GB/T 39704-2020 真空绝热板有效导热系数的测定

ICS91.100.60

中华人民共和国国家标准

GB/T39704—2020

真空绝热板有效导热系数的测定

Determinationofeffectivethermalconductivityforvacuuminsulationpanels(VIP)

2020-12-14发布2021-11-01实施

标准31觀11发布

GB/T39704—2020

刖

本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。

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。

本标准起草单位：南京玻璃纤维研究设计院有限公司、福建赛特新材股份有限公司、长虹美菱股份

有限公司、广州晖能环保材料有限公司、中车长江车辆有限公司、上海元廷冷链科技有限公司、江苏山由

帝奥节能新材股份有限公司、滁州银兴新材料科技有限公司、青岛德旭新材料有限公司、中国石化国际

事业有限公司、国家玻璃纤维产品质量监督检验中心。

本标准主要起草人:赵明、张剑红、王佳庆、刘强、谢振刚、魏邦福、江峰、袁江涛、王海成、胡海滨、

何远新、朱生荣、胡树安、胡晓东、张亮亮、姜寅、吴乐于、孙美峰、包玉珍、胡鹏军、屈会力、侯鹏、魏善芝、

丁晴、潘阳、闾慧峰、唐健、张帅恺。

GB/T39704—2020

真空绝热板有效导热系数的测定

1范围

本标准规定了真空绝热板有效导热系数的测定方法。

本标准适用于真空绝热板。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T4132绝热材料及相关术语

GB/T10294绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法

GB/T10295绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法

GB/T13475—2008绝热稳态传热性质的测定标定和防护热箱法

GB/T22588闪光法测量热扩散系数或导热系数

GB/T37608真空绝热板

389和定义

GB/T4132和GB/T37608界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

有效导热系数犳fectivethermalconductivity

考虑了阻气隔膜边缘影响的整块真空绝热板的表观导热系数。

4原理

本标准给出三种真空绝热板有效导热系数的测定方法。方法A采用GB/T10294防护热板法的

原理，通过消除非计量区域的传热影响，测试与计量区域尺寸相同的真空绝热板的有效导热系数；方

法B采用GB/T13475—2008热箱法的原理，通过测量试件的传热系数，然后转化为真空绝热板的有效

热阻值与有效导热系数;方法C通过先测量真空绝热板的中心区域导热系数，然后结合阻气隔膜相关

信息，计算出真空绝热板的有效热阻与有效导热系数。

5方法A

5.1仪器设备

5.1.1导热系数测定仪

采用满足以下要求的导热系数测定仪进行测试:

a)满足GB/T10294的规定；

1

GB/T39704—2020

b)具有消除非计量区域的空气对流和辐射传热影响的功能；

c)采用真空防护时，防辐射屏的反射率应大于或等于0.95。

5.1.2钢直尺

分度值小于或等于1mm。

5.1.3犎型测厚仪

分度值小于或等于0.1mm。

5.2试样

5.2.1真空防护方式的试样要求

试样为正方形真空绝热板。试样尺寸应满足以下要求：

a)试样的边长应与GB/T10294规定的设备的计量板的尺寸一致；

b)试样的对角线偏差应小于或等于2mm，翘曲应小于或等于3mm，四个角的折边厚度与非折

边区的厚度差值应小于或等于1mm。

5.2.2非真空防护方式的试样要求

5.2.2.1试样尺寸

试样应满足5.2.1的要求。

5.2.2.2试样制备

试样周围宜采用材质均勻、不透气、热性能稳定的回字形聚氨酯板填充，如图1所示。聚氨酯板应

满足以下要求：

a)聚氨酯板的厚度应与真空绝热板试样的厚度一致，聚氨酯板的宽度应与GB/T10294规定的

防护板的宽度一致；

b)聚氨酯板在平均温度25°C的导热系数应小于或等于0.025W/(m•K)。

聚氨酯板与试样之间的空隙应用发泡聚氨酯填充，待发泡材料干燥并完全硬化后方可测试。

说明：

1真空绝热板试样；

2回字形聚氨酯板填充材料。

图1方法犃非真空防护的试样制备示意图

2

GB/T39704—2020

5.3试验步骤

5.3.1试样应在温度（23±2)°C，相对湿度（50±5)%的条件下进行不少于72h的状态调节。

5.3.2用钢直尺测量试样的长度^和宽度&，用H型测厚仪测量试样的厚度以。

5.3.3按照5.2的要求制备试样。

5.3.4将试样的整体放人满足5.1.1要求的导热系数测定仪。

5.3.5调整试样的位置，使真空绝热板的整体覆盖导热系数测定仪的计量区域。

5.3.6若采用真空防护方式，应在试样四周以及防护板与冷却单元之间配置防辐射屏，再将设备的真

空度抽至103Pa以下，若采用非真空防护方式，应检查设备的防护板是否完全被回字形聚氨酯板覆盖。

5.3.7设定热板与冷板的温差应大于或等于20K。

5.3.8温度达到设定值并稳定后，按照GB/T10294的原理计算试样的导热系数。按照以上要求测出

的导热系数即为真空绝热板的有效导热系数。

5.4试验误差

试验误差来源主要包含仪器仪表的测量误差温度、电流、电压（）、试样尺寸的偏差及防辐射屏反射

系数的偏差等。

6方法B

6.1仪器设备

6.1.1标定热箱

设备应满足GB/T13475—2008标定热箱法的规定。

6.1.2钢直尺

分度值应小于或等于1mm。

6.1.3犎型测厚仪

分度值应小于或等于0.1mm。

6.2试样

6.2.1试样尺寸

试样为正方形真空绝热板，试样尺寸应满足以下要求：

a)应大于或等于900mmX900mm且小于或等于1200mmX1200mm;

b)试样的对角线偏差应小于或等于5mm,翘曲应小于或等于3mm,四个角的折边厚度与非折

边区的厚度差值应小于或等于1mm;

c)试样周围的聚氨酯填充材料的宽度应大于或等于150mm;

d)由试样与聚氨酯构成的整体测试样的尺寸应覆盖设备的开口面积。

6.2.2试样制备

试样周围应使用材质均勻、不透气、热性能稳定的聚氨酯板填充，如图2所示。聚氨酯板应满足以

下要求：聚氨酯板在平均温度25C的导热系数应小于或等于0.025W八m•K)聚氨酯板的导热系数

应预先按照GB/T10294或GB/T10295测定，测试聚氨酯板的导热系数所选取的平均温度应为预设

3

GB/T39704—2020

热箱与冷箱环境温度的平均值。聚氨酯板与试样之间，聚氨酯板与安装架之间的空隙应用发泡聚氨酯

填充，待发泡材料干燥并完全硬化后方可测试。

说明：

1真空绝热板试样；

2回字形聚氨酯板填充材料;

3--标定热箱法的样品安装架。

图2方法B的试样制备示意图

6.3试验步X

6.3.1试样应在温度（23士2)°C，相对湿度（50士5)%的条件下进行不少于72h的状态调节。

6.3.2标定热箱在使用前应进行标定并确定标定系数。

6.3.3用钢直尺测量试样的长度心和宽度用H型测厚仪测量试样的厚度^。

6.3.4按照6.2.2的要求制备试样，用钢直尺测量聚氨酯板的厚度山。

6.3.5依据GB/T13475—2008规定的要求依次对试样进行安装，布置温度传感器，检查试样安装气密

性，如图3所示。

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GB/T39704—2020

说明：

1真空绝热板试样；

2回字形聚氨醋板填充材料;

3—-热箱；

4—冷箱；

5——安装架；

6——导流屏；

7——热电偶；

8加热器；

9风扇；

10电源及控制系统。

图3方法B测试真空绝热板有效导热系数的示意图

6.3.6安装及气密性检查无误后，通过安装试样的尺寸计算真空绝热板的面积Si和聚氨酯板的面

积^。

6.3.7关闭箱内照明设备，避免箱内照明设备长时间工作产生的热辐射的影响。

6.3.8设定热箱和冷箱的环境温差大于或等于20K，箱内的相对湿度小于或等于20%，冷箱应减少制

冷设备的载荷并防止结露。

6.3.9调节热箱壁内外的环境温度一致，减少热箱壁的漏热量，热箱漏热量的数量级应小于流经试样

热量与流经聚氨酯板热量的数量级。

6.3.10当箱内温度达到设定值后，每隔3h测量一次冷热箱的环境温度、聚氨酯板的冷热面温度和热

箱产生的热量，当连续两次的测量值偏差小于1%，并且结果不是单方向变化，则表示系统已达到稳定

状态。在系统达到稳定后，每隔0.5h记录一次冷热箱的环境温度、聚氨酯板的冷热面温度和热箱产生

的热量，3h共记录6次测量参数，取6次测量结果的平均值参与计算。

6.3.11按照式1（)计算真空绝热板的传热系数：

犝Qp—犙1一犙2

(1)

S1X犜2—犜1)

式中：

犝—-真空绝热板的传热系数，单位为瓦每平方米开尔文[w/(m2•K)；

S1—真空绝热板的面积，单位为平方米m（2)；

犜1-冷箱的环境温度，单位为开尔文(K)；

犜2-热箱的环境温度，单位为开尔文(K)；

Q-热箱产生的热量，单位为瓦W（)；

5

GB/T39704—2020

Qi——热箱损失的热量，按照GB/T13475—2008中2.9.3规定的方法确定，单位为瓦W（);

Qz——通过已知导热系数的聚氨酯板的热量，单位为瓦W（)。

按照式（2)计算通过已知导热系数的聚氨酯板的热量：

^X(T狊2一犜狊1)X犛2

犙2(2)

d1

式中：

A——聚氨酯板的导热系数，按照GB/T10294或GB/T10295规定的方法确定，单位为瓦每米

开尔文[W八m•K)];

犜狊——聚氨酯板的热面温度，单位为开尔文K（);

Tn——聚氨酯板的冷面温度，单位为开尔文K（);

犛2——聚氨酯板的面积，单位为平方米m（2);

犱1——聚氨酯板的厚度，单位为米m（)。

按照式（3)计算真空绝热板的有效热阻：

犚err(3)

式中：

犚err——真空绝热板的有效热阻，单位为平方米开尔文每瓦[m2•K)/W];

犚胃——真空绝热板的表面热阻，按照GB/T13475—2008附录A确定，单位为平方米开尔文每瓦

[m2•K)/W]当表面热阻无法确定时，取热面的表面热阻0.13(m2•K)/W，冷面的表

面热阻0_04(m2•K)/W。

按照式（4)计算真空绝热板的有效导热系数：

x―犱

(4)

Aerr=犚e

式中：

Aerr——真空绝热板的有效导热系数，单位为瓦每米开尔文[W八m•K)]

d——真空绝热板的厚度，单位为米m（)。

6.4试验误差

试验误差来源主要包含仪器仪表的测量误差温度、电流、电压（）、试样尺寸的偏差、试样的安装及测

温热电偶的布置引人的误差等。

7方法C

7.1仪器设备

7.1.1导热系数测定仪

设备应满足GB/T10294或GB/T10295的规定。

7.1.2均质膜材料导热系数测定仪

设备应满足GB/T22588的规定。

7.1.3钢直尺

分度值小于或等于1mm。

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GB/T39704—2020

7.1.4H型测厚仪

分度值小于或等于O.lmm。

7.1.5膜厚测量仪

分度值小于或等于O.OOlmm。

7.2试样

试样应为完整的真空绝热板。试样尺寸为样品原尺寸。

73试验步骤

7.3.1用钢直尺测量真空绝热板试样的长度^和宽度6i，用H型测厚仪测量真空绝热板的厚度以。

7.3.2依据GB/T10294或GB/T10295测量真空绝热板的中心区域的导热系数Ac。

7.3.3用膜厚测量仪测量阻气隔膜的厚度^。

7.3.4根据厂商提供的阻气隔膜的膜结构信息，按照GB/T22588分别测试阻气隔膜第z层对应的均

质膜的导热系数Ar,。

7.3.5按照式（5)计算平行于阻气隔膜方向的膜的导热系数或已知各层膜的导热系数和膜的厚度，

按照有限元的方法数值模拟A^:

.〉狋狋rrXArr

Ar=—)

tr

式中：

Ar——平行于阻气隔膜方向的膜的导热系数，单位为瓦每米开尔文[W八m•K)];

tr——阻气隔膜的厚度，单位为米m（);

t——阻气隔膜第r层的厚度，由厂商提供，单位为米m（);

Arr——阻气隔膜第r层均质膜的导热系数，单位为瓦每米开尔文[W八m•K)];

狀——阻气隔膜的总层数。

7.3.6按照式（6)计算真空绝热板的线传热系数：

_(.N2—B)

多edge2B

犱犖（2犖2-B2)-K1槡犖犖2犅K/NN1

—(槡！+l:槡犇)

2犱

(6)

式中：

令edge——真空绝热板的线传热系数，单位为瓦每米开尔文[W八m•K)];

Ac——真空绝热板中心区域导热系数，单位为瓦每米开尔文[W八m•K)];

«i——7.8,真空绝热板热面对流换热系数，单位为瓦每平方米开尔文[W八m2•K)];

〜——25,真空绝热板冷面对流换热系数，单位为瓦每平方米开尔文[W八m2•K)];

d——真空绝热板的厚度，单位为米m（);

Ni——过程参数1，见式（7)，单位为每米1（/m);

N——过程参数2,见式8（)，单位为每米1（/m);

B——过程参数3,见式（9)，单位为每平方米1（/m2);

D——过程参数4,见式1（0)，单位为每四次方米1（/m4);

K——过程参数5,见式11（)，单位为每米1（/m);

7

GB/T39704—2020

K2——过程参数6,见式1（2)，单位为每米1（/m)。

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