的要數(shù)以穩(wěn)態(tài)法為原理的檢測(cè)方法，特別像外墻、樓梯間隔墻這樣的重型圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用熱流計(jì)法進(jìn)行傳熱系數(shù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)已然成為行業(yè)共識(shí)。而輕型圍護(hù)結(jié)構(gòu)特別是透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)，如中空玻璃，由于其試件兩表面受環(huán)境影響很大，想創(chuàng)造長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)態(tài)傳熱檢測(cè)環(huán)境是較為困難的，因而成為工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)檢測(cè)領(lǐng)域的一塊盲區(qū)。而本檢測(cè)方法是按照非穩(wěn)態(tài)傳熱原理設(shè)計(jì)而成，它的最大特點(diǎn)是受環(huán)境影響小，測(cè)試時(shí)間短。2.1.2目前，我國(guó)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中引用的中空玻璃傳熱系數(shù)值，一般是按照J(rèn)GJ/T151中的模擬計(jì)算方法得到的，標(biāo)準(zhǔn)中按照我國(guó)的建筑熱工特點(diǎn)分為兩類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)邊界條件，冬季標(biāo)準(zhǔn)邊界條件和夏季標(biāo)準(zhǔn)邊界條件。2.1.3由于檢測(cè)原理不同，按本標(biāo)準(zhǔn)之方法一（表面熱源法）檢測(cè)得到的中空玻璃的傳熱系數(shù)值為現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件下的實(shí)測(cè)值，它受試件兩表面檢測(cè)初始溫度和加熱停止時(shí)的最高溫度共同影響，這個(gè)實(shí)測(cè)值雖然能較好的反映被測(cè)試件在檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件下的情況，但與JGJ/T151中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)條件下的經(jīng)模擬得到作為節(jié)能設(shè)計(jì)參數(shù)的數(shù)值，不可避免的會(huì)存在較大出入，故本檢測(cè)方法針對(duì)表面熱源法提出了標(biāo)準(zhǔn)修正系數(shù)的概念，將試驗(yàn)室經(jīng)過(guò)大量積累得到的大量標(biāo)準(zhǔn)修正系數(shù)，用于對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值進(jìn)行有效修正，經(jīng)大量對(duì)比試驗(yàn)證明通過(guò)修正后的實(shí)測(cè)值，可以有效反映出標(biāo)準(zhǔn)邊界條件下被測(cè)中空玻璃的傳熱系數(shù)。4檢測(cè)技術(shù)4.1.2檢測(cè)設(shè)備技術(shù)要求1加熱面和接收面測(cè)試箱2）加熱片尺寸過(guò)小會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，所以規(guī)定加熱片尺寸不宜小于200mm×200mm。加熱溫度和加熱功率亦不宜過(guò)大，考慮到玻璃在加熱過(guò)程中表面溫度過(guò)高，有可能發(fā)生玻璃炸裂、防護(hù)箱及填充的保溫隔熱材料受熱變形甚至燃燒等現(xiàn)象，因此規(guī)定加熱溫度和加熱功率不宜大于100℃和120W。3）溫度傳感器精度直接影響計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，所以溫度傳感器精度應(yīng)優(yōu)于0.2K或更高。2測(cè)控箱2）在檢測(cè)過(guò)程中，采樣時(shí)間間隔過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致溫度、時(shí)間等參數(shù)產(chǎn)生一定程度的延遲，進(jìn)而影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。4.1.4標(biāo)定與保養(yǎng)1表面熱源法的原理實(shí)質(zhì)為測(cè)量中空玻璃一側(cè)表面到另一側(cè)表面間的固體內(nèi)部傳熱，及導(dǎo)熱，而非模擬其現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際傳熱過(guò)程。因此儀器的標(biāo)定是為了保證儀器的檢測(cè)狀態(tài)滿足得到準(zhǔn)確的傳熱系數(shù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)值的技術(shù)要求。GB/T22476是目前試驗(yàn)室廣為使用的檢測(cè)中空玻璃傳熱系數(shù)方法。其檢測(cè)條件規(guī)定：熱箱空氣平均溫度設(shè)定范圍為19～21℃，空氣為自然對(duì)流；冷箱空氣平均溫度設(shè)定范圍為-19～-21℃，試件冷側(cè)表面距離符合GB/T13475規(guī)定平面內(nèi)的平均風(fēng)速為3.0±0.2m/s，與JGJ/T151規(guī)定的冬季標(biāo)準(zhǔn)邊界條件相吻合，因此可以認(rèn)為按照GB/T22476實(shí)測(cè)得到的傳熱系數(shù)與按本方法經(jīng)冬季標(biāo)準(zhǔn)邊界條件修正后的傳熱系數(shù)存在對(duì)應(yīng)關(guān)系。2為方便標(biāo)定試件的長(zhǎng)期存放，本方法提出中空玻璃標(biāo)定試件為空氣間隔層和不含Low-E膜的單片玻璃組成的中空玻璃（5mm普通透明玻璃+12A+5mm普通透明玻璃），其余組合形式的中空玻璃可參考本方法進(jìn)行標(biāo)定，間隔層充有惰性氣體的中空玻璃標(biāo)定試件為保證長(zhǎng)期存放應(yīng)有防止漏氣的防護(hù)措施。4.1.5由于階躍響應(yīng)法完全是在規(guī)定加熱功率及加熱時(shí)間的基礎(chǔ)上，通過(guò)大量測(cè)試數(shù)據(jù)與理論值得比對(duì)，通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算的方式測(cè)量并求得傳熱系數(shù)。因此只需定期對(duì)加熱功率、表面溫度和計(jì)時(shí)準(zhǔn)確度進(jìn)行校準(zhǔn)即可。表面熱源法也應(yīng)符合本條要求。4.4.1方法一：表面熱源法1原理表面熱源法，原理上屬于非穩(wěn)態(tài)下的功率測(cè)試法，經(jīng)科學(xué)、有效的修正，可得出精度較高（5％～10％）的測(cè)試結(jié)果。但它在實(shí)際應(yīng)用中受以下條件所局限：1）需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)邊界條件（平均溫度和溫差）和儀器標(biāo)定系數(shù)的雙重修正；2）由于標(biāo)準(zhǔn)邊界條件的修正，需要對(duì)所有不同組合形式試件進(jìn)行大量的逐一測(cè)試數(shù)據(jù)的積累，而目前本標(biāo)準(zhǔn)僅對(duì)建筑常用的幾種組合形式試件（見(jiàn)本標(biāo)準(zhǔn)附錄D）進(jìn)行了實(shí)際的測(cè)試比對(duì)，因此體現(xiàn)了方法一的基礎(chǔ)修正系數(shù)的局限性。2測(cè)試程序2）接收面過(guò)余溫度與試驗(yàn)結(jié)束時(shí)間設(shè)置的合理與否，對(duì)整體試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果的影響至關(guān)重要，其取值應(yīng)綜合考慮玻璃形式、厚度、低輻射Low-E膜面位置及數(shù)量以及整體試驗(yàn)效率等多種因素。為使檢測(cè)結(jié)果避免出現(xiàn)嚴(yán)重偏差，故列出了經(jīng)驗(yàn)所得的雙玻和三玻中空玻璃設(shè)定的接收面過(guò)余溫度與試驗(yàn)結(jié)束時(shí)間供試驗(yàn)時(shí)參考。其取值應(yīng)綜合考慮玻璃形式、厚度、低輻射Low-E膜面位置及數(shù)量以及整體試驗(yàn)效率等多種因素。為使檢測(cè)結(jié)果避免出現(xiàn)明顯偏差，故列出了以下經(jīng)驗(yàn)所得的雙玻和三玻中空玻璃設(shè)定的接收面過(guò)余溫度與試驗(yàn)結(jié)束時(shí)間，供試驗(yàn)時(shí)參考：a）雙玻中空玻璃時(shí)，設(shè)置的接收面過(guò)余溫度一般為2K，計(jì)量試驗(yàn)結(jié)束時(shí)間設(shè)置為3倍的加熱時(shí)間。b）三玻中空玻璃時(shí)，設(shè)置的接收面過(guò)余溫度一般為1K，計(jì)量試驗(yàn)結(jié)束時(shí)間設(shè)置為2倍的加熱時(shí)間。4）經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)得出，加熱單元的功率設(shè)定值宜設(shè)置在60W±10W的范圍，即可以滿足接受面表面的升溫速度，又能滿足加熱面表面溫度不會(huì)過(guò)高而導(dǎo)致玻璃碎裂。4.4.2方法二：階躍響應(yīng)法1原理階躍響應(yīng)法，原理上屬于恒功率非穩(wěn)態(tài)下的溫度階躍響應(yīng)的比對(duì)測(cè)試法。為了方便該比對(duì)法的規(guī)律性研究，本標(biāo)準(zhǔn)引入了與板狀構(gòu)件熱傳導(dǎo)能力有直接重要關(guān)聯(lián)的線性因子，即傳熱性能系數(shù)（值）。并在一定傳熱系數(shù)范圍（1.4～3.0W/(m2·K)）內(nèi)，建立了實(shí)測(cè)值與理論傳熱系數(shù)值之間的準(zhǔn)線性關(guān)系。經(jīng)過(guò)分別對(duì)雙玻和三玻類(lèi)型的大量不同組合形式標(biāo)準(zhǔn)試件的實(shí)測(cè)值與理論傳熱系數(shù)值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可分別得出雙玻和三玻類(lèi)型中空玻璃的值與對(duì)應(yīng)傳熱系數(shù)值的準(zhǔn)線性方程。既然是“準(zhǔn)”線性方程,其測(cè)試精度對(duì)于某些試件可能存在一定的誤差，但綜合測(cè)試精度仍可達(dá)（8％～15％）。從上述本方法的原理和應(yīng)用可見(jiàn)，方法二不僅體現(xiàn)了對(duì)某些被測(cè)試件而言存在測(cè)試精度的局限性，而且隨著建筑領(lǐng)域低傳熱構(gòu)件的不斷研制與應(yīng)用，還存在傳熱系數(shù)適用范圍的局限性。因此，鼓勵(lì)應(yīng)用本標(biāo)準(zhǔn)的編制方和其它各方按照本標(biāo)準(zhǔn)方法二的思路，探討、研究、補(bǔ)充此類(lèi)構(gòu)件的其它傳熱系數(shù)范圍（如＜1.4W/(m2·K)）的值與對(duì)應(yīng)傳熱系數(shù)值的準(zhǔn)線性方程。2測(cè)試程序2）通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，加熱功率38±0.5W，加熱時(shí)間30min時(shí)，其值足以判定中空玻璃的種類(lèi)，如果提高加熱功率，會(huì)導(dǎo)致玻璃表面溫度過(guò)高，存在炸裂的危險(xiǎn)；降低加熱電壓，會(huì)使檢測(cè)時(shí)間增加，快速檢測(cè)的效果不明顯。5數(shù)據(jù)處理5.1方法一：表面熱源法非穩(wěn)態(tài)傳熱試驗(yàn)是在試驗(yàn)材料一側(cè)進(jìn)行短時(shí)間加熱，使試驗(yàn)材料的兩側(cè)溫度發(fā)生變化，根據(jù)其變化特點(diǎn)，通過(guò)導(dǎo)熱微分方程求解，便可計(jì)算出試驗(yàn)材料的導(dǎo)溫系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)等參數(shù)，最終通過(guò)導(dǎo)熱系數(shù)計(jì)算熱阻和傳熱系數(shù)。5.1.1現(xiàn)場(chǎng)傳熱系數(shù)計(jì)算2現(xiàn)場(chǎng)傳熱系數(shù)1Xa）內(nèi)表面換熱系數(shù)取值計(jì)算根據(jù)JGJ151標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定冬季標(biāo)準(zhǔn)邊界條件可知：室內(nèi)對(duì)流換熱系數(shù)：=3.6W/（㎡?K）；內(nèi)表面輻射換熱系數(shù)公式參考JGJ151標(biāo)準(zhǔn)（第10章計(jì)算邊界條件）：式中：～玻璃面室內(nèi)表面發(fā)射率，一般取0.84；～室內(nèi)環(huán)境材料的一般發(fā)射率，一般取0.9；得=0.769；式中：～內(nèi)表面輻射換熱系