許多建筑構(gòu)件中的熱傳遞是導(dǎo)熱、對(duì)流和輻射三種方式的復(fù)合過程。本標(biāo)準(zhǔn)所描

述的方法只測(cè)量在給定的溫差情況下，從試件一側(cè)傳向另一側(cè)的總傳熱量而不單獨(dú)考

慮某一種傳熱方式。然而熱傳遞性質(zhì)經(jīng)常與試件本身、試件尺寸、傳熱方向、溫度、

溫差、空氣速度和相對(duì)濕度有關(guān)。因此，測(cè)試條件應(yīng)盡量與預(yù)定的使用條件一致。

１ 主題內(nèi)容與適用范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了實(shí)驗(yàn)室測(cè)定板狀建筑構(gòu)件和工業(yè)用類似構(gòu)件穩(wěn)態(tài)熱傳遞性質(zhì)（傳熱

系數(shù)或比熱阻）的測(cè)量過程、裝置要求和必需報(bào)告的數(shù)據(jù)。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于垂直試件（如墻）和水平試件（如屋面板和樓板），不適用于特殊

的構(gòu)件（如窗）。

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種可供選擇的方法：標(biāo)定熱箱法和防護(hù)熱箱法。

本標(biāo)準(zhǔn)不考慮濕遷移、水氣的重新分布和相變對(duì)熱流測(cè)量的影響以及熱傳遞與通

過試件的空氣傳質(zhì)復(fù)合作用，但測(cè)定時(shí)，應(yīng)考慮濕遷移對(duì)測(cè)試精度產(chǎn)生的影響。

２ 引用標(biāo)準(zhǔn)

GB 4132 絕熱材料名詞術(shù)語

GB 10294 絕熱材料穩(wěn)態(tài)阻及有關(guān)特性的測(cè)定 防護(hù)熱板法

GB 10295 絕熱材料穩(wěn)態(tài)阻及有關(guān)特性的測(cè)定 熱流計(jì)法

３ 術(shù)語、定義、符號(hào)和單位

３．１ 術(shù)語和定義

除下述規(guī)定的術(shù)語外，本標(biāo)準(zhǔn)所用術(shù)語按GB 4132規(guī)定。

３．１．１ 環(huán)境溫度Ｔn

空氣溫度和輻射溫度的加權(quán)值，用于確定試件表面的熱流量，見附表A．

３．１．２ 表面換熱系數(shù)h

穩(wěn)定狀態(tài)下，構(gòu)件表面與周圍環(huán)境之間的熱流密度和溫度差的比值。

３．１．３ 傳熱系數(shù)Ｕ

通過構(gòu)件的熱流密度除以兩側(cè)環(huán)境溫度之差。

３．１．４ 總比熱阻Ｒo

傳熱系數(shù)的倒數(shù)。

３．２ 符號(hào)和單位

本標(biāo)準(zhǔn)所用符號(hào)及其單位見表１。
表 1

───────┬───────────────────────┬─────────

符 號(hào) │ 名 稱 │ 單 位

───────┼───────────────────────┼─────────

u │ 總比熱阻 │ m[2]·K/W

───────┼───────────────────────┼─────────

 │ 比熱阻 │ m[2]·K/W

───────┼───────────────────────┼─────────

 │ 傳熱系數(shù) │ W/m[2]·K

───────┼───────────────────────┼─────────

 │ 表面換熱系數(shù) │ W/m[2]·K

───────┼───────────────────────┼─────────

λ │ 熱導(dǎo)率 │ W/m[2]·K

───────┼───────────────────────┼─────────

 │ 熱流量 │ W

───────┼───────────────────────┼─────────

p │ 加熱或冷卻的總輸入功率 │ W

───────┼───────────────────────┼─────────

1 │ 通過試件計(jì)量面積的熱流量 │ W

───────┼───────────────────────┼─────────

2 │ 計(jì)量箱周邊區(qū)域平行試件的不平衡熱流量 │ W

───────┼───────────────────────┼─────────

3 │ 通過計(jì)量箱壁的熱流量 │ W

───────┼───────────────────────┼─────────

4 │ 繞過試件側(cè)面的迂回?zé)釗p │ W

───────┼───────────────────────┼─────────

5 │ 在試件邊界處平行試件的周邊熱損 │ W

───────┼───────────────────────┼─────────

 │ 垂直于熱流的計(jì)量面積 │ m[2]

───────┼───────────────────────┼─────────

 │ 熱流密度 │ W/m[2]

───────┼───────────────────────┼─────────

 │ 試件厚度 │ m

───────┼───────────────────────┼─────────

a │ 空氣溫度 │ K

───────┼───────────────────────┼─────────

r │ 平均輻射溫度 │ K

───────┼───────────────────────┼─────────

n │ 環(huán)境溫度 │ K

───────┼───────────────────────┼─────────

s │ 表面溫度 │ K

───────┴───────────────────────┴─────────



３．３ 腳標(biāo)符號(hào)

本標(biāo)準(zhǔn)所用的腳標(biāo)符號(hào)及含義見表２。
表 2

───────┬─────────────────────────────────

符 號(hào) │ 意 義

───────┼─────────────────────────────────

i │ 內(nèi)部的,通常為熱側(cè)

───────┼─────────────────────────────────

e │ 外部的,通常為冷側(cè)

───────┼─────────────────────────────────

s │ 表面的

───────┼─────────────────────────────────

n │ 環(huán)境的

───────┼─────────────────────────────────

c │ 對(duì)流的

───────┼─────────────────────────────────

r │ 輻射的

───────┴─────────────────────────────────



４ 原理

４．１ 概述

本標(biāo)準(zhǔn)基于一維穩(wěn)態(tài)傳熱原理，在試件兩側(cè)的箱體（冷箱和熱箱）內(nèi)，分別建立

所需的溫度、風(fēng)速和輻射條件，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，測(cè)量空氣溫度、試件和箱體內(nèi)壁的

表面溫度及輸入到計(jì)量箱的功率，就可計(jì)算出試件的熱傳遞性質(zhì)。
試件表面的熱交換包括對(duì)流和輻射。對(duì)流和輻射的傳熱作用綜合在“環(huán)境溫度”

的概念中，見附錄A。

對(duì)于低比熱阻試件來說，表面換熱系數(shù)是傳熱系數(shù)的一個(gè)重要部分，因此正確確

定環(huán)境溫度尤為重要。對(duì)高比熱阻試件，如果試件任何一邊空氣溫度和輻射溫度的不

同不影響準(zhǔn)確度，那么可以只記錄空氣溫度。

4．2 防護(hù)熱箱法

防護(hù)熱箱法中，計(jì)量箱置于防護(hù)箱內(nèi)（見圖1）?？刂品雷o(hù)箱的環(huán)境溫度，使試件

內(nèi)不平衡熱流量Q2和流過計(jì)量箱壁的熱流量Q2減至zui小。

4．3 標(biāo)定熱箱法

標(biāo)定熱箱法的裝置（見圖2）置于一個(gè)溫度受到控制的空間內(nèi)，該空間的溫度可與

計(jì)量箱內(nèi)部的溫度不同。采用高比熱阻的箱壁使得流過箱壁的熱流量Q3盡量小。輸入

的總功率Qp，應(yīng)根據(jù)箱壁熱流量Q3和側(cè)面迂回?zé)釗pQ4進(jìn)行修正。流過箱壁的熱流量Q3

和側(cè)面迂回?zé)釗pQ4應(yīng)該用已知比熱阻的試件進(jìn)行標(biāo)定（參見附錄C），標(biāo)定試件的厚度、

比熱阻范圍應(yīng)同被測(cè)試件的范圍相同，其溫度范圍亦應(yīng)與被測(cè)試件試驗(yàn)的溫度范圍相同。

5 裝置

由于被測(cè)構(gòu)件種類和測(cè)試條件是多種多樣的，因此，本章不一個(gè)設(shè)奮的特殊設(shè)

計(jì)或尺寸，只給出必須遵循的要求以及必須考慮的內(nèi)容。

圖１及圖2表示被測(cè)試件的典型布置型式及裝置的主要組成部分；圖3及圖4表示另外

一些可供選擇的布置型式。

5．1 計(jì)量箱

計(jì)量面積必須足夠大，使試驗(yàn)面積具有代表性。對(duì)于有模數(shù)的構(gòu)件，計(jì)量箱尺寸應(yīng)

地為模數(shù)的整倍數(shù)。

計(jì)量面積的尺寸取決于試件的zui大厚度，參照GB 10294規(guī)定的原則確定試件大小同

厚度的比例關(guān)系。

計(jì)量箱壁應(yīng)該是熱均勻體，以保證箱壁內(nèi)表面溫度均勻，便于用熱電堆或其他熱流

傳感器測(cè)量流過箱壁的熱流量Q3。
Q3的不確定性引起Q1的誤差不應(yīng)大于±0.5％。

箱壁應(yīng)是氣密性的絕熱體。可以用泡沫塑料或者用中間為泡沫塑料并有適當(dāng)面層的

夾心板做成。箱壁的表面輻射率應(yīng)大于0．8。

防護(hù)熱箱裝置中的計(jì)量箱的鼻錐應(yīng)緊貼試件表面以形成一個(gè)氣密性的連接。鼻錐密

封墊的寬度不應(yīng)超過汁量寬度的2％，zui大不超過20mm。

供熱及空氣循環(huán)裝置應(yīng)保證試件表面有均勻的空氣溫度分布，沿著氣流方向的空氣

溫度梯度不得超過2K／m。平行于試件表面氣流的橫向溫度差不應(yīng)超過熱、冷側(cè)空氣溫

差的2％。

通常采用電阻加熱器作為熱源。熱源應(yīng)用絕熱反射罩屏蔽使得輻射到計(jì)量箱壁和試

件上的輻射熱量減至zui小。

采用強(qiáng)迫對(duì)流時(shí)，建議在計(jì)量箱中設(shè)置平行于試件表面的導(dǎo)流屏。導(dǎo)流屏應(yīng)與計(jì)量

箱內(nèi)面同寬，而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(dòng)，以

調(diào)節(jié)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0.8。

在垂直位置測(cè)量時(shí)，自然對(duì)流所形成的循環(huán)應(yīng)能達(dá)到所需的溫度均勻性和表面換熱

系數(shù)。當(dāng)空氣為自然對(duì)流時(shí)，試件同導(dǎo)流屏之間的距離應(yīng)遠(yuǎn)大于邊界層的厚度，或者不

用導(dǎo)流屏。當(dāng)自然對(duì)流循環(huán)不能滿足所要求的條件時(shí)，應(yīng)安裝風(fēng)扇。風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)安裝在

計(jì)量箱中時(shí)，必須測(cè)量電動(dòng)機(jī)消耗的功率并加到加熱器消耗的功率上。如果只有風(fēng)葉在

計(jì)量箱內(nèi)，應(yīng)準(zhǔn)確測(cè)量軸功率并加到加熱器消耗的功率上，使得試件熱流量測(cè)量誤差小

于±0．5％，建議氣流方向與自然對(duì)流方向相同，計(jì)量箱的深度在滿足邊界層厚度和容

納設(shè)備的前提下應(yīng)盡量小。

5．2 防護(hù)箱

防護(hù)箱的作用是在計(jì)量箱周圍建立適當(dāng)?shù)目諝鉁囟群捅砻鎿Q熱系數(shù)，使流過計(jì)量箱

壁的熱流量Q3及試件不平衡熱流量Q2減到zui小。

防護(hù)面積大小及邊界絕熱應(yīng)滿足：當(dāng)測(cè)試zui大預(yù)期比熱阻和厚度的均質(zhì)試件時(shí)，由

周邊熱損Q5引起的熱流量Q1的誤差應(yīng)小于±0．5％。
防護(hù)箱內(nèi)壁的輻射率，加熱器屏蔽等要求與計(jì)量箱相同。

防護(hù)箱內(nèi)環(huán)境的不均勻性引起不平衡誤差應(yīng)小于±0．5％。為避免防護(hù)箱中的空氣

停滯不動(dòng)，通常需要安裝循環(huán)風(fēng)扇。

5．3 試件框架

試件框架的作用主要是支承試件。標(biāo)定熱箱裝置中試件框架是側(cè)面迂回?zé)釗p的通路，

因此是一個(gè)重要的部件，朝向試件的面應(yīng)由低導(dǎo)熱系數(shù)的材料做成。

典型的防護(hù)熱箱裝置中，不用試件框架，用邊界絕熱的方式將Q5減到zui小。如果使

用試件框架，應(yīng)按5．2條的要求，使Q5減到zui小。

5．4 冷箱

標(biāo)定熱箱裝置中，冷箱的大小取決于計(jì)量箱的大?。环雷o(hù)熱箱裝置中，冷箱的大小

取決于防護(hù)箱的大小。可采用如圖1到圖4所示的布置。

箱壁應(yīng)絕熱良好并防止結(jié)露，箱壁內(nèi)表面的輻射率、加熱器的熱輻射屏蔽及溫度均

勻件的要求與計(jì)量箱相同。

制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器出口處可設(shè)置電阻加熱器，以調(diào)節(jié)冷箱溫度。為使箱內(nèi)空氣

溫度均勻分布，可設(shè)置導(dǎo)流屏。建議氣流方向與自然對(duì)流方向相同。電機(jī)、風(fēng)扇和蒸發(fā)

器應(yīng)進(jìn)行輻射屏蔽?？諝馑俣葢?yīng)可以調(diào)節(jié)，測(cè)量建筑構(gòu)件時(shí)。風(fēng)速一般為0．1￣10m／s。

5．5 溫度測(cè)量

測(cè)量空氣溫度和試件表面溫度的溫度傳感器（一般采用熱電偶）應(yīng)該盡量均勻分布

在試件表面上，并且熱側(cè)和冷側(cè)互相對(duì)應(yīng)布置。測(cè)量所有與試件進(jìn)行輻射換熱表面的溫

度，以便計(jì)算平均輻射溫度。

除非已知道溫度的分布，各種用途的溫度傳感器數(shù)量至少為每平方米兩支，并且不

得少于9支。

為提高精度，可用示差接法測(cè)量試件兩側(cè)的空氣溫差、表面的溫差和計(jì)量箱壁兩側(cè)

的表面溫差。

5．5．1 裝置和試件表面的溫度測(cè)量

采用熱電偶時(shí)其線徑應(yīng)小于0．5mm。熱電偶的接點(diǎn)及至少10omm長(zhǎng)的偶絲應(yīng)沿等溫面

布置，用粘結(jié)劑或膠帶固定在被測(cè)表面以形成良好的熱接觸，其表面用輻射率與被測(cè)表

面相同的材料覆蓋。
5．5．2 空氣溫度測(cè)量

應(yīng)對(duì)溫度傳感器進(jìn)行熱輻射屏蔽。

在自然對(duì)流情況下，溫度傳感器應(yīng)該置于邊界層的外面。多數(shù)情況下層流邊界層厚

度為幾厘米；紊流情況下邊界層的厚度可能超出0．lm。

強(qiáng)迫對(duì)流時(shí)，試件與導(dǎo)流屏之間應(yīng)有*擴(kuò)展的紊流。應(yīng)設(shè)置溫度傳感器測(cè)量空氣

的容積溫度（絕熱混合溫度）。

5．5．3 熱電堆

用于監(jiān)視流過計(jì)量箱壁熱流量的熱電堆接點(diǎn)的安裝要求與５．５．１的要求相同，

并且每０．２５m[2]至少要有一個(gè)接點(diǎn)。

5．6 溫度控制

穩(wěn)態(tài)時(shí)，至少在兩個(gè)連續(xù)的測(cè)量周期內(nèi)計(jì)量箱內(nèi)溫度的隨機(jī)波動(dòng)和漂移應(yīng)小于試

件兩測(cè)空氣溫差

的±１％。本要求原則上亦適用于防護(hù)箱和冷箱，防護(hù)箱的溫度控制引起的附加不平

衡誤差應(yīng)小于±０．５％。

5．7 儀器

溫差測(cè)量的準(zhǔn)確度應(yīng)高于試件兩側(cè)空氣溫差的±1％，建議測(cè)量?jī)x表增加的不確定

性應(yīng)小于±０．０５K。溫度測(cè)量的準(zhǔn)確度為兩測(cè)空氣溫差的±５％。

熱電堆的輸出、加熱器及風(fēng)扇的輸入功率等的測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確度應(yīng)該使得被測(cè)試件

的熱流量Q1的準(zhǔn)確度高于±3％。

5．8 裝置的品質(zhì)檢驗(yàn)

當(dāng)建成一臺(tái)新的裝置或?qū)υ醒b置進(jìn)行改進(jìn)后，在開始正常工作之前，必須細(xì)致

地進(jìn)行一系列檢驗(yàn)。

6 測(cè)量步驟

根據(jù)試件的檢查和分析，應(yīng)初步估計(jì)出試件熱工性能的可能范圍值，并評(píng)價(jià)可能

獲得的準(zhǔn)確度。

對(duì)于特殊的試件，應(yīng)該考慮本標(biāo)準(zhǔn)是否可以應(yīng)用，或者用其他方法更恰當(dāng)，如GB

10294或GB 10295規(guī)定的方法，或者通過計(jì)算。

6．1 試件的狀態(tài)調(diào)節(jié)

為減少試件中熱流受到所含水分的影響，建議試件在測(cè)量前調(diào)節(jié)到氣干狀態(tài)。
6．2 試件的選擇與安裝

測(cè)量試件應(yīng)選擇或做成有代表性的。

對(duì)非均質(zhì)試件應(yīng)作如下考慮：

6．2．1 防護(hù)熱箱法中，如有可能應(yīng)將熱橋?qū)ΨQ地布置在計(jì)量面積和防護(hù)面積的分界

線上，這樣，熱橋面積的一半在計(jì)量箱內(nèi)。另一半在防護(hù)箱內(nèi)。

如果試件是有模數(shù)的，計(jì)量箱的周邊應(yīng)同模數(shù)線外型重合或在模數(shù)線的中間。

如果不能滿足這些要求，可將計(jì)量箱放在不同位置做幾次試驗(yàn)，并且要非常謹(jǐn)慎

地考慮這些結(jié)果，必要時(shí)，輔以溫度、熱流的測(cè)量和計(jì)算。

6．2．2 標(biāo)定熱箱法中，應(yīng)考慮試件邊緣的熱橋?qū)?cè)面迂回傳熱的影響。

試件安裝時(shí)周邊應(yīng)密封，不讓空氣或水氣從邊緣進(jìn)入試件，也不從熱的一側(cè)傳到

冷的一側(cè)，反之亦然。

試件的邊緣應(yīng)絕熱，使Q5減小到符合準(zhǔn)確度的要求。

6．2．3 在防護(hù)熱箱法中，試件中連續(xù)的空腔可用隔板將其分成防護(hù)空腔和計(jì)量空

腔，試件表面為高導(dǎo)熱性的飾面時(shí)，可在計(jì)量箱周邊將飾面切斷。

如果試件表面不平整，可用砂漿、嵌縫材料或其他適當(dāng)?shù)牟牧蠈⑼?jì)量箱周邊密

封接觸的面積填平。

如果試件尺寸小于計(jì)量箱所要求的試件尺寸，將試件鑲嵌在一堵輔助墻板的中間。

這種情況下，輔助墻板與試件之間的邊界范圍內(nèi)的熱流將不是一維的，輔助墻板的比

熱阻和厚度應(yīng)與試件相同。

測(cè)量試件表面溫度的傳感器的數(shù)量、位置及要求與5．5茶所述相同。

6．2．4 對(duì)于非均質(zhì)試件．上述所要求的溫度傳感器數(shù)目將不能保證得到可靠的平均

表面溫度。對(duì)于中等非均質(zhì)試件，每一個(gè)溫度變化區(qū)域應(yīng)該放置輔助溫度傳感器。試

件的表面平均溫度是每個(gè)區(qū)域的表面平均溫度的面積加權(quán)平均值。

上述情況不能用于極為不均質(zhì)的試件。在此情況下，不能測(cè)量試件的比熱阻R，只

能根據(jù)試件兩側(cè)的環(huán)境溫度差確定傳熱系數(shù)U。
當(dāng)試件不均勻性引起的表面溫度的局部差值超過試件兩側(cè)表面平均溫差的２０％時(shí)，

可認(rèn)為是不均質(zhì)的。

6．2．5 防護(hù)熱箱裝置中監(jiān)視計(jì)量面積與防護(hù)面積間試計(jì)表面的不平衡熱流量Q2的熱

電堆，除要求計(jì)量面積邊長(zhǎng)上每0．5m設(shè)置一對(duì)接點(diǎn)外，安裝要求與5．5．1相同。

熱電堆接點(diǎn)的位置不能太靠近鼻錐，亦不能遠(yuǎn)離鼻錐。參見附錄B。

6．3 測(cè)量條件

測(cè)量條件的選擇應(yīng)考慮zui終的使用條件和對(duì)準(zhǔn)確度的影響。zui小溫差為20℃。根據(jù)

試驗(yàn)要求調(diào)節(jié)熱、冷側(cè)的空氣速度，調(diào)節(jié)防護(hù)箱的溫度使Q2和Q3盡可能接近零。

按照5．6條的要求控制冷、熱箱的溫度。

6．4 測(cè)量的持續(xù)時(shí)間

接近達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，兩個(gè)至少為3h測(cè)量周期內(nèi)功率和溫度測(cè)量值及其計(jì)算的R或U平

均值偏差小于1％，并且每1h的數(shù)值不是單方向變化時(shí)，才能結(jié)束測(cè)量。對(duì)于高比熱阻

或高熱容量的試件，此要求是不夠的，必須延長(zhǎng)試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間。

7 計(jì)算

7．1 穩(wěn)態(tài)的傳熱性質(zhì)按照下列關(guān)系式用6．4條zui后兩個(gè)至少為3h的平均值進(jìn)行計(jì)算：

R＝A（Tsi－Tse）／Q1 ……………（1）

R＝1／Ｃ[λ] ……………（2）

Rsi＝A（Tni－Tsi）／Q1 ……………（3）

Rse＝A（Tse－Tne）／Q1 ……………（4）

Ru＝1／U ……………（5）

U＝Q1／［A（Tni－Tne）］ ……………（6）

Q1（防護(hù)熱箱）＝Qp－Q3－Q2 ……………（7）

Q1（標(biāo)定熱箱）＝Qp－Q3－Q4 ……………（8）

式中A為垂直于熱流的計(jì)量面積，其尺寸根據(jù)下述原則確定。
對(duì)于防護(hù)熱箱法，當(dāng)試件厚度與鼻錐寬度相比是厚的時(shí)候，取計(jì)量箱鼻錐中心線

所包括的面積；當(dāng)試件很薄時(shí)．取鼻錐的內(nèi)周邊。對(duì)于標(biāo)走熱箱法，取計(jì)量箱的內(nèi)周

邊面積。

7．2 均質(zhì)試件或不均勻度小于20％的試件（見6．2．4），可根據(jù)表面溫度計(jì)算比熱

阻R，根據(jù)環(huán)境溫度計(jì)算傳熱系數(shù)U和表面換熱系數(shù)h。如超出上面所述的均勻性或者試

件有特殊的幾何形狀，僅能根據(jù)環(huán)境溫度計(jì)算傳熱系數(shù)U。

8 結(jié)果評(píng)價(jià)

試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)同第6章中初步估計(jì)值進(jìn)行比較。按本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試其準(zhǔn)確度應(yīng)在±5％

之內(nèi)。存在明顯差異時(shí)．應(yīng)仔細(xì)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(píng)價(jià)。如果仍存在有不可解釋的差異，可能是計(jì)算過程過于簡(jiǎn)單或試驗(yàn)的誤差，

應(yīng)找出其根源，并消除之。

9 測(cè)量報(bào)告

9．1 測(cè)量報(bào)告應(yīng)包括下述內(nèi)容：

a．試件名稱和描述（包括各種傳感器的位置）；

b．試驗(yàn)室的名稱、地址及試驗(yàn)日期；

c．試件方位及傳熱的方向；

d．熱、冷側(cè)空氣的平均速度及方向；

e．總輸入功率及流過試件的純傳熱量；

f．試件試驗(yàn)前后的質(zhì)量、含濕量；

g．測(cè)量裝置的尺寸及內(nèi)表面的輻射率；

h．試驗(yàn)條件與本標(biāo)準(zhǔn)有不符時(shí)的說明。

9．2 均質(zhì)試件比熱阻的試驗(yàn)除報(bào)告9．1條內(nèi)容外，還應(yīng)報(bào)告下述各項(xiàng)：

a．熱、冷側(cè)的空氣溫度；

b．熱、冷側(cè)的表面溫度；

c．熱、冷側(cè)的加權(quán)表面溫度；

d．計(jì)算的比熱阻和為計(jì)算傳熱系數(shù)由建筑規(guī)范推薦的常用表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)；

注：a￣d項(xiàng)中所報(bào)告的數(shù)值是第7章中所取數(shù)據(jù)的平均值。

e．估計(jì)的準(zhǔn)確度；

f．測(cè)量的持續(xù)時(shí)間；

g．附加測(cè)量，即作為試件一部分的材料的導(dǎo)熱系數(shù)和含濕量測(cè)量的持續(xù)時(shí)間；

h．試驗(yàn)結(jié)果同第6章的初始估計(jì)值明顯或不能解釋的偏差。
試件的檢查結(jié)果及

對(duì)偏差的可能解釋。

9．3 非均質(zhì)試件的傳熱系數(shù)U值的測(cè)量，除報(bào)告9．1條所述內(nèi)容外，還應(yīng)報(bào)告下

述各項(xiàng)：

a．熱、冷側(cè)的空氣溫度；

b．熱、冷側(cè)計(jì)算的環(huán)境溫度；

c．根據(jù)均質(zhì)試件計(jì)算的傳熱系數(shù)和表面換熱系數(shù)；

注：a￣c項(xiàng)中所報(bào)告的數(shù)值是第7章中所取數(shù)據(jù)的平均值。

d．估計(jì)的準(zhǔn)確度；

e．測(cè)量的持續(xù)時(shí)間；

f．附加測(cè)量，即作為試件一部分的材料的導(dǎo)熱系數(shù)和含濕量測(cè)量的持續(xù)時(shí)間；

g．試驗(yàn)結(jié)果同第6章的初始估計(jì)值明顯或不能解釋的偏差。試件的檢查結(jié)果及

對(duì)偏差的可能解釋。





附錄A

表面換熱及環(huán)境溫度

（補(bǔ)充件）



熱量傳入試件或從試件中傳出是通過試件同箱內(nèi)其他表面的輻射熱交換及試件表

面的對(duì)流換熱進(jìn)行的。*種機(jī)理，傳熱量取決于所有與試件進(jìn)行輻射換熱表面部位

的平均的輻射平均溫度；第二種機(jī)理，傳熱量取決于鄰近的空氣溫度。因此，通過試

件的熱流受到冷、熱兩個(gè)側(cè)面中任何一個(gè)側(cè)面的輻射和空氣溫度的影響。

A1 環(huán)境溫度

試件任何一個(gè)側(cè)面的熱平衡方程可寫成：

Q/A = εhr（T'r-Ts）+hc（Ta-Ts） ……………（A1）

式中：Q --表面與環(huán)境熱交換的總熱流量，W；

A --表面的面積，m[2]；

T'r--所有與試件進(jìn)行輻射換熱表面平均的輻射平均溫度，K或℃；

Ta --鄰近試件的空氣溫度，K或℃；

Ts --試件的表面溫度，K或℃；

ε --輻射率；

hr --輻射換熱系數(shù)，W/m[2]·K；

hc --對(duì)流換熱系數(shù)，W/m[2]·K；

將輻射溫度和空氣溫度合并成一個(gè)單一的符號(hào)--環(huán)境溫度Tn。
可寫出：

1

Q/A = ── （Tn - Ts） ……………（A2）

Rs

由式（A1）和式（A2）可導(dǎo)出：

εhr hc

Tn = ────Tr'+ ──── Ta ……………（A3）

εhr+hc εhr+hc

1

Rs = ──── ……………（A4）

εhr+hc

式中：Rs--表面比熱阻；

Tn--環(huán)境溫度，將熱量傳至表面的空氣溫度和輻射溫度適當(dāng)?shù)募訖?quán)值。

通常用兩個(gè)箱之間的環(huán)境溫差來確定傳熱系數(shù)，而式（A2）是用于確定表面比熱阻。

實(shí)際上在熱箱和冷箱中Tr'和Ta經(jīng)常是很接近的，特別在試件比熱阻遠(yuǎn)大于表面比

熱阻以及使用強(qiáng)迫對(duì)流時(shí)（此時(shí)hc比εhr大得多）。在這些情況下，可以根據(jù)試件兩

側(cè)的空氣溫度來確定傳熱系數(shù)。

確定試件的比熱阻，僅需平均表面溫度。

A2 環(huán)境溫度度的計(jì)算

如εhr和hc值已知，并已測(cè)得Tr'及Ta值時(shí)，可用式（A3）計(jì)算環(huán)境溫度。

如果用導(dǎo)流屏，并且此屏靠近及平行于試件表面，它的平均溫度可取為Tr'，并且

1 1 1

── = ── + ── -1 ……………（A5）

ε ε1 ε2



hr = 4σT[3]m ……………（A6）



Tm = 0.5（Tr' + Ts） ……………（A7）

式中：ε --同式（A1）；

ε1--導(dǎo)流屏的輻射率，0.97；

ε2--試件表面的輻射率，0.9；

σ --斯蒂芬常數(shù)，5.67×10[-8] W/m[2]·K[4]；

Tm --參與輻射換熱表面的平均輻射溫度，Ｋ；

Tr'、Ts--同式（A1）。
如果除導(dǎo)流屏外，還有其他表面直接對(duì)試件輻射，則必須直接測(cè)量所有的表面溫

度并且恰當(dāng)?shù)貙⑺鼈兙C合在一起以得到Tr'。

對(duì)流換熱系數(shù)hc與各種因素有關(guān)，如空氣－表面溫度差、表面的粗糙度、空氣速

度、熱流方向，因而不易預(yù)計(jì)。

垂直表面的自然對(duì)流換熱系數(shù)hc的典型值為3.0W/m[2]·K。強(qiáng)迫對(duì)流時(shí)，hc遠(yuǎn)大

于3.0W/m[2]·K。

當(dāng)hc值不確定時(shí)，可以根據(jù)式（A1）、（A2）消去hc而得到：

TaQ/A + εhr（Ta-Tr'）Ts

Tn = ──────────── ……………（A8）

Q/A + εhr（Ta-Tr'）

這個(gè)方程式對(duì)于熱流傳入（或傳出）表面均是正確的。對(duì)熱流傳入表面，符號(hào)Q取

正值（即熱側(cè)為正，冷側(cè)為負(fù)）。

使用式（A8）還需要確定試件平均表面溫度Ts。對(duì)于非均質(zhì)的試件Ts可能是不知道

的，此時(shí)，可用式（A3）計(jì)算Tn，式（A3）中的hc值可由另一種均質(zhì)試件試驗(yàn)得到。

例：在一次傳熱試驗(yàn)中，得到下述讀數(shù)：

輸入至計(jì)量箱的功率 Q=31.8W

計(jì)量面積 A=1.5m[2]

則流經(jīng)試件單位面積的熱流量 Q/A=21.2W/m[2]

熱側(cè)的溫度為：

空氣平均溫度 Ta1=30.98℃

導(dǎo)流屏平均溫度 Tr1'=29.78℃

表面平均溫度 Ts1=27.60℃

因此：



Tm = 0.5（Tr1' - Ts1） = 28.69℃ = 301.7K



hr = 4×5.67×10[-8]×301.7[3] = 6.23W/m[2]·K



取ε為0.9，得εhr為5.61W/m[2]·K

hr值未知時(shí)，用式（A8）：

30.98×21.20 + 5.61×（30.98-29.78）×27.60

Tn1 = ──────────────────────

21.20 + 5.61×（30.98 - 29.78）

= 30.17℃

冷側(cè)的溫度為：

空氣平均溫度 Ta2=7.39℃

導(dǎo)流屏平均溫度 Tr2'=7.69℃

表面平均溫度 Ts2＝8.75℃

取ε為0.9，得εhr為4.54，計(jì)算得Tm等于281.3K，根據(jù)式（A8）：

7.39×（-21.20）+4.54×（7.39-7.69）×8.75

Tn2 = ──────────────────────

-21.20+4.54×（7.39-7.69）

= 7.47℃

因此： Q

U = ────── = 0.94 W/m[2]·K

A（Tn1-Tn2）

且表面比熱阻為，

熱側(cè)：

A（Tn1-Ts1）

Rs1 = ───── = 0.12 m[2]·K/W

Q

冷側(cè)：

A（Tn2-Ts2）

Rs2 = ───── = 0.06 m[2]·K/W

Q





附錄Ｂ

誤差分析

（參考件）