应用案例 | 典型建筑保温材料导热系数测试

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《中国“十四五”建筑业发展规划》提出，要加强建筑节能和绿色建筑的发展，推动建筑行业的转型升级，为实现我国碳达峰、碳中和目标作出积极贡献。为此，建筑的设计和施工需要使用高质量的保温材料，以提高建筑的能源利用效率，达成节能减排的目标。导热系数是评估保温材料性能的关键指标，是建筑外墙保温材料选取的主要依据。

热流法导热仪是测定保温材料导热系数的主要仪器，测试原理为将样品放置于上下两块温控板之间，施加恒定的温差，并用热流计测量稳定状态下通过样品的热流。热流  的大小取决于样品的导热系数  、样品厚度  、冷热板温差  、传热面积  等因素。根据傅里叶公式，当达到热平衡时，导热系数  可通过以下公式计算得出：

杭州之量科技有限公司开发的热流法导热仪 HFM 510A能够准确、高效地测定样品导热系数，符合GB/T 10295-2008、DIN EN 12664、EN 12667和JIS A1412等标准。本文将以三种典型的建筑保温材料为例，介绍热流法导热仪 HFM 510A的使用方法与测试能力。

一、样品准备

1.1 挤塑聚苯乙烯（XPS）板

挤塑聚苯乙烯（XPS）板是一种由聚苯乙烯树脂及其他添加剂通过挤压工艺制成的，具有连续均匀表层和闭孔蜂窝结构的高性能板材。凭借其优异的保温性能和抗压强度，XPS板被广泛应用于建筑墙体、屋面、地面、机场跑道和高速铁路路基等系统中。

1.2 真空绝热（VIP）板

真空绝热（VIP）板由填充芯材与真空保护表层复合而成，能够有效避免空气对流引起的热传递，具有密度小、导热系数低等优点，是高效隔热的理想选择，广泛应用于外墙保温系统、冷库和冰箱的隔热层等部位。

1.3 热固复合聚苯乙烯泡沫保温（TEPS）板

热固复合聚苯乙烯泡沫保温（TEPS）板以硅酸盐水泥为主要胶凝材料，加入聚苯乙烯泡沫颗粒、纤维和添加剂，具有优异的防火性能和保温性能，广泛应用于建筑墙体、屋面和地面保温系统。

二、测试条件 

项目

Tmean设定值

条件

实验次数

导热系数

25℃

热板温度：35℃

冷板温度：15℃

3

三、测试步骤 

1. 样品准备：尺寸要求为长300mm，宽300mm，高(5~100) mm。样品上下表面坡度不可超过5°，理论导热系数值需在(0.002~1)W/(m·K)范围内。

2. 仪器准备：开启仪器，升起炉门和托盘，将样品放入，降下托盘。确认样品被托盘压紧后，降下炉门。

3. 参数设置：设置实验参数，包括实验名、操作者、项目名称、样品信息、测试点、控制选项等。完成参数设置后，开始实验。

4. 结果记录：实验结束后，查看测试结果，记录导热系数  的数值。

四、测试结果 

样品名称

组别

导热系数λ

W/(m·K)

平均值

W/(m·K)

重复性

XPS板

1

0.03989

0.03988

0.129%

2

0.03992

3

0.03982

VIP板

1

0.00298

0.00296

1.367%

2

0.00298

3

0.00291

TEPS板

1

0.05418

0.05429

0.212%

2

0.05428

3

0.05441

基于高精度的测量，热流法导热仪 HFM 510A还支持测试结果的图表化显示，帮助实验人员直观分析实验结果，从而提高实验效率，以VIP板为例：

五、结论 

1. 从测试结果可以看出，TEPS板的导热系数最高，其次是XPS板，VIP板的导热系数最低，表现出绝佳的保温性能；

2. 对于上述3种样品测试，热流法导热仪 HFM 510A均展现出良好的测量精度，尤其是对于XPS板和TEPS板，其重复性均在0.5%以内；

3. 由于VIP板表面凹凸不平，影响了样品厚度  的准确测定，从而导致导热系数测试结果的重复性较低。为了确保测试结果的稳定与准确，在实验过程中应尽量提高样品表面的平整度。

六、仪器推荐 

热流法导热仪 HFM 510A基于稳态热流计法原理研制，高精度测量(0.002~2)W/(m·K)导热系数范围的气凝胶、陶瓷纤维、挤塑聚苯乙烯等各类保温材料。该仪器具备自动升降热板、自动力载荷、自动测厚、自动控温、自动升降炉门等功能。欢迎联系我们（400-1100-589），了解更多技术亮点、参数规格及应用案例。

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