玻璃幕墙传热系数实验室测试探讨

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翻新时间：2023-03-07

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玻璃幕墙传热系数实验室测试探讨

【摘要】传热系数是玻璃幕墙热工性能的重要指标，实验室样板测试的结果可以指导节能建筑工程的具体实践，具有重大意义。

【关键词】玻璃幕墙；传热系数；实验室测试

1.检测背景

随着社会经济的快速发展，建筑能耗在中国社会总能耗中所占比例越来越大，建筑节能变得至关重要。玻璃幕墙作为建筑的外围护结构，是建筑物热交换、热传导最活跃部位，也是建筑节能的薄弱环节，其热工性能尤其是传热系数的大小直接影响建筑能耗。

2.检测装置

图1 幕墙传热系数检测装置

3.实验室测试过程

传热系数实验室检测的具体测试过程主要分以下几个部分来实现：

A试验安装

据工程实际情况取样，宽度不宜少于两个标准水平分格、高度应包括一个层高；其尺寸和构造应符合设计和组装要求，无多余配件或特殊组装工艺，宜代表工程典型。符合标准要求后进行安装，安装过程中注意事项：

①固定试件时使用的夹具和试件之间宜使用高热阻材料垫隔，一般使用木块，隔断型材与试件安装框之间的传热。

③填料板两侧黏贴热电阻时宜对称，便于测量两表面的平均温差，计算通过该板的热损失。

④试件热侧表面适当部位宜布置热电阻，作为参考温度点。

试件本身开启部位缝隙应采用透明塑料胶双面密封。

B试验准备

检查安装好的试件，将热室和冷室闭合，并固定。打开热室门、关闭所有照明灯具，打开环境空间的风扇，打开空调设定为指定温度20℃。

C测试过程

启动测试系统装置，录入样品基本信息，启动制冷机组、补热开关，设定热箱、冷箱和环境空气温度。监测各控温点温度，使热箱、冷箱和环境空气温度达到设定值。这个测试段需耗时大概5～6个小时左右。当温度达到设定值后，如果逐时测量得到热箱和冷箱的空气平均温度和每小时变化的绝对值不大于0.3℃.温差和每小时变化的绝对值均不大于0.3K，且上述温度和温度差的变化不是单向变化，则表示传热已达到稳定状态。传热过程持续稳定3小时后，每隔30min采集1次参数、、、、、的测量值，共采集6组，测试结束。

D数据处理

取参数、、、、、 6次测量的平均值。按下式计算试件传热系数K值〔〕：

式中： ――电加热器加热功率，W；

――风扇功率，W；

M1――由标定试验确定的热箱外壁热流系数，W/K ；

M2――由标定试验确定的试件框热流系数，W/K；

――热箱外壁内、外表面面积加权平均温度之差，K；

――试件框热侧冷侧表面面积加权平均温度之差，K；

S――填充板的面积，；

Λ――填充板的热导率，；

――填充板热侧表面与冷侧表面的平均温差，K；

A ――试件面积，；

――热箱空气平均温度与冷箱空气平均温度之差，K、、的计算见GB/T 8484-2008。分子S・Λ・项为填充板的热损失。

图2测试及数据处理结果图

E文字报告形成

根据传热系数测试数据处理结果，结合工程委托资料和标准GB/T29043-2012中的分级表（表1）给工程传热系数的级别定级并出具书面报告。

表1 建筑幕墙传热系数分级

4.结论

外围护结构传热系数现场检测时，无法准确计量透过测试区四周向外传导的热量。另外，使用冷热箱法时，通过热室外壁向外传递的热量受到周围环境温度、风速等的影响，计量不准确。使用热流计方法时，热流计测量片本身的存在也对传热过程产生了影响，且此影响难以准确计量。因此，外围护结构的传热系数现场试验距离工程实用还有较大差距。使用计算机模拟传热过程时，计算模型难以准确复制现场施工结果，不能计及因施工导致的热工缺陷，结果偏于理论化。

传热系数的实验室测试技术是较成熟的，采用实验室防护热箱法，使用实际安装的试件，准确计量了透过试件框的传热，热箱外壁的里外两侧均控制温度且采集温差，试验数据准确可信，是目前为止理论上最贴近真实工程实际的测试方法，更具备实用意义。