3.4养护时间对结果的影响
在测试过程中试件的含湿量对结果的影响是不容忽视的。在测试过程中当周边温度降低,低于砌体材料内孔混合气体露点时,水汽凝结为水,加之水在材料内特殊出现的毛细作用,使材料内的传热方式由单一的导热,转变为兼含导热和比导热强烈得多的热对流传热方式——对流换热。这样使材料的导热系数不但远高于空气的导热系数(K = 0 . 015 W /(m2·K) ),也比纯水的导热系数(K = 0 . 35 W /(m2·K))大得多。例如,普通干砖的K = 0 . 35 W /(m2·K),而潮湿砖的K = 1 . 0 W /(m2·K) 。所以在测试时我们要求试件能达到气干的状态,以减小湿迁移对结果的影响。
含湿量对湿迁移有着明显的影响。 根据扩散、毛细吸附和蒸发—凝结三种过程机理,我们一般认为:蒸发—凝结,在不同含湿情况下都存在;扩散机理则主要发生在低、中含湿量区;而毛细吸附主要发生在中、高含湿量区。具体地说,在给定温度下,可以认为:(1)在低含湿量下,主要迁移方式是蒸汽的扩散;由于在很低的含湿量下,气孔有较大的通流面积,蒸汽的扩散受壁面吸湿的牵制较少,主要取决于含湿量的多少,使材料的总当量导热系数表现为随着含湿量的增加而迅速增大。(2)含湿量增加到一定程度以后,气孔允许蒸汽扩散的通流面积减小,气孔壁面又尚未处于湿饱和状态,因而壁面的吸湿效应变得显著起来,使材料的总当量导热系数随含湿量增长的速度变慢;与此同时,随着含湿量的增加,液相的毛细回流增强,这种湿迁移和蒸汽扩散的湿迁移方向相反,使材料的总当量导热系数随含湿量的增大变得更慢。(3)在高含湿量时,例如接近第一饱和状态,亦即微小连通孔隙饱和、特大孔隙壁面湿润时,毛细回流已增强到使总的湿迁移热效应减弱到可被忽略不计,从而使材料的总当量导热系数随含湿量增大的速率逼近于真导热系数随含湿量增大的速率。
墙体的传热系数测试与其本身的含水量有密切的关系(见图4),对于同一个墙体材料,将其放置在通风的环境中进行自然养护,养护时间越长其含湿量越低,测得的传热数据也越逼近于真实的传热系数。考虑测试的准确性和检测的效率,可将养护时间定为10d左右。
4结论
标定热箱法实验装置用于建筑围护结构砌体材料的热工性能测试,理论上成熟,测试技术可行。与平板热箱法、热流计法等现场测试仪器相比,尽管实验装置存在制作复杂,投入成本较高,且操作技术难度较大,又不能对实物进行检测等缺点。但由于其较好地模拟了室外气象条件,不受客观测试环境影响,因而测试精度能较好地得到保证。为目前建筑围护结构砌体材料的热工性能的测试,提供了一种良好的测试手段。就标定热箱法测试墙材传热系数总结了以下几点:
1、 标定热箱法能够准确、真实的测出建筑围护结构砌体材料的传热系数。
2、 样品制作时要将试件与试件框进行良好密封,防止试件与试件框之间存在缝隙,影响检测结果。
3、 检测设备的温度控制精度一定要达到规范要求的稳定状态。
4、 样品测试时对于高热阻的试件,为了能达到稳态的要求(来自两个至少3h的测量周期中的Qp和T的测量值及传热系数的计算值,其偏差小于1%,并且结果不是单方向变化),应该延长试验时间。
5、 试件的含湿量对结果的测试的影响是不容忽视的。所以在测试前我们要求试件能达到气干的状态,以减小其对结果的影响。
参考文献
[1]张镛,田斌守,. 用冷箱控温检测墙体传热系数的探索[J]. 墙材革新与建筑节能,2006,(7).
[2]中华人民共和国国家标准.《建筑构件稳态传递性质的测定标定和防护热箱法》GB/T 13475-2008[S]. 2008
[3]聂玉强,邝小磊,. 防护热箱法实验装置测试技术与不确定度评定[J]. 新型建筑材料,2006,(8).
[4]王补宣,王仁. 含湿建筑材料的导热系数[J]. 工程热物理学报,1983,(2).