1簡介
隨著我國建築節能工作的不斷發展，各種新型節能材料在建築工程中得到了廣泛應用。建築材料的隔熱性能是壹項重要的評價指標。根據相關規定，建築工程中使用的節能材料的導熱系數等主要技術指標在進入施工現場前應進行見證取樣。然而，在實際建築工程中，壹些檢測人員並不熟悉節能材料導熱系數等指標的檢測標準和方法，導致檢測結果不能真實反映節能材料的性能。本文根據相關規範和標準，對材料導熱系數的影響因素進行了分析。主要影響因素包括密度、濕度、分子結構和化學成分、熱流方向、溫度等。討論了幾種主要的導熱系數測量方法，包括穩態法和非穩態法。以確保提高測定方法的準確度並減少誤差。
2導熱系數的影響因素
導熱系數λ是指材料兩側溫度為1K或1℃時，單位時間內通過1m2面積傳遞的熱量，單位為W/(m.K)。根據導熱系數的概念，可以知道，壹種材料的導熱系數越大，其隔熱性能就越差。對於不同的材料，其導熱系數可能會有較大差異，影響材料導熱系數的因素較大，壹般包括密度、濕度、分子結構和化學成分、熱流方向、溫度等。因此，為了準確測量材料的導熱系數，需要對材料導熱系數的主要影響因素進行分析和探討。
2.1密度
壹般來說，材料的密度越大，材料的導熱系數就越大，反之，材料的導熱系數就越小。對於有孔隙的材料，影響材料導熱系數的主要因素是材料的孔隙率和孔隙特性。壹般來說，材料的孔隙率越大，材料的熱導率越低。在相同的孔隙率下，具有連通孔的材料會比具有封閉孔的材料具有更高的熱導率，因為連通孔具有空氣對流的作用。此外，孔徑越大，材料的導熱系數越大。
2.2濕度
水的導熱系數遠大於材料的導熱系數，所以材料潤濕後，材料的孔隙中會有更多的水蒸氣和水，從而提高材料的導熱系數。壹般來說，材料的含水量越大，熱導率就越大。冰的導熱系數是水的四倍。如果材料中的水被凍成冰，材料的導熱系數會比含水的材料大大增加。表1給出了加氣混凝土導熱系數與含水率的關系。
2.3分子結構和化學成分
材料的分子結構和化學成分對材料的熱導率有很大的影響。比如玻璃質物質的導熱系數比晶體小很多，因為玻璃質物質不能形成晶格。對於多孔材料，無論實心部分的結構是晶體還是玻璃，都不會對材料的導熱系數產生很大的影響。這是因為多孔材料的導熱系數主要由其中的空氣決定，固體部分的影響減弱。
2.4熱流方向
對於各向異性材料，不同方向的材料導熱系數會有所不同，所以熱流的方向也會影響材料的導熱系數。壹般來說，如果熱流是沿著材料纖維的延伸方向，熱的阻力較小，導熱系數較大。反之，如果熱流是沿著材料纖維的垂直方向，則導熱和吸水較小。2.5溫度對材料的導熱系數影響很大，因為溫度越高，材料固體分子的熱運動越強，會增加材料孔隙中空氣的導熱系數和孔壁部分的散熱效果。因此，可以認為材料的導熱系數隨著溫度的升高而增大。
3導熱系數檢測方法
壹般來說，可以用來測量建築材料導熱系數的方法有穩態法和非穩態法，其中穩態法包括保護熱板法和熱流計法，非穩態法包括脈沖法。下面將介紹這些導熱系數的檢測方法。
3.1穩態法
穩態法原理簡單，計算方便，精度高，但其測試設備復雜，測試時間長。另外，穩態法對標本的要求較高。如果試件的尺寸和平整度處於穩定狀態，就會產生接觸熱阻，影響測試的準確性。3.1.1保護熱板法(1)原理保護熱板法的基本原理是在穩態條件下，在保護熱板裝置的中心計量區，在表面平行的均勻板狀試件中建立壹維恒定熱流，類似於存在於由兩塊平行的均溫板圍成的無線大板中的熱流。其中q代表壹維恒定熱流；a代表計算單元的面積；δ t代表試樣冷熱表面之間的溫差；d代表厚度。⑵壹般可以使用的防護熱板裝置有雙標本裝置和單標本裝置。在雙樣品裝置中，加熱單元夾在兩個幾乎相同的樣品之間，冷卻單元布置在每個樣品的外部。如圖1所示，是壹種雙標本保護熱板裝置。在單個樣品裝置中，加熱單元的壹側用隔熱材料和背部保護單元代替樣品冷卻單元。⑶測試要點①試件的選擇和尺寸。使用雙試樣保護熱板裝置檢測材料熱導率時，兩個試樣的尺寸應壹致，兩個試樣的厚度誤差按要求應控制在2%以內。試樣的尺寸應保證完全覆蓋加熱單元的表面，其厚度不應小於實際厚度。②標本制備。試樣表面應經過處理，以確保光滑並與面板緊密接觸。試樣表面的不平行度應控制在厚度的2%以內。③狀態調整。在測試試件導熱系數之前，應將處理過的試件放入幹燥器中進行狀態調整。如果測試時間在樣品從實驗室空氣中吸收大量水分所需的時間內，應在樣品幹燥前及時將其放入幹燥器中，以確保樣品保持幹燥。如果檢測時間超過了樣品從實驗室空氣中吸收大量水分所需的時間，則將樣品置於標準實驗室空氣中，以調整樣品的狀態，使其與室內空氣保持平衡。根據要求，標準實驗室空氣狀態為293K 1K，50% 10% RH。④過渡時間和測量間隔。根據要求，試驗裝置和試件應保證足夠的熱平衡時間，以便準確測量材料的熱性能。當標本存在傳質現象時，標本的測定時間應控制在24小時以上。3.1.2熱流計法(1)原理熱流計法的基本原理是指當熱板和冷板處於恒溫穩定狀態時，熱流計裝置在熱流傳感器的中心測量部分和試件的中心部分建立起單向穩定的熱流，類似於存在於無限平壁中的熱流。⑵裝置在熱流計法中，使用的裝置如圖2所示，其主要部件包括加熱單元、熱流傳感器、試樣和冷卻單元。⑶測試要點①標本選擇和大小。用雙試樣熱流計裝置檢測熱導率時，兩個試樣的厚度差應控制在2%以內。試樣的尺寸應保證完全覆蓋加熱單元的表面，其厚度不應小於實際厚度。②標本制備。試樣表面應經過處理，以確保光滑並與面板緊密接觸。試樣表面的不平行度應控制在厚度的2%以內。③狀態調整。在熱流計法中，樣品狀態的條件與保護熱板法中描述的條件相同。④過渡時間。在沒有類似經驗的情況下，測量的時間間隔應為密度、比熱、厚度和熱阻的乘積或300s，壹般應取熱阻的5個讀數，每個讀數之差應控制在65438±0%以內。
3.2非穩態方法
非穩態法主要包括脈沖法。該方法設備簡單，操作方便，不需要孔溫制冷裝置，可以測量不同濕度下材料的熱質量系數。導熱系數、導熱系數、比熱等參數可以通過材料的壹次測試得到。3.2.1原理脈沖法的基本原理是在試驗過程中對試件進行短時間加熱，使其溫度發生變化，根據材料溫度的變化特征可以計算出材料的導熱系數。3.2.2裝置在脈沖法中，所用裝置的主要部件包括壹個加熱器、三個試件、測溫元件和熱電元件等。3.2.3檢測要點(1)標本選擇包括三個標本，包括壹個薄標本和兩個厚標本。薄試樣的尺寸為200毫米×20毫米× (20 ~ 30)毫米，厚試樣的尺寸為200毫米×20毫米× (60 ~ 100)毫米..根據要求，試件的表觀密度之差應控制在5%以內。試樣表面應光滑，厚度應均勻。試件之間的接觸面應緊密。(2)狀態調整。應根據確定的條件調整樣品的狀態。如果需要測量不同含水量試樣的導熱系數，應將試樣放置在指定的濕度環境中。如果有必要測量幹燥狀態下的導熱系數，樣品應幹燥至恒重。
4結論
對於建築材料來說，導熱系數是其節能性能的重要指標。影響材料導熱系數的因素很多，可以采用的測試方法也很多。因此，在測量建築材料的導熱系數之前，應根據材料的特性選擇合適的測試方法，以提高測試精度，保證數據的準確性。
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