🧊 导热系数 λ
用防护热板法(GHP)或热流计法(HFM)测定保温材料和建筑材料的导热系数 λ。
要点速览
- 标准: PN-EN 12667:2002
- 类别: 建筑
- 操作步骤数: 6
- 各步骤合计时间: 1 天 2 小时 55 分钟–1 天 12 小时 55 分钟
- λ 范围(GHP): 0,01–0,5 W/(m·K)
- λ 范围(HFM): 0,02–0,5 W/(m·K)
- 准确度(GHP): ±2%
概述
导热系数 λ [W/(m·K)] 是建筑材料的关键保温参数。λ 越小表示保温性能越好。典型值:EPS 泡沫 0,031–0,040,岩棉 0,032–0,040,混凝土 1,0–1,5,砖 0,6–0,8,木材 0,13–0,18。
PN-EN 12667 标准规定了两种基准方法: - 防护热板法(GHP)— 绝对法,最准确 - 热流计法(HFM)— 比较法,速度更快
λ 值对建筑热工计算(波兰基建部 2015 年条例)、保温层厚度选择、建筑材料性能声明(DoP)和建筑能效认证不可或缺。
方法原理
GHP 法(防护热板法):将厚度 d 已知的材料试件夹于热板(热面)与冷板(冷面)之间。防护区消除侧向热损失。达到稳态后测量加热功率 Q、两板温度 T₁ 和 T₂ 以及厚度 d。
λ = Q × d /(A × ΔT)[W/(m·K)]
其中 Q — 加热功率 [W],d — 厚度 [m],A — 加热面积 [m²],ΔT = T₁ - T₂ [K]。
HFM 法:原理类似,但热流由经参比材料标定的热流传感器测得。
应用领域
- 保温制品(EPS、岩棉、PIR、XPS)认证
- 性能声明(DoP)— CE 标志
- 建筑热工计算(围护结构传热系数 U)
- 保温材料生产质量控制
- 新型保温材料研发
- 天然材料(纤维素、大麻、羊毛)保温性能评定
关键参数
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| λ 范围(GHP) | 0,01–0,5 W/(m·K) |
| λ 范围(HFM) | 0,02–0,5 W/(m·K) |
| 准确度(GHP) | ±2% |
| 准确度(HFM) | ±3–5% |
| 试件尺寸 | 300×300 mm 或 ø300 mm |
| 试件厚度 | 20–100 mm(典型) |
标准
- 标准编号
- PN-EN 12667:2002
- 标准名称(波兰语)
- Właściwości cieplne materiałów i wyrobów budowlanych — Określanie oporu cieplnego metodami osłoniętej płyty grzejnej i przepływomierza cieplnego — Wyroby o dużym i średnim oporze cieplnym
- 标准名称(英语)
- Thermal performance of building materials and products — Determination of thermal resistance by means of guarded hot plate and heat flow meter methods — Products of high and medium thermal resistance
分步操作程序
-
试件制备
按仪器尺寸切割试件(如 300×300 mm)。量测厚度(至少 5 点取平均)。称重(用于计算密度)。在 23°C/50% RH 下状态调节至少 24 h。
-
仪器设置
设定板温:T_热 = 35°C,T_冷 = 15°C(平均 25°C,ΔT = 20 K)。或按产品标准要求设定。
-
放置试件
将试件居中置于两板之间。确保完全贴合(无空隙)。GHP 法中 — 检查防护区。
-
测量
启动测量。仪器自动达到稳态(ΔT 在 30 min 内波动 <0,1 K)。测量时间:2–12 h(视材料而定)。
-
读取结果
软件计算 λ、R(热阻)和热功率。至少重复 3 次。计算平均值和标准偏差。
-
报告
报告 λ,精确至 0,001 W/(m·K)。注明测量条件(温度、试件含湿量、密度)。按 PN-EN ISO 10456 确定声明值 λD。
所需设备与仪器
| 设备 | 示例 | 参考价格 |
|---|---|---|
| GHP 仪器 | Netzsch GHP 456、Lambda-Messtechnik、LaserComp FOX | 200 000–500 000 PLN |
| HFM 仪器 | Netzsch HFM 446、LaserComp FOX 314/600、Hukseflux TRSYS | 100 000–300 000 PLN |
| 实验室烘箱 | 用于试件状态调节(70°C) | 5 000–15 000 PLN |
| 卡尺 / 测厚仪 | 用于测量试件厚度,精度 0,1 mm | 200–1 000 PLN |
| 分析天平 | 用于测定试件密度 | 5 000–15 000 PLN |
职业健康与安全
- 热板 — 温度可达 80°C,有烫伤风险
- 保温材料 — 有粉尘(岩棉),须佩戴 FFP2 口罩
- 切割试件 — 使用切割工具时须小心
常见问题
该检测依据哪项标准?
该检测依据的标准为 PN-EN 12667:2002 — 《Thermal performance of building materials and products — Determination of thermal resistance by means of guarded hot plate and heat flow meter methods — Products of high and medium thermal resistance》。
该方法的原理是什么?
GHP 法(防护热板法):将厚度 d 已知的材料试件夹于热板(热面)与冷板(冷面)之间。防护区消除侧向热损失。
测量范围和准确度是多少?
λ 范围(GHP):0,01–0,5 W/(m·K);λ 范围(HFM):0,02–0,5 W/(m·K);准确度(GHP):±2%;准确度(HFM):±3–5%。
完成检测需要多长时间?
各步骤所列时间合计约为 1 天 2 小时 55 分钟–1 天 12 小时 55 分钟。整个程序共 6 个步骤。
需要哪些设备?
GHP 仪器、HFM 仪器、实验室烘箱、卡尺 / 测厚仪、分析天平。核心仪器的参考价格(GHP 仪器):200 000–500 000 PLN。
该检测用于哪些场景?
保温制品(EPS、岩棉、PIR、XPS)认证;性能声明(DoP)— CE 标志;建筑热工计算(围护结构传热系数 U);保温材料生产质量控制;新型保温材料研发;天然材料(纤维素、大麻、羊毛)保温性能评定。
需要采取哪些安全防护措施?
热板 — 温度可达 80°C,有烫伤风险;保温材料 — 有粉尘(岩棉),须佩戴 FFP2 口罩;切割试件 — 使用切割工具时须小心。
哪家实验室可以开展此项检测?
该检测由通过 ISO/IEC 17025 认可的实验室开展。在 LabCoda 上可按标准编号检索 PN-EN 12667。