本标准等同采用ISO 8301:1991(E)《绝热———稳态热阻及有关特性的测定———热流计法》。本标准代替GB/T 10295-1988《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定———热流计法》。本标准规定了使用热流计装置测定板状试件稳态传热性质的方法和传热性质的计算。 GB/T 10295-2008 绝热材料稳态热阻及有关特性的测定 热流计法 GB/T10295-2008 标准下载解压密码：www.bzxz.net

ICS 91. 120. 10
中华人民共和国国家标准
GB/T10295—2008/ISO8301:1991(E)代替GB/T10295—1988
绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法
Thermal insulation--Determination of steady-state thermal resistance andrelatedproperties-Heatflowmeterapparatus2008-06-30发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2009-04-01实施
GB/T10295--2008/IS08301:1991(E)本标准等同采用IS08301：1991(E)《绝热——稳态热阻及有关特性的测定—热流计法》。本标准代替GB/T10295一1988《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法》。本标准与GB/T10295一1988相比主要变化如下：将国际标准中的引言列为本标准的引言；-第1章概述中增加了部分术语定义，增加了符号、物理量和单位说明，增加了影响热性能的因素、取样、精确度和重现性、校验步骤、仪器和试件的限制等内容；规范性引用文件是ISO8301：1991(E)中所引用的国际标准；删除了原标准“第5章装置的技术要求”中对热流计装置的标准尺寸的建议；修改部分仪器和试验参数，主要有：a）原标准5.2.5规定“热电偶的直径应小于0.2mm”改为“热电偶的直径不大于0.2mm”；b）原标准6.2.1规定“不平度小于30μm”改为“不平度小于25μm”；c）原标准7.2.2建议的调湿环境温度\293士1K”改为\296K士1K”；按照ISO8301：1991(E)重新编写了附录；增加了附录NA。
本标准的附录A为规范性附录，附录B、附录C、附录D、附录E和附录NA为资料性附录。请注意本标准的某些内容有可能涉及专利，本标准的发布机构不应承担识别这些专利的责任。本标准由中国建筑材料联合会提出。本标准由全国绝热材料标准化技术委员会(SAC/TC191)归口。本标准负责起草单位：南京玻璃纤维研究设计院。本标准主要起草人：张剑红、戴自祝、曹声、曾乃全。本标准所替代标准的历次版本发布情况为：GB/T10295—1988。
GB/T10295—2008/IS08301:1991(E）0.1标准结构
本标准分为三个章节，叙述了使用和设计热流计装置所需要的所有信息：1概述；
2装置与标定；
3试验过程。
使用本方法时，如果只是以测试为目的，使用者可能只关注第3章。但为了获得准确的结果，还需要熟悉其他两章内容。使用者必须对概述的要求有较深刻的认识。第2章直接针对装置的设计者，但为了制造出好的装置，使用者同样必须熟悉其他章的内容。0.2热传递和测试性能
大量测试是对低密度多孔材料进行的。这种情况下材料内部的实际传热包括以下不同方式的复杂组合：
辐射；
固相和气相内的传导；
一一对流（在某些操作条件下）；以及三者之间的相互作用和传质，尤其是在含湿材料的情况。对于这些材料，通过测量热流量、温度差及尺寸，利用公式计算得到的试件的传热性质（常误称为导热系数），可能并不是材料自身的固有性质。根据ISO9288，该性能应被称作“传递系数”，因为它可能取决于测试条件（传递系数在其他地方常被称为表观导热系数或有效导热系数）。在相同的测试平均温度下，传递系数可能在很大程度上取决于试件的厚度或温差。
辐射传热是传递系数受试件厚度影响的首要因素。因此，不仅试件本身性质会影响试验结果，而且与试件接触的表面的热辐射特性亦会影响试验结果。因此如果提供了表面的相关信息，热阻就能较好地描述试件的热性能。
当试件中存在有对流的可能性时（如低温下轻质的矿物棉材料），装置的方向、试件的厚度和温差都可能影响传递系数和热阻。对于这种情况，虽然试验步骤中提供的内容不会提供详细的测试条件，但至少应详细说明试件的几何形状和边界条件。另外，评估测量结果时，尤其在实际应用测量结果时应有足够的相关知识。
在测量过程中试件含湿量对传热的影响也是一个复杂的因素。因此，干燥试件仅需根据本标准程序进行试验。对于含湿材料的试验，需要其他注意事项，本标准不包括这些内容。当按本标准方法确定的传热性质用于预测实际使用情况下的特定材料的热品质时，尽管其他因素如施工工艺会产生影响，但掌握物理原理也是十分重要的。0.3所需背景
为了得到正确的结果，热流计装置的设计和正确操作，以及试验结果的解释是一项复杂的工作，需要格外引起注意。建议热流计装置的设计者、操作者、试验结果的使用者应对被评估的材料、制品和系统内的传热机理应有完整的知识，并有相关的电气和温度测量经验，特别是对弱电信号测量有一定的了解。也应其备良好的实验室实践技能。设计者，操作者和数据的使用者对上述各领域知识要求的深度可能不同。0.4设计、尺寸和国家标准
世界各地存在着符合各自国家标准的很多不同的热流计装置设计，并且不断研究、发展以提高设备I
GB/T10295—2008/IS08301:1991(E)和测量技术。因此，要求一种特定设计或尺寸的装置是不切实际的，尤其是当总体要求可能相差很大时。
0.5指南
由于发现不同形式的装置得到可比较的结果，本标准给新装置的设计者提供的温度和几何尺寸的范围都足够大。建议新装置的设计者仔细、全面地阅读附录E中的参考文献。在新装置完工后，建议采用一个或几个不同可测热阻范围的参考材料进行试验以检验装置。为了获得正确的结果，本标准仅对设计和操作热流计装置提出必要的强制性要求。附录A列出了本标准阐述的装置性能和试验条件的极限数值。本标准还包含推荐的操作程序和实践知识，以及建议的试件尺寸，这些会提高一般测量水平，有助于改善实验室间对比和合作测量程序。1概述
1.1范围
GB/T10295—2008/ISO8301:1991(E)绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法
1.1.1本标准规定了使用热流计装置测定板状试件稳态传热性质的方法和传热性质的计算。本方法是根据被测试件与标准试件热阻相比较而得出的一种间接或相对的方法。符合本标准试验方法的报告，试件的热阻应大于0.1m2：K/W，且厚度满足1.7.2的要求。1.1.2如果试件满足1.8.1的要求，结果应表述成试件的热导率和热阻。1.1.3如果试件满足1.8.2的要求，结果应表述成试件的平均导热系数。1.1.4如果试件满足1.8.3的要求，结果可表述成材料的导热系数或表观导热系数。1.2规范性引用文件
下列标准包含条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。ISO7345:1987
ISO8302:1991
ISO9229:1991
ISO9251:1987
ISO9288:1989
ISO9346:1987
1.3术语和定义
物理量和定义
稳态热阻及有关特性的测定
—防护热板法
材料、产品和体系-一词汇
传热条件和材料性能词汇
辐射传热—物理量和定义
物理量和定义
ISO7345或ISO9251确立的以及下列术语和定义适用于本标准：物理量
热流量
热流密度
热图\
热导率
导热系数\
热阻系数
孔隙率
局部孔隙率
m2·K/W
W/(m2·K)
W/(m·K)
m·K/W
1）某些情况下，可能需要考虑温差被热流量除，没有特殊的符号来表示此物理量，有时也被称为阻值。2）在大多数情况下，热流和温度梯度gradT的方向不同(不是由单一常数入确定，而是由常数矩阵确定）；此外，试件内部位置变化、温度变化以及时间变化都会引起导热系数的变化。porousmedium
多孔体
均质体
homogeneousmedium
GB/T10295—2008/IS08301:1991(E）均质多孔体homogeneousporousmedium非均质体heterogeneousmedium
各向同性体isotropicmedium
各向异性体anisotropicmedium
稳定体stablemedium下载标准就来标准下载网
热均质体thcrmallyhomogeneousmedium导热系数[]不是物体内部位置的函数，但可以是方向、时间和温度的函数。1.3.2
热的各向同性体
thermallyisotropicmedium
导热系数[)不是方向的函数，但可以是物体内部位置、时间和温度的函数，每一点的{】由单一的入值确定。
热稳定体thermallystablemedium导热系数入或[入]不是时间的函数，但可以是物体内的坐标、温度和方向的函数。1.3.4
试件的平均导热系数meanthermalconductivityofaspecime由热均质和各向同性(或具有垂直于表面的对称轴的各向异性)的、在测量的精度和测量时间内是热稳定的、且导热系数入或[)为常数(或与温度成线性函数关系)的材料制成由两个平行的等温表面和与表面垂直的边缘形成的板状物体，在边缘绝热的边界条件下，在稳定状态下确定的传热性质。1.3.5
试件的传递系数transferfactorofaspecimen器=景,单位为 W/(m · K)。它取决于试验条件,表征试件与传导和辐射复合传热传递系数 T==,
的关系。也常被称为试件的测量等效、表观或有效导热系数。1.3.6
材料的表观导热系数thermaltransmissivityofamaterial表观导热系数入,=，
，单位为W/(m·K)。这里△d/△R与厚度d无关。它与试验条件无关，表AR
征绝热材料与传导和辐射复合传热的关系。表观导热系数可看作是在传导和辐射复合传热情况下，传递系数在厚试件中达到的极限值，也常被称为材料的等效或有效导热系数。1.3.7
稳态传热性质steady-stateheattransferproperty与下列性能之一有关的通用术语：热阻、传递系数、导热系数、热阻系数、表观导热系数、热导率和平均导热系数。
室温roomtemperature
通用术语，指人在该环境的温度下感到舒适的测量平均试验温度。1.3.9
环境温度ambienttemperature
通用术语，指试件边缘或整个装置周边的温度。对于封闭装置为箱内温度，不封闭的装置则为实验室温度。
操作者
operator
指负责热流计装置试验操作并且出具结果报告的人。1.3.11
数据使用者
datauser
应用和解释测量结果以判定材料或系统性能的人。1.3.12
设计者
designer
GB/T10295—2008/IS08301:1991(E)为满足装置在指定试验条件下要求的预定性能，研究装置的构造细节和为验证装置的预期准确度而确定试验程序的人。
符号和单位(见表1)
d,,d,,\\,ds
物理量
在选定的等温面上测量面积或计量区域面积比热容
被测试件垂直于等温面的厚度
双试件装置中每一块试件的厚度双试件的平均厚度
指定试件s1,52，,5,的厚度
测试中冷热板间允许的最大距离热流计输出
热流计的标定系数
热流计的边长
热流计计量区域的边长
状态调节后相对质量变化
干燥后状态调节产生的相对质量变化干燥后相对质量变化
试验后试件的相对质量变化
来样时试件质量
干燥后的试件质量
状态调节后的试件质量
试验后的试件质量
试验前，试件经干燥或状态调节后的质量热流密度
双试件装置中通过每一个试件的热流密度热阻系数
双试件装置中的平均热阻系数
标准试件的热阻
J/(kg·K)
W/(mV·m2)
m·K/W
m·K/W
m2·K/W
m2·K/W
GB/T10295—2008/IS08301:1991(E)符号
51 952 +***55
T=(T+T.)/2
d=(d'--d')/2
T=(AT-△Tm)/2
T=(△T-AT\)/2
AT=T,-T,
(\),(\)
表1(续）
未知试件的热阻
双试件装置中的总热阻
一套厚度不同的试件
试件的传递系数
平均温度
双试件装置中试件的热板温度
双试件装置中试件的冷板温度
双试件装置中试件(\)的平均温度双试件装置中试件(\)的平均温度体积
厚度的增量
双试件装置中试件()和试件(\)的平均厚度差试件(\)和试件(\)在T。温度下导热系数的差值试件()和试件(\)在平均温度T。时温度的差值试件(')和试件(\)冷热板温差的差值热阻的增量
双试件装置中试件(\)和试件(\)各自的冷热板温差热流计的灵敏度系数
热流量
未知试件的热流量
标准样或参考样的热流量
导热系数
双试件装置中试件(\)和试件(\)的导热系数入(T)对温度的一阶导数
入(T)对温度的二阶导数
双试件装置中的平均导热系数
试件平均导热系数或在平均温度T。的导热系数防护热板法中试件(')和试件(\)的平均导热系数材料的表观导热系数
热导率
被测干燥材料密度
状态调节后的密度
试件密度与比热容乘积
孔隙率
局部孔隙率
双试件装置中第一块和第二块试件的标记单
m2·K/W
m2·K/W
W/(m·K)
W/(m·K)
m2·K/W
mV/(W.m\)
W/(m·K)
W/(m·K)
W/(m·K*)
W/(m·K*)
W/(m·K)
W/(m·K)
W/(m·K)
W/(m·K)
W/(m2·K)
J/(m2·K)
1.5意义
1.5.1影响传热性质的因素
试件的传热性质可能会：
一一一由于材料或样品成分的改变而改变：受含湿量和其他因素影响；
随时间而改变；
随平均温度而改变；
—取决于以前的热经历。
GB/T10295—2008/IS08301:1991(E）因此必须认识到，在特定应用下选用代表材料传热性质的典型数值时，应考虑以上影响因素。不应未作任何变化而应用到所有使用情况。例如，使用本试验方法得到的是经干燥处理试件的热性能，然而实际使用时可能是不现实的。更基本的是材料的传热性质与许多因素如平均温度和温度差有关。这些关系应在典型使用条件下，测量或者试验。
1.5.2取样
确定材料的传热性质需要有足够的信息。只有样品能代表材料，试件文能代表样品时，才能用单次测量来确定材料的传热性质。选择样品的步骤一般应该在材料规范中规定。试件的选择也可在材料规范中做部分规定。由于取样超出本方法范围，所以当材料规范没有涉及到该问题时，应参考适合的文件。1.5.3准确度和重复性
评价本方法的准确度是十分复杂的，因为它不仅与装置的设计、相关仪表有关，还与被测试件的类型有关。准确度和标定是参考材料的函数。1.5.3.1保持在装置中的试件，不改变测试条件，随后进行测定的重复性一般远优于1%。同一参考试件重新安装后测试的重复性一般优于士1%。前后数据差距主要是测试条件的微小变化造成的，如试件和热流计之间的压力（会影响接触热阻）、试件周围空气的相对湿度（会影响试件的湿度）。该重复性水平是鉴定测定方法误差所必须的，同时也是在质量控制应用中所期望的。1.5.3.2当试验平均温度接近空温时，热流计装置的标定准确度一般在士2%以内。当测定参考材料热性质时，标定准确度主要取决于防护热板法的准确度。1.5.3.3因此，当试验平均温度接近室温时，本方法的测定准确度在士3%以内。1.5.4标定步骤
应遵循下列方法之一：
1.5.4.1试验装置应该在试验前后24h内用公认的标准实验室所发行的校验标准进行标定。校验标准的稳定性取决于材料的类型。虽然一些校验标准已成功运用了二十多年，但仍建议每五年检查一次。出具数据的试验和装置标定试验应在官方校正标准时使用的冷、热面温度近似的温度下进行。1.5.4.2在热流计的长期和短期稳定性证明优于土1%时，标定的时间间隔可以更长些，如15d～30d。只有在标定完成后且该标定结果与前面的测试结果变化小于1%时，该测试结果才可报出。以两次标定的平均作为标定系数，用此值测定试件。当标定的变化大于士1%时，这段时间内的测试结果应视为无效，然后按步骤1.5.4.1重新测试。1.6原理
1.6.1当热板和冷板在恒定温度和恒定温差的稳定状态下，热流计装置在热流计中心测量区域和试件中心区域建立一个单向稳定热流密度，该热流穿过一个（或两个)热流计的测量区域及一个（或两个接近相同)的试件的中间区域
1.6.2本方法是间接或相对的方法，由测试试件的热阻和标准试件热阻比值而得。标准试件的热阻必须用ISO8302防护热板法测定。
GB/T10295--2008/IS08301:1991(E)1.6.3在试件和热流计的整个区域内无法获得理想的单向热流密度。因此，必须给出下列注意事项：试件和热流计边缘热损失问题；a）
b）标准试件和被测试件的热性能和几何尺寸(厚度)的差别；防护热板法测定标准试件热阻和用标准试件标定热流计装置之间（如果有）温度边界条件的c）
差异。
1.6.4假定测量区域具有稳定的热流密度，并有稳定的温差△T和平均温度T。用标准试件测得的热流量为Φ，、被测试件测得的热流量为Φ。，则标准试件热阻R，和被测试件热阻R。的比值为：RΦ
从上式可计算出Ra。
1.6.5如果满足确定导热系数的条件，且试件厚度d已知，可算出试件的导热系数。1.6.6本方法的应用受以下因素的限制：一、仪器产生单向稳定热流密度的能力；二、测量温度、厚度和热流计产生的电动势等数据的准确度。1.6.7此外，试件也限制了本方法的使用，如试件的厚度不完全相同（在双试件装置中）或试件表面不够平坦、平行等。
1.7装置的限制
装置的使用受到许多有关标定和试件厚度因素的限制。1.7.1有关标定的限制
装置不应在标定温度以外的其他温度使用。如果在某个温度范围内建立了标定曲线，就不允许使用外推法。
在使用装置测量与标定时差不多的热流密度时要特别注意，它不仅与被测材料的类型有关，还与试件厚度和试验温差有关。
1.7.2试件厚度的限制
1.7.2.1总则
为了限制边缘热损失的影响，试件的组合厚度，即热流计和试件的厚度或冷热板间的距离应该受到限制。由于防护热板法的边缘热损失已经估算出，因此必须根据防护热板法中试件的几何尺寸选择本方法中试件的几何尺寸。
边缘绝热材料及试件周围环境温度对边缘热损失也有影响。1.7.2.2冷热板间的最大间距
热板和冷板间允许的最大间距为D.，该值与热流计一边的长度L、热流计测量区域的长度L、非测量区域的宽度(L一L.）、热流计的结构和被测试件的性能都有关。目前还没有合适的理论依据预测试件允许的最大厚度，因此用防护热板法的分析结果作指导是必要的。文献[19]和文献[23]关于防护热板法的分析以及附录C都可以为该值的估计提供一些参考。在单试件对称方案中（见2.1和图1)，试件厚度的最大值增加50%，和双试件的对称方案一致。如果试件厚度超过装置极限，那么就应该用装有更大的板的装置或防护热箱法做试验。1.7.2.3最小厚度
试件的最小厚度由1.7.3中的接触热阻决定。在要求导热系数或热阻系数时，试件最小厚度也受厚度测量仪器准确度的限制。
1.7.3接触热阻的限制
当测试硬质试件时，如试件的材料较硬，冷、热板间的压力不能使试件产生很好的形变而导致试件与冷热板不能很好地接触，甚至试件和装置面板（表面不是十分平）表面的微小不均匀都会造成试件和冷热板、热流计的工作表面之间的接触热阻不均匀分布。这将导致试件内的热流分布不均匀，从而产生热场变形；如果没有专业技术支持，将难以精确地测6
量表面温度。
1.8试件的限制
1.8.1热阻、热导率或传递系数
1.8.1.1试件的均匀性
GB/T10295—2008/IS08301：1991(E）测量非均质试件热阻或热导率时，试件内和测量区域表面的热流密度可能既非单向又不均匀，试件中的热场扭曲会导致产重误差。试件中靠近计量区域的部分，尤其在这个区域边缘的不均匀性影响最大，因此很难给出在这种情况下本方法适用性的指南。最大的风险是由于热流计中温度分布不均产生的边缘热损失误差会随着试件中不均匀性的位置变化以不能预料的方式变化，从而导致3.4中提出的所有检查可能受到系统误差的影响，而这些系统误差掩盖了不同测定的真实差别。在某些试件中，在微小距离上可能会出现结构变化。许多绝热材料都是这样。在另一些试件中，试件与冷、热板接触的表面及试件与热流计接触的表面之间可能存在直接的热短路。当与试件表面接触的导热较快材料被低热阻通道连接时，影响最大。1.8.1.2温差的影响
热阻或热导率可能是试件两面温差的函数。在报告中必须说明报告值可应用的温差范围或者清楚地注明报告值用单一温差测定的。1.8.2试件的平均导热系数
为了测定试件的平均导热系数或热阻系数（或表观导热系数）（见1.3.4)，应满足1.8.1的要求。试件应是ISO9251中定义的热均质体或均质多孔体。均质多孔体是指任何非均质部分的尺寸小于试件厚度的1/10，另外，在任意平均温度，热阻都与试件温差无关。材料的热阻取决子所有相关的热传递过程。热传导、辐射和对流是主要机理。然而，这三者之间相互作用会产生非线性影响。因此，尽管人们对最基本的机理研究理解得十分透彻，但实际分析或测量时仍很困难。
热传递过程的程度取决于试件两侧的温差。对于许多材料、产品和系统，在典型使用的温度差时会发生复杂的关系。此时，使用平均导热系数并且确定其在一定温差范围内的近似关系是比较合适的。还有一些试件虽然满足均质要求，但却是各向异性的，如平行于试件表面方向与垂直于试件表面方向两者测得的导热系数不同。这可能会导致较大的不平衡和边缘热损失。1.8.3材料的导热系数、热阻系数和表观导热系数1.8.3.1总则
为了测定材料的导热系数或热阻系数，应满足1.8.2的要求。另外，必须有足够的抽样以保证材料是均质或均质多孔的，这样测量才具有代表性。试件厚度必须大于某一厚度，该厚度是指当材料、产品或系统的厚度增加时，其传递系数增加不会超过2%所对应的厚度。1.8.3.2与试件厚度的关系
试件中包含的传热过程中，只有传导产生的热阻与试件的厚度成正比，其他传热过程的关系较复杂。试件越薄、密度越小，热阻越与传导以外的过程有关。因而测定结果与试件厚度有关，不能满足导热系数和热阻系数定义的要求。对于这类材料，测定应用条件下的热阻是合适的。可以认为所有材料都存在厚度的下限，低于该厚度时，试件有独特的热性能而不是材料的热性能。因此需要通过测量获得这个最小厚度值。1.8.3.3测定材料传热性能定义的最小厚度如果不知道能够确定材料表观导热系数的试件最小厚度，就需要估计该厚度。可按3.4.2列举的粗略过程进行估计。
要区别由于冷、热板面或热流计表面下放置热电偶所产生的附加热阻、试件表面不平所引起的附加热阻和试件内由于传导和辐射两种传热模式所起作用而产生的热阻变化。它们以相同的方式影响测量结果，并且经常是叠加的。
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