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。