ASTM C1363-24
用热箱装置测定建筑材料和围护结构组件热性能的标准测试方法

Standard Test Method for Thermal Performance of Building Materials and Envelope Assemblies by Means of a Hot Box Apparatus

标准号

ASTM C1363-24

发布

2024年

发布单位

美国材料与试验协会

当前最新

ASTM C1363-24

 

 

适用范围

1.1 本测试方法确立了热箱装置的设计原则以及确定暴露于受控实验室条件下的建筑组件稳态热性能的最低要求。该方法还可用于测量建筑材料在标准化测试条件下的热性能，例如材料规范 C739、C764、C1224 和实践 C1373 中要求的条件。
1.2 本试验方法适用于大型均质或非均质试样。该测试方法适用于建筑结构或建筑材料的复合组件，可以为其构建适合测试设备的代表性样本。样品突出部或凹部的尺寸由热箱装置的设计控制。一些热箱仅限于平面或接近平面的样本。然而，较大的热箱已被用来表征突出的天窗和阁楼部分。测试样本的定义和本方法特有的其他术语参见 3.2。注 1：该测试方法取代了已撤销的测试方法 C236（防护热箱）和 C976（校准热箱）。先前根据测试方法 C236 和 C976 设计和操作的测试设备将需要对校准和操作程序进行轻微修改，以满足测试方法 C1363 .2 1.3 的要求。正确设计和操作的热箱设备直接类似于受保护的测试方法 C177用于测试暴露于空气引起的温差的大型样品的热板。热箱设备的操作需要对温度、面积和功率进行大量的基本测量。执行这些测量的设备需要校准以确保数据准确。在初始设置和定期验证测试期间，每个测量系统和传感器都根据可追溯到国家标准实验室的标准进行校准。如果热轴装置已以理想的方式设计、构造和操作，则不需要进一步的校准或调整。因此，热箱被认为是主要方法，并且通过直接评估用于进行测量的仪器的部件测量不确定性来分析结果的不确定性。
1.3.1 在均质材料的理想热箱测试中，暖样本面或冷样本面上不存在驱动侧翼热流的温差。此外，也不存在会导致热量穿过计量室壁边界的温差。然而，经验表明，保持完美的防护/计量室平衡是不可能的，需要进行小的修正才能准确地表征来自计量室的所有热流路径。为了获得测试结果的最终可信度，有必要通过对具有已知传热值的样本进行测量并将这些结果与预期值进行比较来对热箱装置的总体结果进行基准测试。
1.3.2 基准样本是均质板，其热性能均匀且可预测。这些面板或面板的代表性部分已在其他可直接追踪的设备上测量了其热性能，或者与国家标准实验室进行了有利的比较。例如，测试方法 C177 热板、测试方法 C518 热量计或其他测试方法 C1363 热箱将提供足够的样本。请注意，使用测试方法 C518 或类似设备会产生额外的不确定性，因为这些设备是使用传输标准或标准参考材料进行校准的。通过执行此基准测试过程，热箱操作员能够开发附加方程来预测对穿过样本的净热流的修正幅度，该修正量考虑了任何热箱壁损失和侧翼损失。该基准测试提供了充分的信心，即任何无关的热流都可以被消除或以足够的精度进行量化，从而成为总体不确定性的次要因素。
1.4 为了确保结果不确定度达到可接受的水平，应用本测试方法的人员必须了解热测量和测试实践的要求以及与隔热材料和系统相关的传热理论的实际应用。每个设备应提供详细的操作程序，包括设计原理图和电气图纸，以确保测试符合本测试方法。
1.5 本测试方法适用于正常建筑应用的典型条件。温带自然发生的室外条件范围约为 -48 至 85°C，正常的住宅室内温度约为 21°C。如有必要，用于构建测试样本的建筑材料应根据材料的特性及其潜在的可变性进行预处理。预处理参数的选择应准确反映测试样品的预期用途，并应记录在报告中。实践 C870 可用作测试样本调节的指南。热箱法的一般原理可用于构建测量高温下通过工业系统的热流的装置。该类型装置的详细设计超出了本方法的范围。
1.6 本测试方法允许在自然或强制对流条件下在样品表面进行操作。强制对流条件下气流运动方向应垂直或平行于表面。
1.7 热芯仪也可用于测量小于计量面积的单个建筑组件。这些测试需要特殊的表征程序。附件 A11 描述了这些情况的一般测试程序。
1.8 开窗系统（窗、门、天窗、幕墙等）热测试的具体程序在测试方法 C1199 和实践 E1423 中描述。
1.9 热箱已用于研究非均质建筑组件的热行为，例如结构构件、管道、电源插座或绝缘空隙等建筑缺陷。
1.10 本测试方法规定了构造和操作令人满意的热箱设备所需的一般设计要求，并涵盖了各种设备结构、测试条件和操作条件。未给出符合本标准的详细设计，但必须在一般要求的约束范围内进行开发。参考文献 (1-34) .3 中给出了热箱装置的设计、构造、特性描述和操作中使用的分析工具、概念和程序的示例。
1.11 热箱装置用于测量水平方向的传热时方向，用于测试墙壁和其他垂直结构。当建造用于测量垂直方向的传热时，热箱用于测试屋顶、天花板、地板和其他水平结构。其他方向也是允许的。相同的装置可以在多个方向上使用，但可能需要特殊的设计能力以允许重新定位到每个方向。无论测试方向如何，首先应使用已知热阻的样本在该方向上验证设备性能。
1.12 本测试方法没有规定设备操作所需的所有细节。关于材料取样、样本选择、预处理、样本安装和定位、测试条件的选择以及测试数据评估的决定应遵循适用的 ASTM 测试方法、指南、实践或产品规范或政府法规。如果不存在适用的标准，则必须使用并记录反映公认传热原理的合理工程判断。
1.13 本试验方法适用于稳态试验，不建立进行动态试验或动态试验数据分析的程序或标准。然而，在额外的表征之后，一些热轴装置已在动态（非稳态）条件下运行（1）。需要额外的表征以确保在测试过程中考虑到热流和存储的所有方面。动态控制策略包括周期性或非周期性温度循环，例如遵循昼夜循环。
1.14 本测试方法不允许在测量过程中故意通过样品进行空气或湿气的质量传递。空气渗透或湿气迁移会改变净传热。复杂的相互作用和对许多变量的依赖，再加上在这种条件下进行测试的经验有限，因此不建议将这种类型测试纳入本标准。附录 X1 中给出了此类测试的进一步考虑。
1.15 本标准并不旨在解决与其使用相关的所有安全问题（如果有）。本标准的使用者有责任建立适当的安全、健康和环境实践，并在使用前确定监管限制的适用性。
1.16 本国际标准是根据世界贸易组织贸易技术壁垒（TBT）委员会发布的《关于制定国际标准、指南和建议的原则的决定》中确立的国际公认的标准化原则制定的。

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