GBT17370-1998含湿建筑材料稳态传热率的测定.pdf 21页

'Ics91-120.10免费标准下载网(www.freebz.net)Q25暑8中华人民共和国国家标准GB/T17370-1998idtISO10051:1996含湿建筑材料稳态传热率的测定Determinationofstead-statethermaltransmissivityofamoistbuildingmaterial1998一05一08发布1998一12一01实施国家质量技术监督局发布免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)GB/T17370-1998目次前言”·”·”·“·················”···“·“···········”·”·”···············”····“·”········””···········”···一，IS()前言···············”·””·“·“···········”···”··““············”················”···”············”·”·⋯N1范围············”···········”·······”···”.··················”·····“·········”·”·“·“···········””⋯⋯12引用标准”·”·“·············”·”·“················”····“·············”··············一””·········⋯⋯13定义·········.·········“····”··”·””·”·“·.··“·······”········“······”·”·”·····“·········”·“····“一14符号和单位···”············”··········”····，.················”·“················”·“·“·············”·“·⋯⋯25一般考虑················”····“···············”····“·············”·”·”····“··········”·”·············”·⋯36测试装置“·“·“·······”······”·”·······”··”·”·”·“··········”·”·“············”·”·“········”···”一47测试过程“··········”··”“·.················.····“·············”····“········””·”·”·“··········”··”“一48测试报告···“·“···············”··“”·“····”······”····“············”·”············”·”·“·“·······⋯⋯8附录A(提示的附录)理论基础········”··““········”····“···············“············”···“⋯⋯10附录B(提示的附录)湿流的评定和8.·h。小的情况”·················“······“··········”·⋯，⋯⋯13附录C(提示的附录)可忽略液相运动时A"(w)的近似解·····”···············”··”········⋯⋯14附录D(提示的附录)由C阶段(有液相运动)测得的热流密度和温度推导A.......................·一15附录E(提示的附录)参考文献···“··········”····”····“··”············”········”····“··⋯‘·····”·⋯16免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)GB/"r17370-1998前言本标准等同采用ISO10051:1996《绝热一湿度对传热的影响一含湿材料传热率的测定》。本标准测定建筑材料在湿稳定(材料内湿度分布不随时间改变)状态下的传热率(俗称含湿材料的导热系数)。所测结果中不包括湿度重分布所伴随的传热量，因此本方法所测结果适用于温、湿度稳定(密闭应用条件为稳定温度场)的环境中使用的建筑材料。如计算建筑物热负荷时，确定材料热性质的设计值。为准确判断是否达到湿稳定状态，强烈推荐使用恒温度控制的热性质测量装置进行测量。本标准作下述编辑性修改:1)3.1条含湿材料传热率的定义中，关于测量方法的指示移至第五章一般考虑的末尾。2)国标GB10294-1988和GB10295-1988为等效采用ISO8302和ISO8301，省略了其中某些解释性的内容。因此将ISO10051:1996引用标准中的ISO8301:1991和ISO8302:1991等标准列入参考文献。本标准的附录A、附录B、附录C、附录D、附录E都是提示的附录。本标准由国家建筑材料工业局提出。本标准由全国绝热材料标准化技术委员会(CSBTS/TC191)归口。本标准起草单位:河南建筑材料研究设计院。本标准起草人:曹声韶、白召军。本标准委托河南建筑材料研究设计院负责解释。免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)GB/T17370-1998ISO前言ISO(国际标准化组织)是一个各国标准机构(ISO成员机构)的世界性联合体。国际标准通常由ISO各技术委员会制定。每一成员体对已建立技术委员会的项目感兴趣，有权向该技术委员会派代表。官方和非官方的国际组织与国际标准化组织相互联络协调，同时也参与其工作，国际标准化组织(ISO)与国际电工委员会((IEC)在所有的电工标准化方面紧密合作。技术委员会采纳的国际标准草案分发给各成员体进行表决。作为国际标准颁布，要求投票的成员体中至少有75%赞成。国际标准ISO10051由ISO/TC163(绝热技术委员会)/SC1(试验和测量分技术委员会)制定。本标准的附录A,附录B、附录C,附录D和附录E都是提示的附录0引言如ISO10456所述，为得到使用状态下导热系数和热阻的设计值，需要含湿材料的传热率。计算任何复合传热和传湿时，也需要含湿材料的传热率。多孔含湿材料的传热包含着不同传热机理的复杂组合，包括:—辐射;—固体和气体中的热传导;—对流(在某些使用条件);—传质(在含湿材料内);以及它们之间的相互作用。虽然这些热流和质流现象的本质是过渡性的，但其中某些现象长期起作用。在评价绝热材料性能时必须区别这些现象。本国际标准测定材料的结构和湿度对传热率的长期作用，称为含湿材料传热率。它是含湿材料的一个特性，是材料含湿率的函数，通常含湿材料的传热率在材料内各部位不相同，是各层材料含湿率的函数。正确操作一台设备得到含湿材料的传热率和解释试验结果是一项复杂的工作，要给以充分的注意。建议操作人员和测量数据使用人员应具备被测材料(制品或系统)中热和湿传递机理完整的基础知识以及防护热板或热流计装置测量的经验。标准分享网www.bzfxw.com免费下载免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)中华人民共和国国家标准含湿建筑材料稳态传热率的测定GB/T17370一1998idtISO10051:1996Determinationofstead-statethermaltransmissivityofamoistbuildingmaterial范围本标准规定了一种测定含湿材料的传热率(几)的方法—温度高于。℃，用标准的防护热板或热流计装置进行测量。含湿材料的传热率是含湿率的函数，结合材料内湿度分布的资料，可预计材料的实际热性能。孟的使用、使用条件下的湿度分布以及预计使用状态下的热性能都超出本标准的范围。然而，如有可能，在确定几‘时应考虑使用条件下的湿度分布。由于分析和解释结果的困难，目前不包括瞬态测量方法。2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T4132-1996绝热材料及相关术语GB/T10294-1988绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法GB/T10295-1988绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法ISO10456绝热建筑材料和制品—确定热性质的标称值和设计值定义本标准所用术语除按GB/T4132外，采用下列定义。3.1含湿材料的传热率以)thermaltransmissivityofamoistmaterial含湿材料传热率为在稳态条件下，内部湿度分布为平衡状态、且材料内没有液相运动时，由下列方程定义的量:am一*·d.T,含湿材料的传热率是材料与含湿率和温度有关的固有性质，不受湿运动的影响，与测试条件无关。在其他场合常被称为含湿材料的导热系数。注1干材料的传热率(见附录E中ISO9288,IS08301和ISO8302)或含湿材料传热率(见本标准)都表达一种材料性质。它们具有导热系数的量纲，但只在某些(大多数为一维稳态传热和传质)方程式中可以代替导热系数。在大多数二维或三维方程、热扩散方程和非稳态问题中通常不能取代导热系数3.2吸湿范围hygroscopicrange与相对湿度为98%的环境平衡时的含湿量(或更低)。国家质量技术监督局1998一05一08批准1998一12一01实施I免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)Gs/T17370-19984符号和单位a—材料湿度影响系数,w·m2/(kg·K);c—比热容，J/(kg·K);d—厚度，m;9-湿流密度，kg/(m"·S);g,—总湿流密度，kg/(m2·S);g}—气相湿流密度，kg/(m2·S);9i—液相湿流密度，kg/(m"·S);h—比焙,J/kg;h,---蒸发或冷凝比潜热,J/kg;h,-蒸汽的比焙,J/kg;h,—液体的比焙,J/kg;4—热流密度，W/m";4m—装置的热或冷面测得的热流密度，W/m2;R-热阻，(m2·K)/W;L—时间，S;T-温度，K;v—体积湿度，kg/m";w—体积含湿量，kg/m";w}.—临界体积含湿量，体积含湿量低于此值可忽略g=kg/m";二，—气相体积含湿量，kg/m";w,-液相体积含湿量,kg/m";8,—透湿系数，m"/s;P—材料的密度，kg/m";A—干材料的导热系数,W/(m·K);l"—含湿材料的传热率,W/(m·K);R=—相对湿度。注2:本国际标准以体积湿度(v)作为水燕气扩散的动力，体积含湿量(。)为含湿量。只要采用相应的材料特性和边界条件，分别用水蒸气分压力(P.)和质量含湿率(u)代替是等效的.下标:b—区域1和区域2间的边界(见图2);cold—试件的冷面;cr—见w,=hot—试件的热面;1—试件的任意薄层;l-液相的;m-测量的;sat—饱和的;sur—试件的热或冷表面;t—总的;v—气相的。标准分享网www.bzfxw.com免费下载免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)Gs/T17370-1998一般考虑5.1引言本章叙述湿度对传热影响的机理，作为测定含湿材料热性质方法的理论基础。本章推导的公式尽可能通用化。但仍假定测量是在:。)稳态测量方法(防护热板和热流计)的装置上进行;b)温度高于冰点。5.2传热和传质湿流的定义包括气相和液相流。实质上湿流是气相和液相流的串联和并联复合，通常不可能严格区分两类湿流。然而蒸汽的比焙与液体的比焙显著不同。因此处理传湿的基础是:湿流是气相和液相流的总和。9。=a.+81·······。·”···········⋯⋯(1)在封闭系统(即具有恒定的含湿量)中，当9:=。即8.=一81····”··················⋯⋯(2)时达到稳态湿流。换句话说，当气相和液相传湿相等但方向相反时，达到湿稳定状态，即由毛细现象产生的液体运动与扩散引起的蒸汽运动平衡。随着燕汽和液体的迁移，载运各自的焙，因此导致传热量增加。由传湿引起的传热加到由“傅立叶”定律描述的传导传热上，给出最终的总热流密度如下:dT4=一^一‘石十8..‘十81.hl二’..........................(;3)式(3)的等号后第一项为温度梯度产生的热流，它主要由下列各项组成:a)固体材料及材料内孔穴中的气体的热传导;b)附于孔壁的水的热传导;c)孔穴内部或局部的蒸发和冷凝;d)孔穴内部的热辐射和自然对流。认为这四种热流都与温度梯度成正比，可以模拟“傅立叶”定律写出。一。1+4z+43+。;一“二豁························⋯⋯(4)式(3)第二项和第三项为与气相和液相的比烙及燕发、冷凝的影响有关的热流，这些热流与温度不成正比例关系。处理含湿材料内部的传热，必须区分“传导热流”和“蒸发、扩散、冷凝热流”。过去通常用总热流密度除以温度梯度得出“含湿材料的导热系数”。这种方法显然是错误的，因为它得出的是一个随测试条件而变化的数值。试验时模拟使用条件下全部复杂的湿度影响不是本标准的内容，湿流和相变的影响完全取决于材料中是否存在传湿及其大小。如果测试时考虑这些影响，将难以测得材料或构件的性质。会有不准确地估计这些影响的巨大危险。因此本试验方法的目的应是确定d-,.l.是预测在使用条件下热性能的必要基础，但预测使用条件下的热性能超出本标准范围。5.3确定含湿材料的传热率测定含湿材料的传热率总是要求有温度梯度。温度梯度引起材料内湿度重分布，这将导致两个问题:a)湿度重分布意味着试验是在一个正在变化、且不知湿度分布的材料上进行;b)湿度重分布同时引入相变和由湿流引起的传热。由于潜热效应，热量由热面传到冷面，而本标准的含湿材料传热率的定义中不包括这些潜热效应。因此，所测的热流被温度梯度除之前，应进行修正(除免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)GB/T17370-1998非认定修正量为。或很小)。测试含湿材料时，在热面或冷面测得的热流密度，基本上如图1所示。初始阶段A，由于传导、湿流影响和相变的复合作用，有大致恒定的热流密度。过渡阶段B和湿平衡的最后阶段C,︵飞汪)E﹄侧脚堵藕时间tcs>图1测试含湿材料的传热率时的热流密度在A阶段试件热面的蒸发率恒定。只有当含湿量高于吸湿范围(孔穴内相对湿度近于100%)，体积湿度分布(或蒸汽压)不受湿度分布变化的影响时才出现。如果满足以下条件，可考虑用A阶段:—试件热面的湿度高于吸湿范围;—在试件达到热平衡后，至少2h内热面的热流密度是恒定的。A阶段试件热面的湿气蒸发为水燕气穿过试件，不存在反方向的相等的(起平衡作用的)液相湿流。因此存在单纯的传质和湿度不平衡。C阶段湿气在试件热面的燕发，气相穿过试件，并在冷面冷凝。与此同时液相水由冷面传到热面。就质而言二种质流相等、相反，保持平衡。注3绝热材料中真正的液相传湿是很少的，要求含湿量高于临界含湿量(wcr)热面和冷面测得的热流方程式仁见附录A中式(A7)〕为:d了、9m=(一A"·于)。:+(B.·h)·······················⋯⋯(5)，m、’dz""’、6，‘e了’u『、，/为确定某一体积含湿量二时的传热率A"(w)，必须知道下列数值:试件表面的含湿率、温度梯度、热流密度和气相湿流量。由于传热和传质的复杂性，含湿材料的传热率很少能通过单一的试验来测定，要有一个测定计划和特殊的测试条件。即用厚试件测干材料的传热率，并在湿度分布为平衡状态、且没有液相流的情况下测定含湿传热率。通常不采用非稳态法。6测试装皿最好用按GB10295中双热流传感器方案(构造B)，也可用热面有热流传感器的单热流计方案或按GB10294规定的防护热板装置。如果不使用热流向下方案，则必须考虑由重力和空气运动(对流)引起的湿流重分布的危险。应观察并记录试件表面温度和热流密度与时间的关系。某些情况(见第7章)应埋设测量试件内部温度分布的附加温度传感器。试件应密封于气密性套内，详见7.2.测试过程7.1概述测试含湿材料时，应满足所用装置的方法标准中对烘干材料测试过程的有关要求。选用的测试温度不应有损于被测材料。高温可能造成高的蒸汽压，破坏密闭孔结构材料的孔壁。本章规定对测试含湿材料的进一步要求。本标准与有关装置的方法标准产生分歧时，按照本标准要求测试。标准分享网www.bzfxw.com免费下载免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)GB/T17370-19987.2试件的准备和状态调节试件应状态调节到要求的含湿量和湿度分布。测定A,时，如有可能应考虑使用状态下的湿分布。可用真空或非真空浸水、湿空气中吸湿或试件上喷水雾方法调节到要求的含湿量。将试件置入温度梯度中调节湿度分布，亦可将这些方法组合使用。注意由于滞迟效应，试件的湿经历可能影响含湿量。例如在相同的室内条件，平衡含湿率可能与吸湿或放湿达到平衡有关。亦可用已在使用状态下调节过的试件测试口下述关于状态调节的指南，包括了大多数材料和含湿量的组合情况。a)湿运动的影响可忽略的材料(见7.4.1)1)吸湿范围以内在要求的相对湿度中调节材料到恒重，其含湿量可以认为均匀，按7.4.1.1进行测量。2)高于吸湿范围最好在温度梯度下调节试件，按7.4.1.2进行测量。b)其他材料通常采用c阶段，以与防护热板或热流计装置测试时相同的温度梯度调节材料的湿度分布，按7.‘2进行测量。状态调节后，试件应装人气密性的封套中。封套应不透气，测试时的质量损失不应大于。.。王k8/(m"·h).如果封套在试件与测量装置间引入显著的热阻，封套的热阻必须按有关方法标准的规定处理。7.3A或c阶段的选择理论上讲测定A.可以选择A或c阶段。然而，根据材料性质、含湿量和湿度分布，实际上只选择一个阶段。选择时考虑下列因素:—透湿系数8,。对于低透湿系数材料，达到湿平衡(c阶段)要很长时间，同时在A阶段湿运动的影响小。这种材料建议用A阶段。另一选择是调节试件达到c阶段的平衡(见7.2)，在c阶段测量。—湿度分布。只有在A阶段才能维持均匀或几乎均匀的湿度分布。c阶段的湿度分布总是不均匀的。低温度梯度时，湿度重分布的速率小，平衡含湿量较均匀。如果测试时不可能同时监视湿度分布，则应通过:1)测量测试前和测试后的湿度分布;或2)测量测试前或测试后的湿度分布，并计算重分布速率来估计湿度分布。如果存在重力引起湿度重分布的危险，评价结果时应特别小Lo—吸湿率和含湿量。A阶段要求含湿量高于吸湿范围，含湿量变化时不影响体积湿度的分布。对可忽略传湿影响的材料(见7.4.1),A阶段可用于任何含湿量。在c阶段，材料大部分的含湿量在吸湿范围以内。—干燥材料的导热系数义。对于高导热系数材料，湿度影响的重要性相对小些，可以忽略。可比较氏爪的关系(见7.4.1及附录B),—使用双热流传感器装置时，判断湿平衡较容易，可获得更多的试件内传热和传湿的信息，因而提高测试结果的精度。7.4由测量的热流密度和温度值计算A`7.4.1A阶段可能有两种情况:—均匀或几乎均匀的湿度分布;—不均匀的湿度分布。免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)GB/T17370-19984.1.1均匀或几乎均匀的湿度分布认为试件内部的温度分布为线性，温度梯度dTTe.,一T-”.....⋯⋯。..⋯。.⋯。⋯(6)dx一由测量的热流密度按式((5)计算A’时，需要(g.)..或(g.·h.)，可忽略。评估g，在附录B中的B1讨论。9，·h。可忽略的情况在附录B中的B2讨论。7.4.1.2不均匀湿度分布推导l"(二，.,)需要评估(g.)..:或(9，·h,).。可忽略(见附录B中的B2).如果g，确定，式((7)的左边已知:{、_dTl(7)4二一‘g.’n,)..，一(n一‘dx)-为计算A.(二，..)，必须确定表面的dT)dxI..,如果B.·h。可忽略，式(5)可写成。、_{A二dT(8)(dx这个方程式只在试件表面处有效。在试件内部可应用式(3)。如果9""h。可忽略，因h,>>h，和h。=h，一hl，则g,"h，亦可忽略。许多情况g,"h，亦可忽略(例如g，可忽略)，那么式(8)可以用于整个试件。求解A*与二的函数，需要测量湿度和温度分布。注意确定平行板状试件内温度和(或)湿度分布的可能性。附录C中的CI给出只须测量湿度分布的近似解。7.4.2C阶段在C阶段热流和质流都是稳态:go+91=(s)在试件表面处，式(5)依然有效:1_dTl4m一一}A一-.T-}一kg..n}).,(5)、以必尹，.r因9，=一91，试件内部的式(3)可写成:dT.⋯。.。⋯。.。⋯。.。⋯。⋯.⋯(10)4=一A一dT十g.’h,与式(5)相同。实际上，如果有液相流，一般被限制在试件的某一部分(见图2)。这个区域必须与没有液相流的区域不同处理。T.....口.切<切切>切。...口口.!士巨月口万.胜r.l尝卜r﹄.卜.一J一一图2C阶段，区域1没有液相流区域2有液相流标准分享网www.bzfxw.com免费下载免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)GB/T17370-1998在理论上，区域2是材料中含湿量高于临界含湿量ah.的部分，w+的定义是含湿量低于此值时液相传递可以忽略。可能有两种情况:a)湿度不超过二e「;b)在厚度22区域内湿度超过二r。情况a)无液相迁移(在整个试件内、w=)，处理见附录D,了.5可能的测量过程流程图测定A‘的各种可能性归纳为一个流程图(见图3)。注意可得到三种不同的A’和z,之间的关系:A"(w==)含湿材料的传热率是试件表面含湿量的函数。z*=A十a·w含湿材料的传热率是含湿量的线性函数。几(二)含湿材料的传热率和含湿量之间经验关系。7.6误差测量的总误差是材料性质和不均匀性、装置的设计和操作、确定温度和湿度分布及湿迁移方法的误差总和。从式(5)和式(10)可看出，误差可能与确定下列值的误差有关:a)试件表面的热流密度4m(见有关装置的标准GB10294和GB10295);b)试件中的湿度分布二，注意测试时由于湿度重分布或通过气密性封套的湿度损失引起的误差;·，试件中的温度T和温度分布d}TX;d)气相湿流密度8。附录B中的B1和B2举例的方程式8"=-s}·窦只是近似式，而且透湿系数可能随温度和含湿率明显地变化。材料不均匀性可能造成试件内传湿和湿分布的变化;e)试件厚度d。某些情况存在由于湿度变化引起尺寸变化的危险。注意误差还可能由于测量时不在A阶段或C阶段，而是在AX阶段之间的过渡期。免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)Gs/T17370-1998图3测量过程流程图计算按照有关装置标准，计算试件的密度和质量的变化。计算试件内温度和(或)湿度分布，温度梯度和湿流密度。按照7.4给出的公式和方法计算含湿材料的传热率。8测试报告每个测试报告中应包括下列各项:a)材料的名称和其他有关的标志，包括制造厂提供的物质说明;b)试件以及其与样本的关系(可能时满足材料标准的要求)。松散材料的试件制备方法以及容器盖热阻的测量值;c)测试时试件的厚度，说明厚度是强制的或是测量的，确定强制厚度的方法以及测试时试件厚度的变化;d)状态调节的方法、持续时间、温度和湿度条件;e)调节后、测试时试件的密度;f)所用装置(防护热板或热流计装置)的形式和方案以及热流方向;9)测试时试件冷面和热面的温度以及测定方法;h)测试时测得的试件内部温度及温度传感器的型式和布置;i)测试时试件表面的热流密度与时间的关系;J)用气密性封套测试时，应给出有关封套的材料和厚度;k)干燥和(或)调节时(见7-2)质量相标准分享网对变化;www.bzfxw.com免费下载免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)GB/T17370-19981)测试时质量的相对变化;m)完成测试的日期，整个测试持续时间和稳态部分持续时间(如果这些资料有助于解释结果);n)含湿率及测量方法;。)有关阶段的选择以及测试过程的说明(见图3);P)气相湿流密度的评估和含湿量的计算;q)A’与含湿量的关系;r)误差估计，强烈建议在报告中申述测量结果的最大预期误差。当本标准中一个或几个要求不满足时，建议包含一个估计测量结果的误差(或各项误差)的完整报告;5)符合性申明:当环境或要求阻碍完全满足本国际标准叙述的测试过程，可同意作出例外。但必须在报告中专门说明，推荐的词句是:“本测试除··⋯外，符合GB/T1737。的全部要求。所有例外的清单如下”。免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)GB/T17370-1998附录A(提示的附录)理论基础A1引言本附录叙述湿度对传热影响的机理，为确定含湿材料热性质的测试方法提供理论基础。所测得的性质可用于预计含湿材料的热性能。虽然本附录中推导的公式尽可能通用化，但仍假定测量系在下列情况下进行:—在稳态法装置(防护热板或热流计)上进行;—温度高于纯水的冰点((o0C>oA2传热和传质A2.1简单情况下的传质现象一个具有恒定温度、以水平平板为边界的匀质多孔介质(见图A工)，在时间t=。时，温度为To，均匀含湿量为w。。不>兀w。，常数图A1为简化起见，只考虑垂直方向一维传质。当时间t>。时，上部边界的温度增加到T,(T,>To).作用在介质上的温度差将改变其温度分布，并造成液相和气相的传质。下面定性讨论由这些机理引起的传质现象。A2.2气相传质上部边界温度升高导致靠近边界处的液相水蒸发，使这一区域内空气的体积湿度增加。因冷区的平衡体积湿度较低，通过简单的空气中水气扩散过程，湿度从热区迁移到冷区。随着迁移，部分水气在多孔介质的固体上，以及已存在的半月形的液体上冷凝(见图A2)。为维持热力学平衡，随着A点的冷凝,B点水分蒸发。因此水气通过连续的表面上交替蒸发和冷凝，迁移到冷区。标准分享网www.bzfxw.com免费下载免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)cB/T17370-1998固体s点蒸发热流方向液体A点冷凝图A2多孔介质内的气相流A2.3液相传质气相迁移导致热区的含水量减少，因此这个区域的毛细压力减小。这个压力差引起与气相运动方向相反的液相运动(“吸力”效应)。由于温度梯度引起热区的毛细压力增加，毛细压力增加阻止由于含水量梯度导致的液相运动(见图A3).热流吸力:毛细压方随含水量增加向保持:毛细压随温度增加液相流图A3多孔介质内的液相传质A2.4总的传质如用9，和9，分别表示气相和液相质流密度，则总的质流密度9，为:9，二8.+%1·······················。··⋯(A1)在一个密封系统中(即恒定含湿量)，当9，=。即9，=一%1..............................(A2)这时，达到稳态质流。换句话说，当气相传质和液相传质大小相等方向相反时，即毛细作用的液相运动与扩散作用的气相运动平衡时达到稳态质流。A2.5传热方程随着气相和液相迁移，各自载运了相应的焙，导致传热增加。由湿流引起的传热加到以“傅立叶”定律描述的传导传热方程上，给出最终的总热流密度方程如下:、_dT9=一人’丽十gy今气十91‘n,(A3式(A3)等号后第一项描述由温度梯度引起的热流(见图A4)，它主要由下列组成:免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)cB/T17370-1998图A4孔穴中传热机理—固体材料(la)以及材料内部孔穴中(湿)空气(lb)的传导热流密度q3—附在孔穴壁的水的传导热流密度qz。这些水的并联导热，降低总的有效热阻;—孔穴中或局部的燕发和冷凝热流密度q3。湿度以气相单向运动，然后恢复液相。注意这是孔穴壁的温度差引起的局部过程，甚至湿度梯度等于“V时亦会发生，不应与大范围的湿流效应或材料内湿度重分布混淆;—辐射热流密度q43—孔穴中的对流热流密度qs，实际上极大多数情况可以忽略。假定这五种热流都与温度梯度成比例。因此可模拟“傅立叶”定律写出dT。=。.+。+口-4-。丰n，二一a""-⋯⋯。..·············..⋯⋯(A4)，一，1·，2『，刁，V4’，s一’，dx重要的是仔细区分使用状态的湿度影响与试验室测试时的湿度影响。测试时模拟使用条件下的全部复杂的湿度影响是不现实的和不必要的，湿流和相变的影响取决于材料中是否出现传湿及其大小。如果试验时考虑这些影响，难以得到一种材料的性质，亦有过分估计这些影响的巨大危险。因此本试验的主要目的应是确定a",x.可转而用以预计材料在使用条件下的热性能。A3确定含湿材料的含湿传热率A3.1概述确定含湿材料的传热率总是要求有温度梯度。通常这将引起材料内的湿度重分布，湿度重分布导致二个间题:—湿度重分布意味着试验是在一个正在变化、并不知其湿度分布的材料上进行;—湿度重分布的同时产生湿流和相变传热。这些影响与材料使用时的湿度影响不是完全相同。因此在测试时这些影响应该是可忽略的或确切知道的。测试含湿材料时，热面测得的热流基本按图1所示规律变化。初始阶段A(包括传导、湿流效应和相变在内，具有大致恒定的热流)，过渡阶段B和湿平衡的最终阶段C,含湿量大于吸湿范围时存在A阶段。即使含湿量变化，材料孔穴内的相对湿度仍保持在10000。某些例子中可能观察不到A阶段。A3.2试件表面热流q.表达式测试时所测的量之一是试件热面或冷面的热流密度(q.)。因此有必要推导4m与含湿材料传热率以’)、温度梯度等项的表达式。由式(A3)可得试件表面处的方程‘dTq.一“’能十“二%}+9}·h,························⋯⋯(A5)标准分享网www.bzfxw.com免费下载免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)GB/T17370-1998由于试件表面处he=h}-h=g}=-g}，可得、_dT9m=一流一石十he’%r(A6)这个方程式在冷面和热面都可应用:1、.dTl9m={一^"r_I十(he.B.)-(A7)、以去r..式中下标sur代表热表面或冷表面。附录B(提示的附录)湿流的评定和8.·几.小的情况B1气相湿流8，的评定假定湿流是由体积湿度梯度造成，对许多绝热材料而言，这是个合理的简化。可应用菲克定律求8"的估计值。在A阶段，含湿量高于吸湿范围，材料的孔穴中相对湿度近似为10000。因此，体积湿度等于饱和体积湿度。饱和体积湿度仅是温度的函数。dv.二。⋯。.。..⋯。。“二。·。⋯⋯(Bl)B.=一d",.‘ax式中:Sv—材料的透湿系数，m"/s;v,8—饱和体积湿度，kg/m",S，可以用“湿杯法”测得，则可由式(BD得出%-注4:水蒸气分压力(p)可代替体积湿度(v)作为水蒸气扩散的动力。另一个估计8，的方法是:在类似的试件上，在类似边界条件下进行平行试验，并在这些试件中测定湿度重分布和湿流。B2g.·h。小的情况一种情况是:he-8"-rd,《},dT(B2)由于dvdT=玉.dT(B3)d丁令davT=,dT一d.r此处在10℃时k=0.6X10-";在20℃时k=1.OX10-";在30℃时k=1.6X10-",dT，，_，__，并且假设忽略9，.h。的条件是8"·h。小于l"’as田3%a·叫得mdT人_·S。k。二二<。。。·、二d_T(B4)dT最后得。<0.03.，一8-..⋯。。.⋯。..⋯。.·..·.一。·。‘B5)n,.月此处S+是忽略9，·h。的上限。免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)GB/"r17370-1998、、_、、，‘，，L_=L_dT二，、，.，，__.*、。一。一、~、、_。.一，_.。_.、_汪息达中余仟勺一丽”尤天i田此pi得出，低温度饰度侧试小足g..heaj目切思峪的万莱。作为指导，图Bl示出三种不同温度下几的数值。如果3%的误差可接受，则处于有关线下的材料可忽略g,"h。某些典型建筑材料的值形象地示于图中。图Bl显示温度愈低，忽略g.·h。愈正确。因此将热流传感器置于试件冷面将得到最准确的结果。R.107·10-6之N已月匕0一卜卜忆粼嵘n︺赵叼2·10一b含湿材料的传热率又“.W/(m·K)图BI温度为10"C,20℃和30℃时的氏附录C(提示的附录)可忽略液相运动时又.(w)的近似解C1只测A湿度分布如果只能测量湿度分布，那么可得到下述近似解。将试件考虑为，层等厚度d的薄片;已知其均匀的含湿量w(例如通过切割和称重)，且假定A’与含湿量w为线性变化(大多数情况，至少对低或中等标准分享网www.bzfxw.com免费下载14免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)cs/T17370-1998含湿量为真实的);人’随温度的变化可忽略。则七=几+a·w;(Cl)式中:a—系数;人—试件为绝干时的导热系数;w—含湿量;i—代表试件中任意薄层。试件的总热阻为各单层热阻的和。Tn。-T..ia9m=一傀(C2)己艺aw,+A式(C2)中唯一的未知数为a。因此，可以确定A.随含湿量的变化。C2只测1t温度分布在平衡状态(C阶段)可假定体积湿度是均匀的，且等于冷面的饱和体积湿度。V=V=,·T..m(C3)式中:V;—试件任意薄层i的体积湿度;V...>T..ia—冷面的饱和体积湿度。那么材料内任意薄层i的相对湿度是V;R=(C4)，V=,,了式中:Rx.+—试件任意薄层i的相对湿度;V.-T;—试件任意薄层i的饱和体积湿度。含湿量w、可从吸收释放曲线上查得。注意由于滞迟效应，含湿量可能与由吸收或者释放达到有关。然后可应用C1的过程。注5:水蒸气分压力(D.)可代替体积湿度(v)作为水燕气扩散的动力.附录D(提示的附录)由C阶段(有液相运动)测得的热流密度和沮度推导又‘应测量区域1和区域2边界处的温度、湿度分布(见图2).用下列方法的一(或几)种区分区域1和区域2及测定区域之间的边界线:—用相同材料和相同边界条件进行平行测试;通过重量分析法或中子吸收法测定湿度分布。—在测试时用中子吸收法测定湿度分布。—计算试件内的湿度分布。在区域1内，没有液相迁移，因此dT犷qm一q一---dx(D1)注意本式仅适用于区域1,区域1也可按7.4.2条处理。在区域2，得9m一。2一(一‘·daT2l"+(;二‘.}z(D2)此处下标2表示区域20区域2也可按7.4.1.2求解。免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)GB/T17370-1998附录E(提示的附录)参考文献仁1]ACHTZIGER,J.andCAMMERER,J.UntersuchungdesanwendungsbedingtenEinflussesderFeuchtigkeitaufdenWarmetransportdurchgedammteAussenbauteile.Bauphysik,12,1990,pp.42-46.[2]BOMBERG,M.andSHIRTLIFFE,C.J.InfluenceofMoistureandMoistureGradientsonHeatTransferThroughPorousBuildingMaterials.ThermalTransmissionMeasurementsofInsulation,ASTMSTP660,R.P.Tye,Editor,AmericanSocietyforTestingandMateri-als,Philadelphia,1978.[3]KUMARAN,M.K.MoistureTransportThroughGlass-FibreInsulationinthePresence,ofaThermalGradient.JournalofThermalInsulation,10(April),1987,p.243.[4]KONZEL,H.WieistderFeuchteeinflussaufdieWarmeleitfahigkeitvonBaustoffenunderheutigenBedingungenzubewerten7Bauphysik,11.1989,pp.185-189.[5]LANGLAIS,C，HYRIEN,M.andKLARSFELD.S.InfluenceofMoistureonHeatTrans-ferThroughFibrous-InsulatingMaterials.ThermalInsulation,MaterialsandSystemsforEnergyConservationinthe80s.ASTMSTP789.F.A.Govan.D.M.GreasonandJ.D.McAllister,Editors,AmericanSocietyforTestingandMaterials,Philadelphia,1983,pp.563-581.[6]PEDERSEN,C.R.andCOURVILLE,G.E.AComputerAnalysisoftheAnnualThermalPerformanceofaRoofSystemwithSlightlyWetFibrousGlassInsulationunderTransientConditions.JournalofThermalInsulation,15.October1991,pp.110-136.仁7]PEDERSEN,C.R.CombinedHeatandMoistureTransferinBuildingConstructions.Ph.D.thesis,Report214,ThermalInsulationLaboratory,TechnicalUniversityofDenmark,1990.[8]SANDBERG,P.I.ThermalResistanceofaWetMineralFiberInsulation.ThermalInsula-tion:MaterialsandSystems,ASTMSTP922,F.J.PowellandS.L.Matthews,Editors,AmericanSocietyforTestingandMaterials.Philadelphia,1987,pp.394-404.[9]SANDBERG,P.I.ThermalResistanceofWetInsulationMaterials.SwedishNationalTest-ingInstitute.TechnicalReport29,Boras,1986.[10]SANDBERG,P.I.DeterminationoftheEffectsofMoistureontheThermalTransmissivi-tyofCelluloseFiberLoose-FillInsulation.ThermalPerformanceoftheExteriorEnvelopesofBuildings,ASHRAE/DOE/B/BTECCConference,ClearwaterBeach,Florida.December1992,pp.517-525.[11]THOMAS,W.C.，BAL,G.P.andONEGA,R.J.HeatandMoistureTransferinaGlassFiberRoofInsulationMaterial.ThermalInsulationMaterials,andSystemsforEner-gyConservationinthe’80s,ASTMSTP789,F.A.Govan,D.M.GreasonandJ.D.McAllister,Editors,AmericanSocietyforTestingandMaterials,Philadelphia,1983,pp.582-601.[12]ISO8301:1991,Thermalinsulation-Determinationofsteady-statethermalresistanceandrelatedproperties-Heatflowmeterapparatus.标准分享网www.bzfxw.com免费下载16免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 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