本標準等效采用國際標準草案ISO/DIS 8990《絕熱－穩態傳熱性質的測定－標 定和防護熱箱法》。     許多建筑構件中的熱傳遞是導熱、對流和輻射三種方式的復合過程。本標準所描 述的方法只測量在給定的溫差情況下，從試件一側傳向另一側的總傳熱量而不單獨考 慮某一種傳熱方式。然而熱傳遞性質經常與試件本身、試件尺寸、傳熱方向、溫度、 溫差、空氣速度和相對濕度有關。因此，測試條件應盡量與預定的使用條件一致。 １  主題內容與適用范圍     本標準規定了實驗室測定板狀建筑構件和工業用類似構件穩態熱傳遞性質（傳熱 系數或比熱阻）的測量過程、裝置要求和必需報告的數據。     本標準適用于垂直試件（如墻）和水平試件（如屋面板和樓板），不適用于特殊 的構件（如窗）。     本標準規定了兩種可供選擇的方法：標定熱箱法和防護熱箱法。     本標準不考慮濕遷移、水氣的重新分布和相變對熱流測量的影響以及熱傳遞與通 過試件的空氣傳質復合作用，但測定時，應考慮濕遷移對測試精度產生的影響。 ２  引用標準     GB 4132   絕熱材料名詞術語     GB 10294  絕熱材料穩態阻及有關特性的測定  防護熱板法     GB 10295  絕熱材料穩態阻及有關特性的測定  熱流計法 ３  術語、定義、符號和單位 ３．１  術語和定義     除下述規定的術語外，本標準所用術語按GB 4132規定。 ３．１．１  環境溫度Ｔn     空氣溫度和輻射溫度的加權值，用于確定試件表面的熱流量，見附表A． ３．１．２  表面換熱系數h     穩定狀態下，構件表面與周圍環境之間的熱流密度和溫度差的比值。 ３．１．３  傳熱系數Ｕ     通過構件的熱流密度除以兩側環境溫度之差。 ３．１．４  總比熱阻Ｒo     傳熱系數的倒數。 ３．２  符號和單位     本標準所用符號及其單位見表１。                                        表 1 ───────┬───────────────────────┬─────────    符    號   │                 名         稱                │     單   位 ───────┼───────────────────────┼─────────      ?u      │                 總比熱阻                     │     m[2]·K/W ───────┼───────────────────────┼─────────     ?        │                  比熱阻                      │     m[2]·K/W ───────┼───────────────────────┼─────────     ?        │                 傳熱系數                     │     W/m[2]·K ───────┼───────────────────────┼─────────     ?        │               表面換熱系數                   │     W/m[2]·K ───────┼───────────────────────┼─────────     ?λ      │                  熱導率                      │     W/m[2]·K ───────┼───────────────────────┼─────────     ?        │                  熱流量                      │        W ───────┼───────────────────────┼─────────     ?p       │           加熱或冷卻的總輸入功率             │        W ───────┼───────────────────────┼─────────     ?1       │          通過試件計量面積的熱流量            │        W ───────┼───────────────────────┼─────────     ?2       │     計量箱周邊區域平行試件的不平衡熱流量     │        W ───────┼───────────────────────┼─────────     ?3       │            通過計量箱壁的熱流量              │        W ───────┼───────────────────────┼─────────     ?4       │           繞過試件側面的迂回熱損             │        W ───────┼───────────────────────┼─────────     ?5       │        在試件邊界處平行試件的周邊熱損        │        W ───────┼───────────────────────┼─────────     ?        │             垂直于熱流的計量面積             │       m[2]  ───────┼───────────────────────┼─────────     ?        │                   熱流密度                   │       W/m[2] ───────┼───────────────────────┼─────────     ?        │                   試件厚度                   │        m ───────┼───────────────────────┼─────────     ?a       │                   空氣溫度                   │        K ───────┼───────────────────────┼─────────     ?r       │                 平均輻射溫度                 │        K ───────┼───────────────────────┼─────────     ?n       │                   環境溫度                   │        K ───────┼───────────────────────┼─────────     ?s       │                   表面溫度                   │        K ───────┴───────────────────────┴─────────  ３．３  腳標符號     本標準所用的腳標符號及含義見表２。                                         表 2       ───────┬─────────────────────────────────    符    號   │                             意              義              ───────┼─────────────────────────────────      i        │                             內部的,通常為熱側 ───────┼─────────────────────────────────      e        │                             外部的,通常為冷側                ───────┼─────────────────────────────────      s        │                                  表面的                   ───────┼─────────────────────────────────      n        │                                  環境的                      ───────┼─────────────────────────────────      c        │                                  對流的 ───────┼─────────────────────────────────      r        │                                  輻射的                   ───────┴─────────────────────────────────  ４  原理 ４．１  概述     本標準基于一維穩態傳熱原理，在試件兩側的箱體（冷箱和熱箱）內，分別建立 所需的溫度、風速和輻射條件，達到穩定狀態后，測量空氣溫度、試件和箱體內壁的 表面溫度及輸入到計量箱的功率，就可計算出試件的熱傳遞性質。     試件表面的熱交換包括對流和輻射。對流和輻射的傳熱作用綜合在“環境溫度” 的概念中，見附錄A。     對于低比熱阻試件來說，表面換熱系數是傳熱系數的一個重要部分，因此正確確 定環境溫度尤為重要。對高比熱阻試件，如果試件任何一邊空氣溫度和輻射溫度的不 同不影響準確度，那么可以只記錄空氣溫度。 4．2  防護熱箱法     防護熱箱法中，計量箱置于防護箱內（見圖1）。控制防護箱的環境溫度，使試件     內不平衡熱流量Q2和流過計量箱壁的熱流量Q2減至最小。 4．3  標定熱箱法     標定熱箱法的裝置（見圖2）置于一個溫度受到控制的空間內，該空間的溫度可與 計量箱內部的溫度不同。采用高比熱阻的箱壁使得流過箱壁的熱流量Q3盡量小。輸入 的總功率Qp，應根據箱壁熱流量Q3和側面迂回熱損Q4進行修正。流過箱壁的熱流量Q3 和側面迂回熱損Q4應該用已知比熱阻的試件進行標定（參見附錄C），標定試件的厚度、 比熱阻范圍應同被測試件的范圍相同，其溫度范圍亦應與被測試件試驗的溫度范圍相同。 5  裝置     由于被測構件種類和測試條件是多種多樣的，因此，本章不指定一個設奮的特殊設 計或尺寸，只給出必須遵循的要求以及必須考慮的內容。     圖１及圖2表示被測試件的典型布置型式及裝置的主要組成部分；圖3及圖4表示另外 一些可供選擇的布置型式。 5．1  計量箱     計量面積必須足夠大，使試驗面積具有代表性。對于有模數的構件，計量箱尺寸應 1地為模數的整倍數。     計量面積的尺寸取決于試件的最大厚度，參照GB 10294規定的原則確定試件大小同 厚度的比例關系。     計量箱壁應該是熱均勻體，以保證箱壁內表面溫度均勻，便于用熱電堆或其他熱流 傳感器測量流過箱壁的熱流量Q3。Q3的不確定性引起Q1的誤差不應大于±0.5％。     箱壁應是氣密性的絕熱體。可以用泡沫塑料或者用中間為泡沫塑料并有適當面層的 夾心板做成。箱壁的表面輻射率應大于0．8。     防護熱箱裝置中的計量箱的鼻錐應緊貼試件表面以形成一個氣密性的連接。鼻錐密 封墊的寬度不應超過汁量寬度的2％，最大不超過20mm。     供熱及空氣循環裝置應保證試件表面有均勻的空氣溫度分布，沿著氣流方向的空氣 溫度梯度不得超過2K／m。平行于試件表面氣流的橫向溫度差不應超過熱、冷側空氣溫 差的2％。     通常采用電阻加熱器作為熱源。熱源應用絕熱反射罩屏蔽使得輻射到計量箱壁和試 件上的輻射熱量減至最小。     采用強迫對流時，建議在計量箱中設置平行于試件表面的導流屏。導流屏應與計量 箱內面同寬，而上下端有空隙以便空氣循環。導流屏在垂直其表面方向上可以移動，以 調節平行于試件表面的空氣速度。導流屏表面的輻射率亦應大于0.8。     在垂直位置測量時，自然對流所形成的循環應能達到所需的溫度均勻性和表面換熱 系數。當空氣為自然對流時，試件同導流屏之間的距離應遠大于邊界層的厚度，或者不 用導流屏。當自然對流循環不能滿足所要求的條件時，應安裝風扇。風扇電動機安裝在 計量箱中時，必須測量電動機消耗的功率并加到加熱器消耗的功率上。如果只有風葉在 計量箱內，應準確測量軸功率并加到加熱器消耗的功率上，使得試件熱流量測量誤差小 于±0．5％，建議氣流方向與自然對流方向相同，計量箱的深度在滿足邊界層厚度和容 納設備的前提下應盡量小。 5．2  防護箱     防護箱的作用是在計量箱周圍建立適當的空氣溫度和表面換熱系數，使流過計量箱 壁的熱流量Q3及試件不平衡熱流量Q2減到最小。     防護面積大小及邊界絕熱應滿足：當測試最大預期比熱阻和厚度的均質試件時，由 周邊熱損Q5引起的熱流量Q1的誤差應小于±0．5％。     防護箱內壁的輻射率，加熱器屏蔽等要求與計量箱相同。     防護箱內環境的不均勻性引起不平衡誤差應小于±0．5％。為避免防護箱中的空氣 停滯不動，通常需要安裝循環風扇。 5．3  試件框架     試件框架的作用主要是支承試件。標定熱箱裝置中試件框架是側面迂回熱損的通路， 因此是一個重要的部件，朝向試件的面應由低導熱系數的材料做成。     典型的防護熱箱裝置中，不用試件框架，用邊界絕熱的方式將Q5減到最小。如果使  用試件框架，應按5．2條的要求，使Q5減到最小。 5．4  冷箱     標定熱箱裝置中，冷箱的大小取決于計量箱的大小；防護熱箱裝置中，冷箱的大小 取決于防護箱的大小。可采用如圖1到圖4所示的布置。     箱壁應絕熱良好并防止結露，箱壁內表面的輻射率、加熱器的熱輻射屏蔽及溫度均 勻件的要求與計量箱相同。     制冷系統的蒸發器出口處可設置電阻加熱器，以1調節冷箱溫度。為使箱內空氣 溫度均勻分布，可設置導流屏。建議氣流方向與自然對流方向相同。電機、風扇和蒸發 器應進行輻射屏蔽。空氣速度應可以調節，測量建筑構件時。風速一般為0．1￣10m／s。 5．5  溫度測量     測量空氣溫度和試件表面溫度的溫度傳感器（一般采用熱電偶）應該盡量均勻分布 在試件表面上，并且熱側和冷側互相對應布置。測量所有與試件進行輻射換熱表面的溫 度，以便計算平均輻射溫度。     除非已知道溫度的分布，各種用途的溫度傳感器數量至少為每平方米兩支，并且不 得少于9支。     為提高精度，可用示差接法測量試件兩側的空氣溫差、表面的溫差和計量箱壁兩側 的表面溫差。 5．5．1  裝置和試件表面的溫度測量     采用熱電偶時其線徑應小于0．5mm。熱電偶的接點及至少10omm長的偶絲應沿等溫面 布置，用粘結劑或膠帶固定在被測表面以形成良好的熱接觸，其表面用輻射率與被測表 面相同的材料覆蓋。 5．5．2  空氣溫度測量     應對溫度傳感器進行熱輻射屏蔽。     在自然對流情況下，溫度傳感器應該置于邊界層的外面。多數情況下層流邊界層厚 度為幾厘米；紊流情況下邊界層的厚度可能超出0．lm。     強迫對流時，試件與導流屏之間應有完全擴展的紊流。應設置溫度傳感器測量空氣 的容積溫度（絕熱混合溫度）。 5．5．3  熱電堆     用于監視流過計量箱壁熱流量的熱電堆接點的安裝要求與５．５．１的要求相同， 并且每０．２５m[2]至少要有一個接點。 5．6  溫度控制     穩態時，至少在兩個連續的測量周期內計量箱內溫度的隨機波動和漂移應小于試 件兩測空氣溫差 的±１％。本要求原則上亦適用于防護箱和冷箱，防護箱的溫度控制引起的附加不平 衡誤差應小于±０．５％。 5．7  儀器     溫差測量的準確度應高于試件兩側空氣溫差的±1％，建議測量儀表增加的不確定 性應小于±０．０５K。1溫度測量的準確度為兩測空氣溫差的±５％。     熱電堆的輸出、加熱器及風扇的輸入功率等的測量儀器的準確度應該使得被測試件 的熱流量Q1的準確度高于±3％。 5．8  裝置的品質檢驗     當建成一臺新的裝置或對原有裝置進行改進后，在開始正常工作之前，必須細致 地進行一系列檢驗。 6  測量步驟     根據試件的檢查和分析，應初步估計出試件熱工性能的可能范圍值，并評價可能 獲得的準確度。     對于特殊的試件，應該考慮本標準是否可以應用，或者用其他方法更恰當，如GB 10294或GB 10295規定的方法，或者通過計算。 6．1  試件的狀態調節     為減少試件中熱流受到所含水分的影響，建議試件在測量前調節到氣干狀態。 6．2  試件的選擇與安裝     測量試件應選擇或做成有代表性的。     對非均質試件應作如下考慮： 6．2．1  防護熱箱法中，如有可能應將熱橋對稱地布置在計量面積和防護面積的分界 線上，這樣，熱橋面積的一半在計量箱內。另一半在防護箱內。     如果試件是有模數的，計量箱的周邊應同模數線外型重合或在模數線的中間。     如果不能滿足這些要求，可將計量箱放在不同位置做幾次試驗，并且要非常謹慎 地考慮這些結果，必要時，輔以溫度、熱流的測量和計算。 6．2．2  標定熱箱法中，應考慮試件邊緣的熱橋對側面迂回傳熱的影響。     試件安裝時周邊應密封，不讓空氣或水氣從邊緣進入試件，也不從熱的一側傳到 冷的一側，反之亦然。     試件的邊緣應絕熱，使Q5減小到符合準確度的要求。 6．2．3  在防護熱箱法中，試件中連續的空腔可用隔板將其分成防護空腔和計量空 腔，試件表面為高導熱性的飾面時，可在計量箱周邊將飾面切斷。     如果試件表面不平整，可用砂漿、嵌縫材料或其他適當的材料將同計量箱周邊密 封接觸的面積填平。     如果試件尺寸小于計量箱所要求的試件尺寸，將試件鑲嵌在一堵輔助墻板的中間。 這種情況下，輔助墻板與試件之間的邊界范圍內的熱流將不是一維的，輔助墻板的比 熱阻和厚度應與試件相同。     測量試件表面溫度的傳感器的數量、位置及要求與5．5茶所述相同。 6．2．4  對于非均質試件．上述所要求的溫度傳感器數目將不能保證得到可靠的平均 表面溫度。對于中等非均質試件，每一個溫度變化區域應該放置輔助溫度傳感器。試 件的表面平均溫度是每個區域的表面平均溫度的面積加權平均值。     上述情況不能用于極為不均質的試件。在此情況下，不能測量試件的比熱阻R，只 能根據試件兩側的環境溫度差確定傳熱系數U。     當試件不均勻性引起的表面溫度的局部差值超過試件兩側表面平均溫差的２０％時， 可認為是不均質的。 6．2．5  防護熱箱裝置中監視計量面積與防護面積間試計表面的不平衡熱流量Q2的熱 電堆，除要求計量面積邊長上每0．5m設置一對接點外，安裝要求與5．5．1相同。     熱電堆接點的位置不能太靠近鼻錐，亦不能遠離鼻錐。參見附錄B。 6．3  測量條件     測量條件的選擇應考慮最終的使用條件和對準確度的影響。最小溫差為20℃。根據 試驗要求調節熱、冷側的空氣速度，調節防護箱的溫度使Q2和Q3盡可能接近零。     按照5．6條的要求控制冷、熱箱的溫度。 6．4  測量的持續時間     接近達到穩態后，兩個至少為3h測量周期內功率和溫度測量值及其計算的R或U平 均值偏差小于1％，并且每1h的數值不是單方向變化時，才能結束測量。對于高比熱阻 或高熱容量的試件，此要求是不夠的，必須延長試驗持續時間。 7  計算 7．1  穩態的傳熱性質按照下列關系式用6．4條最后兩個至少為3h的平均值進行計算：                     R＝A（Tsi－Tse）／Q1          ……………（1）                     R＝1／Ｃ[λ]                  ……………（2）                     Rsi＝A（Tni－Tsi）／Q1        ……………（3）                     Rse＝A（Tse－Tne）／Q1        ……………（4）                     Ru＝1／U                      ……………（5）                     U＝Q1／［A（Tni－Tne）］      ……………（6）                     Q1（防護熱箱）＝Qp－Q3－Q2    ……………（7）                     Q1（標定熱箱）＝Qp－Q3－Q4    ……………（8） 式中A為垂直于熱流的計量面積，其尺寸根據下述原則確定。     對于防護熱箱法，當試件厚度與鼻錐寬度相比是厚的時候，取計量箱鼻錐中心線 所包括的面積；當試件很薄時．取鼻錐的內周邊。對于標走熱箱法，取計量箱的內周 邊面積。 7．2  均質試件或不均勻度小于20％的試件（見6．2．4），可根據表面溫度計算比熱 阻R，根據環境溫度計算傳熱系數U和表面換熱系數h。如超出上面所述的均勻性或者試 件有特殊的幾何形狀，僅能根據環境溫度計算傳熱系數U。 8  結果評價     試驗結果應同第6章中初步估計值進行比較。按本標準進行測試其準確度應在±5％ 之內。存在明顯差異時．應仔細檢查試件，找出它與技術要求的差異，然后根據檢查結 果重新評價。如果仍存在有不可解釋的差異，可能是計算過程過于簡單或試驗的誤差， 應找出其根源，并消除之。 9  測量報告 9．1  測量報告應包括下述內容：     a．試件名稱和描述（包括各種傳感器的位置）；     b．試驗室的名稱、地址及試驗日期；     c．試件方位及傳熱的方向；     d．熱、冷側空氣的平均速度及方向；     e．總輸入功率及流過試件的純傳熱量；     f．試件試驗前后的質量、含濕量；     g．測量裝置的尺寸及內表面的輻射率；     h．試驗條件與本標準有不符時的說明。 9．2  均質試件比熱阻的試驗除報告9．1條內容外，還應報告下述各項：     a．熱、冷側的空氣溫度；     b．熱、冷側的表面溫度；     c．熱、冷側的加權表面溫度；     d．計算的比熱阻和為計算傳熱系數由建筑規范推薦的常用表面傳熱系數；        注：a￣d項中所報告的數值是第7章中所取數據的平均值。     e．估計的準確度；     f．測量的持續時間；     g．附加測量，即作為試件一部分的材料的導熱系數和含濕量測量的持續時間；     h．試驗結果同第6章的初始估計值明顯或不能解釋的偏差。試件的檢查結果及 對偏差的可能解釋。 9．3  非均質試件的傳熱系數U值的測量，除報告9．1條所述內容外，還應報告下 述各項：     a．熱、冷側的空氣溫度；     b．熱、冷側計算的環境溫度；     c．根據均質試件計算的傳熱系數和表面換熱系數；        注：a￣c項中所報告的數值是第7章中所取數據的平均值。     d．估計的準確度；     e．測量的持續時間；     f．附加測量，即作為試件一部分的材料的導熱系數和含濕量測量的持續時間；     g．試驗結果同第6章的初始估計值明顯或不能解釋的偏差。試件的檢查結果及 對偏差的可能解釋。   附錄A 表面換熱及環境溫度 （補充件）      熱量傳入試件或從試件中傳出是通過試件同箱內其他表面的輻射熱交換及試件表 面的對流換熱進行的。第一種機理，傳熱量取決于所有與試件進行輻射換熱表面部位 的平均的輻射平均溫度；第二種機理，傳熱量取決于鄰近的空氣溫度。因此，通過試 件的熱流受到冷、熱兩個側面中任何一個側面的輻射和空氣溫度的影響。 A1  環境溫度     試件任何一個側面的熱平衡方程可寫成：             Q/A = εhr(T'r-Ts)+hc(Ta-Ts)        ……………(A1) 式中：Q  －－表面與環境熱交換的總熱流量，W；       A  －－表面的面積，m[2]；       T'r－－所有與試件進行輻射換熱表面平均的輻射平均溫度，K或℃；       Ta －－鄰近試件的空氣溫度，K或℃；       Ts －－試件的表面溫度，K或℃；       ε －－輻射率；       hr －－輻射換熱系數，W/m[2]·K；       hc －－對流換熱系數，W/m[2]·K；     將輻射溫度和空氣溫度合并成一個單一的符號－－環境溫度Tn。可寫出：                      1               Q/A = ── (Tn - Ts)              ……………(A2)                      Rs     由式(A1)和式(A2)可導出：                       εhr          hc                Tn = ────Tr'+ ──── Ta    ……………(A3)                     εhr+hc      εhr+hc                        1                Rs = ────                    ……………(A4)                     εhr+hc 式中：Rs－－表面比熱阻；       Tn－－環境溫度，將熱量傳至表面的空氣溫度和輻射溫度適當的加權值。     通常用兩個箱之間的環境溫差來確定傳熱系數，而式(A2)是用于確定表面比熱阻。     實際上在熱箱和冷箱中Tr'和Ta經常是很接近的，特別在試件比熱阻遠大于表面比 熱阻以及使用強迫對流時（此時hc比εhr大得多）。在這些情況下，可以根據試件兩 側的空氣溫度來確定傳熱系數。     確定試件的比熱阻，僅需平均表面溫度。 A2  環境溫度度的計算     如εhr和hc值已知，并已測得Tr'及Ta值時，可用式(A3)計算環境溫度。     如果用導流屏，并且此屏靠近及平行于試件表面，它的平均溫度可取為Tr'，并且                  1     1      1                ── = ── + ── -1            ……………(A5)                 ε    ε1    ε2                  hr = 4σT[3]m                   ……………(A6)                  Tm = 0.5(Tr' + Ts)              ……………(A7) 式中：ε －－同式(A1)；       ε1－－導流屏的輻射率，0.97；       ε2－－試件表面的輻射率，0.9；       σ －－斯蒂芬常數，5.67×10[-8] W/m[2]·K[4]；       Tm －－參與輻射換熱表面的平均輻射溫度，Ｋ；       Tr'、Ts－－同式(A1)。     如果除導流屏外，還有其他表面直接對試件輻射，則必須直接測量所有的表面溫 度并且恰當地將它們綜合在一起以得到Tr'。     對流換熱系數hc與各種因素有關，如空氣－表面溫度差、表面的粗糙度、空氣速 度、熱流方向，因而不易預計。     垂直表面的自然對流換熱系數hc的典型值為3.0W/m[2]·K。強迫對流時，hc遠大 于3.0W/m[2]·K。     當hc值不確定時，可以根據式(A1)、(A2)消去hc而得到：                   TaQ/A + εhr(Ta-Tr')Ts             Tn = ────────────        ……………(A8)                     Q/A + εhr(Ta-Tr')     這個方程式對于熱流傳入（或傳出）表面均是正確的。對熱流傳入表面，符號Q取 正值（即熱側為正，冷側為負）。     使用式(A8)還需要確定試件平均表面溫度Ts。對于非均質的試件Ts可能是不知道 的，此時，可用式(A3)計算Tn，式(A3)中的hc值可由另一種均質試件試驗得到。 例：在一次傳熱試驗中，得到下述讀數：     輸入至計量箱的功率      Q=31.8W     計量面積                A=1.5m[2]     則流經試件單位面積的熱流量    Q/A=21.2W/m[2]     熱側的溫度為：     空氣平均溫度      Ta1=30.98℃     導流屏平均溫度    Tr1'=29.78℃     表面平均溫度      Ts1=27.60℃ 因此：                 Tm = 0.5(Tr1' - Ts1) = 28.69℃ = 301.7K                 hr = 4×5.67×10[-8]×301.7[3] = 6.23W/m[2]·K  取ε為0.9，得εhr為5.61W/m[2]·K     hr值未知時，用式(A8)：                    30.98×21.20 + 5.61×(30.98-29.78)×27.60             Tn1 = ──────────────────────                            21.20 + 5.61×(30.98 - 29.78)                 = 30.17℃     冷側的溫度為：     空氣平均溫度    Ta2=7.39℃     導流屏平均溫度  Tr2'=7.69℃     表面平均溫度    Ts2＝8.75℃     取ε為0.9，得εhr為4.54，計算得Tm等于281.3K，根據式(A8)：                       7.39×(-21.20)+4.54×(7.39-7.69)×8.75               Tn2 = ──────────────────────                             -21.20+4.54×(7.39-7.69)                   = 7.47℃ 因此：                  Q                U = ────── = 0.94 W/m[2]·K                     A(Tn1-Tn2) 且表面比熱阻為， 熱側：                      A(Tn1-Ts1)                Rs1 = ─────  = 0.12 m[2]·K/W                          Q 冷側：                       A(Tn2-Ts2)                 Rs2 = ─────  = 0.06 m[2]·K/W                           Q   附錄Ｂ 誤差分析 （參考件）  B1  前言     防護熱箱法和標定熱箱法主要是用于測量非均質試件，由于試件內部、試件與裝 置表面間的熱傳遞是復合的傳熱模式，因此很難估計方法的不確定性。     本附錄中給出的是理想情況（測量一個均質試件）的不確定性。 B2  理想情況 B2．1  防護熱箱法的誤差     防護熱箱法的誤差可能包含以下各項。 B2．1．1  溫度測量     a．所測量溫度的代表性（溫度傳感器的位置）；     b．熱電偶（或溫度傳感器）的標定；     c．熱電偶參考接點的準確度；     d．熱電偶連接和補償導線；     e．溫度傳感器輸出的測量準確度（數字電壓表或數據采集系統）；     f．平均溫度的計算。 B2．1．2  表面換熱系數     a．空氣溫度的確定；     b．對流和輻射傳熱復合效應；     c．沿計量箱邊緣的溫度不均勻性；     d．平板均質試件與其他試件的比較；     e．沿計量箱鼻錐的均勻性。 B2．1．3  計量箱周邊區域平行試件的不平穩熱流量Q2。 B2．1．4  計量箱壁熱流量Q3 B2．1．5  防護不充分引起的熱流量誤差 B2．1．6  飄移和噪聲     a．穩態條件的確定；     b．長期飄移；     c．短期波動（噪聲）。 B2．1．7  濕度影響 B2．1．8  裝置的幾何尺寸     a．計量面積的確定     b．測量計量面積的準確度；     c．確定試件厚度的準確度；     d．非均質試件取代均質試件對確定計量面積的影響。 B2．1．9  輸入功率     a．導線損失；     b．測量風扇功率的準確度；     c．計量箱內有冷卻系統時，測量冷卻功率的準確度。 B2．2  標定熱箱法的誤差     標定熱箱法的誤差可能包含以下各項。除B2．2．3和B2．2．5外，各條內容與 B2．1各對應項相似。 B2．2．1  溫度測量。 B2．2．2  表面換熱系數。 B2．2．3  確定側面迂回熱損Q4的誤差。 B2．2．4  計量箱壁的熱流量Q3。 B2．2．5  試件框架絕熱不足引起的周邊熱損Q5，通常與B2．2．4一起考慮，見 B2．1．5。 B2．2．6  飄移和噪聲。 B2．2．7  濕度影響。 B2．2．8  裝置的幾何尺寸。 B2．2．9  輸入功率。 B3  誤差討論 B3．1  輸入功率     只要用四線測量技術（即在箱的入口處測量功率），導線電阻不引起測量誤差。 否則應確定導線誤差并進行修正。     測量直流功率比交流功率的準確度高；測量正弦波功率比測量高波形系數的交流 功率的準確度高。     施加在純電阻負載的功率能測量到±0.01%。施加在電感性負載如電動機的功率能 測量到±0.5%。     小型電動機中軸摩擦力是總功率中相當可觀的部分，且不是恒定的，因此不可能 準確測量其功率。由于整流子波紋，確定加于小型直流電動機的功率幾乎不可能使準確 度高于±1%。     測量小于2W的交流功率亦是很困難的。     風扇電機不裝在計量箱內，測量風扇的軸功率更困難。     當計量箱中需要進行冷卻時，必須測量冷卻功率，通常是測量冷卻液的質量流量和 在計量箱進、出口處冷卻液的溫度差。這兩項都難以測準，因此測量冷卻功率的總準確 度很難高于±2％。 B3．2  溫度測量     測量表面溫度時要注意減少接觸熱阻。對低比熱阻試件，宜用高導熱的膠而不采 用通常的膠帶紙固定熱電偶。可能存在的空氣泡的附加熱阻會降低測量表面溫度的準 確度。     溫度測量準確度取決于溫度傳感器的標定、儀器的準確度及參考點的準確度。     熱電偶的標定精度通常高于±0．5K或±0．5％，因此，當測量溫差時，宜采用 示差連接法。     當用熱電偶檢測小溫差時應特別小心，除熱電偶接點外，不應有導線接頭。若接 插件、補償導線不是與熱電偶絲嚴格等溫，將導至零點幾度的誤差。     仔細準備的冰瓶其參考接點可準確到±0．01K。電子冰點儀可準確到±0．02K， 電子冷瑞補償通常準確到±0．1－0．5K。     數字電壓表通常分辨率為1μV，某些高質量儀表的分辨率為0．1μV。大多數數據 采集器的掃描噪聲為1￣2μV。對數字電壓表除分辨率外，還應考慮全刻度準確度（通 常高于±0．0l％）和長期穩定性及飄移（24h、30和90d）。最后一項可能為幾個微伏 。因此，每次測量時先要進行校核。在自動數據采集系統中，必須用程序消除長期飄 移的影響，某些數據采集器裝有數字變換程序或模擬計算回路進行數字－溫度變換。 大多數這種設備具有有限的準確度，一般不適合準確的溫度測量，尤其是小溫差測量。     測量空氣溫度時要特別小心，首先要確定溫度傳感器應設置的位置。     自然對流時，假定在表面與不運動的空氣之間存在一個溫度差，因此溫度傳感器應 設置在邊界層之外。     強迫對流時，有許多方法確定表面與空氣之間的溫差。當需要計算空氣流的能量 時，最有用的空氣溫度的定義是容積溫度或絕熱混合溫度。無論采用什么定義，在空氣 流中僅有小區域的溫度接近定義的溫度，該區域隨氣流形式（層流或紊流）和是否充分 擴展（邊界層是否占滿整個氣流）而變。因而，溫度傳感器不能置于距表面固定的距離 ，而應根據邊界層厚度進行調整，對充分擴展的強迫對流，在距離試件表面為試件到導 流屏之間距離的2/3￣3/4處測量空氣溫度，可得到較正踴的結果。 B3．3  表面換熱系數     由于對表面換熱系數不準確的理解或由于試件、設備表面換熱系數不均勻而出現了 某些問題，在測試低比熱阻試件時，這些問題尤為突出。     首要的困難是確定出于對流換熱引起的溫度差。如果分別以容積溫度、平均邊界層 溫度、邊界層邊緣溫度等作為參考溫度，表面換熱系數是不同的。確定表面換熱系數正 確值的另一困難是事實上空氣溫度和設備壁的表面溫度是不相等的。因此，簡單地根據 環境溫度推算球形表面換熱系數[h為hr與hc（輻射和對流）之和]是不真實的。以防護 熱箱法中試件部分的熱面與被這部分“看到”的設備表面的熱傳遞為例。計量箱表面 與熱側空氣近似平衡，而防護箱壁因傳熱到實驗室之間（其溫度通常比裝置的熱側的溫 度低），所以面對試件的防護箱內表面溫度低于計量箱表面的溫度。     在計量面積邊緣，空氣速度和邊界層受到箱壁的影響。因此，局部對流換熱系數在 試件的全表面是不均勻的。     防護熱箱法中表面換熱系數不均勻性可能導致度件表面溫度難以或甚至不可能達到 要求的平衡程度。下面簡單敘述局部表面換熱系數不均勻造成計量面積邊緣溫度的不平 衡，其結果示于圖B1。自然對流中表面換熱系數從頂到底是變化的，而在強迫對流中， 由于與試件的熱交換，空氣流本身的溫度是變化的。     如果試件一邊為自然對流，為計算被測試件的Ｕ值，試探性地假設平均表面換熱系 數h為hr與hc之和，由此得到自然對流側試件與空氣的溫度差。然后，代入葛拉曉夫數表 達式，導出局部對流換熱系數，并由此計算新Ｕ值，以及新的空氣到試件表面的溫差，與 初始值比較，可按要求重復此過程以得到實際的局部表面換熱系數、表面溫度，從而得 到計量面積邊緣的溫度局部不平衡。     強迫對流時沿高度方向（Ｘ方向）空氣流的絕熱混合溫度Taax是變化的。如果沿試件 的縱向傳熱可忽略。那么表面溫度的變化，可假設為空氣流的溫度變化。想象一個比熱 阻R為3m[2]·K/W的試件安裝在1.5m×1.5m的防護熱箱裝置中，熱側（Ｔ＝295K）為自然 對流。冷側為強迫對流（冷側空氣速度ua=5m/s，頂部的空氣混合溫度Taao=270K，邊界 層厚度δ=0.05m），首先假定裝置的表面為一個全反射體，從表B1中假定熱面的平均對 流換熱系數hc=1.5W/m[2]·K，從表B2查得冷面的h=10.7W/m[2]·K。由此可得出熱側空 氣與試件表面的溫差Ta-Ts=4K，冷側溫差Ta-Ts=0.6K。Taax的估算表明它維持在0.03K 內，因而可假定為常數，然后用疊代法算出局部表面溫度和對流換熱系數。假定設備 和試件表面的總半球輻射率ε為0.9，進行類似計算。結果示于圖B1，頂部相應于裝置 的頂部，曲線A為試件防護面積沿垂直截面的溫度分布曲線，曲線B為跨過計量面積沿 垂直截面的溫度分布曲線，可用在防護箱頂部、計量箱頂部和計量箱外底部的邊界層 空氣分布狀態相同來解釋曲線A和B的形狀。     圖B1的分析表明，計量面積頂部的表面溫度不平衡是不均勻的，并且與底部的不 均勻是不同的（見曲線B）。相反，在計量面積的側邊，相同高度處的不平衡是相同的 。但整個邊上是不均勻的（見曲線A和B之差）。                                        表 B1 ─────────┬───────┬───────┬────────┬──────┬───────── 沿試件表面的高度?│葛拉曉夫準數Gr│熱側的空氣速度│努謝爾特準數?ux│邊界層厚度δ│對流表面換熱系數?         m         │              │   ?m,m/s    │                │     m      │     W/m[2]·K ─────────┼───────┼───────┼────────┼──────┼─────────        0.05       │  3.72×10[4] │    0.019     │     5.24       │   0.019    │       2.73        0.125      │  5.81×10[5] │    0.031     │     10.4       │   0.024    │       2.17        0.25       │  4.65×10[6] │    0.043     │     17.5       │   0.029    │       1.82        0.50       │  3.72×10[7] │    0.061     │     29.5       │   0.034    │       1.53        0.75       │  1.25×10[8] │    0.074     │     40.0       │   0.038    │       1.39        1.00       │  2.97×10[8] │    0.086     │     49.6       │   0.040    │       1.29        1.25       │  5.81×10[8] │    0.096     │     58.6       │   0.043    │       1.22        1.50       │  1.00×10[9] │    0.106     │     67.2       │   0.047    │       1.17        2.00       │  2.38×10[9] │      -       │       -        │     -      │         -        3.00       │  8.03×10[9] │      -       │     240.0      │     -      │       2.08 ─────────┴───────┴───────┴────────┴──────┴──────────                                       表 B2 ───────────┬───────┬────────┬───────────                 冷側空氣速度?[a] │    雷諾數?  │努謝爾特準數?u │對流表面換熱海數?[c]                                         m/s         │              │                │      W/m[2]·K ───────────┼───────┼────────┼───────────          0.5          │    1 666     │      -         │           -                                              1.0          │    3 333     │     6.14       │         3.19                                               3.0          │   10 000     │    14.00       │         7.28                                               5.0          │   16 667     │    20.50       │        10.70                                             10.0          │   33 333     │    34.50       │        20.00                                    ───────────┴───────┴────────┴───────────                                      B3．4  幾何尺寸     計量面積的準確度分為裝置尺寸的準確度和定義計量面積的準確度。計量面積測量 的準確度可高于±0.1%，因此不影響評定計量面積的最終準確度。     測試均質試件時，計量面積應為鼻錐中心線確定的面積或計量箱內邊所確定的面積，  計量面積的最大誤差小于上述兩種計算結果的差值。      有時需測量試件的厚度。例如計算均質試件的導熱系數時。此時測量本身可準確到  ±1%或±2%。但是當試件表面不是很平（波狀或開槽）時，就難以定義1和明確的試  件厚度。  B3．5  平行試件的不平衡熱流量Q2      B3．3的例子表明，沿著計量箱鼻錐的局部溫度不可能是均勻的，甚至內部和外部 的分布輪廓亦不相同。因此，難以測定表面到表面或空氣到空氣的溫度不平衡和造反檢 測表面到表面溫度不平衡的溫度傳感器位置，傳感器鼻錐太近可能探測到局部表面換熱 系數不均勻的影響，離鼻錐太遠可能檢測到其他誤差源的（周邊熱損或側面迂回熱損） 影響。     沿試件的傳熱和鼻錐存在的影響可通過圖B2中所示的原理模型進行探索。假定鼻錐 的一邊為均勻的表面換熱系數，Q2假定與計量箱的周長成比例。腳標i和e各代表試件的 熱側和冷測，λ是試件導熱系數。可得到如下式子：            Bi[i]=h[i]d/λ和Bi[e]=h[e]d/λ        ……………(B1)                   2            2           F1=───── + ─────            ……………(B2)               1+2/Bi[i]    1+2/Bi[e]                   2         1           F2=───── ×──                  ……………(B3)               1+2/Bi[i]    F1      設式中Bi為畢奧數，F1、F2為函數。計量箱的邊界處Ｘ為0，計量箱區域內Ｘ為 “＋”，防護區Ｘ為“－”，腳標m和g分別用于定義計量計量和防護區域的F1和F2 值，表示為F1m、F1g、F2m、F2g。     如果計量區的Ｘ遠大于d和防護區的－Ｘ遠大于d，且F1m·Xm/d，F1g·Xg/d都大 于3（Xm是計量箱邊（長）的一半，Xg是防護寬度），設計量箱的周長為P，平行試件 的熱流量Q2可估算為：                 TeimF2m-TeigF2g          Q2 = P─────────               ……………(B4)                     1     1                   ── + ──                    F1m    F1g     Teim、Teig分別為計量箱和防護箱內的空氣溫度。式(B4)考慮了計量區和防護區的 溫度和表面換熱系數的差異，但假定試件為均質的。 B3．6  計量箱壁熱流量Q3     經驗表明，很難同時使計量箱每邊的熱流量都為“０”，熱電堆的輸出為“０”只 意味著熱流量的總和為“０”。     Q3受箱子的尺寸影響，為了使計量箱的表面積減至最小，只要能容納下所有必要的 設備（如電風扇、加熱器等），它的深度應盡量小。 B3．7  周邊熱損Q5     其原理與防護熱板法法相同，定量關系可參考GB 10294，但在比較兩種裝置時應小 心，因為在熱箱中，由裝置向試件傳熱是通過對流（自由或強迫）和輻射，而在熱板中 僅通過高導熱性能的金屬板表面的接觸。 B3．8  飄移和噪聲     飄移包括儀器的飄移，裝置控制器的飄移和室溫變化而引起的試件及裝置的溫度飄 移。     短期飄移和波動引起的誤差可通過多次順序測量并取平均值予以消除。 B3．9  濕度影響     濕度影響熱品質，嚴格講，它不是一個誤差源。但要記住，試件中的濕度使熱平衡 的時間顯著加長。測定試件含濕率的不確定性應作為熱品質的一個誤差源來考慮。 B3．10  實際狀態的誤差     當測量非均質試件時，除上面所列的誤差外，還應考慮試件的非均質性影響。非均 質性除造成傳熱系數和溫度的局部不均勻外，還造成熱流單向偏離。因此，使定義表面 平均溫度，估算試件的比熱阻，檢測通過試件的不平衡，定義計量面積，用測量數據評 定誤差變得困難或不可能。    當試件為波狀或溝槽的表面時，試件為不規則形狀或非均質時，表面換熱系數是不 均勻的，與傳熱阻相近的平表面試件上測得的表面換熱系數不同。     當測試非均質試件或試件安裝在輔助墻板中間試驗時，正確定義計量面積就變得非 常困難．成為主要的誤差源。這種情況下試件內可能存在著熱流場畸變，導至估算Q2和 計量面積的更大不確定性。     現將試件中經常出現的某些非均質性的影響簡述如下：     試件中水平鋪設的龍骨或類似的非均質性增加了不平衡熱流量Q2和側面迂回熱損Q4， 并改變了局部的溫度分布。但大多數情況下，它們在計量箱左、右側的影響是對稱的。 相反，當龍骨是垂直布置時，頂部和底部的局部表面換熱系數通常是不同的，因而引 起了附加的溫度不平衡；     由其他材料代替試件的一部分引起非均質時，兩種材料間形成的溫度差是不同和不 均勻的。在兩種材料交界處存在三維熱流，因此局部表面換熱系數亦不相同。當交界處 不是遠離計量箱周邊時．溫度不均勻性影響不平衡檢測和確定計量面積。     因為測試結果受表面換熱系數的影響．在解釋試驗結果時應該小心；     當存在上述非均質性并又帶有厚度變化（測試窗戶）時，由于兩種非均質性的復合 使上述問題更為復雜，以至要求專門的測試過程；     高導熱系數的表面層容易形成不平衡熱流Q2和側面迂回熱損Q4的通路。沿著計量箱 周邊切開面層可減小Q2。當各層是均質時，可用防護熱板法或熱流計法單獨測量每一層 材料；     試件存在空洞時，試件內存在自然對流而造成不可知的不平衡熱流量Q2。此時應考 慮安裝隔壁。 B3．11  總誤差     不確定性分析包括各單項不確定性的計算。     誤差應分為系統誤差和隨機誤差。隨機誤差可用通常的方法處理。但上述誤差中大 部分是系統誤差，因此總誤差是相加的，然而，全部誤差作用在同一方向上的概率是有 限的。     正確定義最大或然誤差要求復雜的統計分析，但如果不存在一項誤差遠大于其他誤 差時，最大或然誤差在總誤差的50％～70％范圍內。       附錄C 裝置品質檢驗 （參考件）  C1  電氣接連和自動控制?    裝置中安裝一個薄的低比熱阻試件，整臺裝置與溫度可準確控制的實驗室空氣達到 熱平衡時，所有溫度傳感器的指示必須接近室溫。檢查每個溫度傳感器的干擾電壓及所 有電氣回路的電氣絕緣，計算預期加到加熱器的最大電壓，將此電壓加在裝置加熱器 的一根導線和接地點之間（應沒有電流過）。如果溫度傳感器電氣絕緣、接地、屏蔽 等均正確，不應觀察到干擾電壓和電氣絕緣數值的變化。由于水分凝結可能影響電氣 絕緣，當測量含濕試件時，應重復這項檢查。     對照控制器的技術規格，檢查所有自動控制系統的干擾電壓。 C2  溫度傳感器     使裝置工作在預期最大溫度不均勻狀態。驗證局部流速、邊界層厚度、邊界層溫 度和流速的分布。要特別小心驗證防護熱箱裝置中的計量箱邊界（內部和外部）和試 件邊界處的所有這些參數。     檢查表面溫度。     當上述檢查全部成功后，驗證與邊界層厚度有關的測量環境溫度傳感器的位置。 C3  不平衡誤差     用已知熱性質的不同試件和人為的一組溫度不平衡值進行測定。以驗證溫度不平衡 對測量結果的影響，其中包括通過計量箱壁的熱流量Q3（與溫度不平衡成正比，與試件 無關）和熱流量Q2（與試件導熱系數和局部表面換熱系數有關）。     強烈建議變化計量箱內或防護箱內的表面換熱系數以驗證誤差分析。或驗證在確 定的測定條件下所要求的準確度。 C4  周邊熱損     對于防護熱箱法，保持裝置在恒定溫度而人為變化實驗室溫度若干度，以檢查周 邊熱損。此頂試驗雖然不易做，但可得到環境溫度變化對周邊熱損的影響。如果影響 較大，需要在試件周圍設立邊界系統（電加熱的金屬板或控制溫度的液體循環冷卻系 統），使其溫度接近測量平均溫度。     對于標定熱箱法．需采用邊界系統以檢測實驗室溫度變化對周邊熱損的影響程度。 C5  標定 C5．1  計量箱壁的標定     標志的目的是根據計量箱壁的熱流量Q3；修正輸入到計量箱的Qp值。     用已知比熱阻的均質試計以不同的計量箱壁溫度差進行測定。繪出計量箱壁熱電 堆輸出值與Q3曲線或方程。     當溫差為若干度時（通常為試驗的極端情況），這個關系可假定為線性關系。 C5．2  側面迂回熱損的標定     用已知比熱阻的試件在穩定下試驗，得到側面迂回熱損的標定系數。當側面迂回 熱損與試件厚度的關系為非線性時，標定的試件厚度應包括測量時預期使用的厚度范 圍。如果試件單位厚度的比熱阻值變化很大，標定過程在預期使用的R與d的比值范圍 內重復進行。     測面迂回熱損與熱、冷側的溫度差及裝置與所置房間的溫度差有關，裝置的標定 應在預期使用的溫度范圍內進行。 C6  線性試驗     裝置通過上述全部試驗后，準備一個由穩定的均質材料沮導熱系數是溫度線性函 數的試件（試件的兩側面上鑲貼不透氣及防止濕遷移的面層），然后測量試件在同一 平均溫度但不同溫差（如10，20和40K）時的導熱系數，其結果必須與溫差無關，如有 可能，在另一平均溫度下重復此試驗。 C7  性能驗證     完成上述檢驗后，至少用兩個熱性質穩定的材料制作的試件（高密度礦物棉板或老 化的泡沫塑料），在裝置的工作范圍內典型的一個（最好兩個）平均溫度上進行測量。 這些材料的導熱系數應先經國家認可的實驗室測定。應仔細研究測量結果的差異以確定 其原因和如何消除，并采取相應的措施。只有成功地對比后，才能用該裝置鑒定材料的 熱性質。     建議定期復查。   附錄D 裝置設計 （參考件）  D1  要求的品質     設計防護熱箱或標定熱箱裝置時，必須對下列參數作出決定：     a．所測試件的最大厚度和最小厚度；     b．最小和最大的試件比熱阻；     c．測量時要求的最大和最小表面換熱系數；     d．試件兩側的最小和最大溫差；     e．試件中預期有規則的非均質性的大小；     f．冷側最低溫度；     g．熱側最高溫度；     h．在最不利情況下，裝置的總準確度；     i．對熱、冷側濕度控制的要求；     j，框架中所裝試件的最大重量。 D2  試探性地選擇裝置的尺寸     如果預期要測量有規律的非均質試件時，裝置的尺寸應盡可能是非均質性尺寸的 整倍數。     首先試探性地取試件尺寸大于被測試件最大厚度的8倍，計量箱尺寸為試件最大厚 度的4倍。然后，對防護熱箱裝置通過估算周邊熱損Q5和不平衡熱流量Q2。對標定熱箱 裝置通過估算側面遷回熱損Q4，檢驗這些尺寸。參考附錄C。 D3  表面換熱系數     總的表面換熱系數包括輻射和對流傳熱系數兩部分。對于中等數值的表面換熱系 數，建議以輻射為主。     如果試件的一邊為自由對流，用表B1和有關公式計算局部換熱系數，然后檢查溫度 的均勻性。應在最小和最大允許的試件比熱阻及最小和最大的溫差情況下重復計算。導 流屏表面與試件的距離應為邊界層厚度的幾倍。     強迫對流時，應先設定空氣的質量流量，選擇不同的空氣流速和導流屏到試件表面 距離。使質量流量和雷諾數均滿足要求。     強烈建議工作在以試件表面到導流屏的距離δ計算的雷諾數Reo大于１００００的紊 流狀態。如果空氣流速低于1m/s，自然對流可能部分地與強迫對流重疊。此時應細致地 分析邊界層。     由此確定試件與導流屏間的最小和最大距離，最小和最大空氣流速及空氣質量流量。 D4  溫度均勻性     用最小的表面換熱系數，最小的試件比熱阻，最小溫差和最大質量流量及流速，驗 算溫度均勻性。亦應驗證某些典型情況。     驗算是否可能出現層流向紊流過渡的可能性，因為這將造成幾乎不可預測的波動。 裝置應避免工作在不充分擴殿的紊流或層流代態。當試件與導流屏間的流速和屏后的流 速不是相差很遠時，將獲得最好的結果（邊界層流速分布沒有大的變化）。 D5  周邊熱損     標走熱箱裝置中，解決周邊熱損的辦法是控制試件邊緣溫度或采用試件邊緣絕熱使 試件邊緣溫度接近試件的平均溫度。     估算實驗室溫度變化對周邊熱損的影響，并確定實驗室溫度穩定性。     對于防護熱箱裝置，用GB10294中的有關公式，檢驗以最小溫差測量最大厚度和最 大比熱阻的試件時，保護是否足夠。 D6  不平衡誤差     對防護熱箱裝置，首先驗證表面換熱系數不均勻性的影響。如果計量箱邊界處試件 的表面溫度不平衡超過允許范圍，為達到要求的表面換熱系數，應修改設計，如仍不滿 足，則用較高的表面換熱系數（反射性表面改為輻射性表面或由自然對流改為強迫對流 或兩者同時采用）。     計算在試件內側溫差最小、試件比熱阻和厚度最大時的表面溫度的不平衡。應同時 計算相應于最大允許不平衡誤差所允許的最大溫度不平衡值。這個數值應大于前一步計 算的接近計量箱邊界處的溫度不平衡值。如果小于計算的不平衡值，應修改表面換熱系 數、裝置尺寸、試件兩側的溫度，然后重新開始設計。 D7  裝置的詳細設計     應該根據通過箱壁的最大允許熱流量Q3，計量箱內、外部最大溫差，以及預計的最 大溫度波動和不均勻性設計防護熱箱裝置和標定熱箱裝置的計量箱壁。     當采用強迫對流時，應保證整個試件寬度上流速均勻。     加熱和冷卻設備的布置應使它周圍存在紊流，讓空氣溫度迅速混合均勻。     為計算環境溫度，必須檢查所有裝置的表面溫度，應小心使加熱器或冷卻器不在裝 置的表面上產生熱或冷點。     確定溫度傳感器的數量和位置。自然對流時，測定空氣溫度的溫度傳感器應在邊界 層之外。強迫對流時，應能檢測絕熱混合溫度（容積溫度）。     應確定最大和最小加熱和冷卻功率。當測試高比熱阻試件和采用強迫通風時，熱側 風扇的功率可能超過通過試件的熱流量Q1，為此需添加冷卻裝置，熱側露點溫度有特殊 要求時，熱側也可能要用冷卻裝置。     根據溫度不平衡和溫度穩定性的分析以及考慮在最小溫差時要求的穩定性，確定飄 移和長期穩定性，選擇控制系統。     電氣干擾噪聲和長期穩定性引入的誤差應是可忽略的，即應遠小于允許的空氣溫度 波動和不均勻性。     如果采用試件周邊溫度控制系統，應確定其控制方法。     驗算在最不利條件下的總誤差是否滿足設計要求。   附加說明：  本標準由國家建筑材料工業局提出。 本標準由河南建筑材料研究設計院技術歸口。 本標準由國家建筑材料局蘇州混凝土水泥制品研究院及河南建筑材料研究設計院負責起草。 本標準主要起草人劉成昌、曹聲含、王吉林、陳愛珠、陳惠余。