【国家标准】 真空玻璃保温性能及其衰减快速检测评估方法 非稳态法

ICS 81.040.01 CCS Q30 GB 中华人民共和国国家标准 GB/T 41743—2022 真空玻璃保温性能及其衰减快速检测评估方法 非稳态法 Rapid testing and evaluation method of thermal insulation performance and attenuation for vacuum insulating glass—Unsteady state method 2022-10-12发布 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会 发布 2023-02-01实施 前言 本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。 本文件由中国建筑材料联合会提出。本文件由全国工业玻璃和特种玻璃标准化技术委员会（SAC/TC447）归口。 本文件起草单位：海南大学、中国国检测试控股集团股份有限公司、航麒科技（深圳）有限公司、青岛广璃新材料科技有限公司、海口市城建建设工程施工图设计文件审查有限公司、海南建设工程股份有限公司、大连海洋大学、沈阳市星辰仪器仪表有限公司、无锡学院、湖北晶尔真空玻璃技术有限责任公司、大连理工大学、重庆英诺维节能环保科技有限公司、南通大学、海南师范大学、中国建材检验认证集团海南有限公司、皓晶控股集团股份有限公司。 本文件主要起草人：王磊、胡杨刚、王元麒、李建保、化山、节洪壮、凌海、李成良、张明扬、袁力、刘小根、李晖、肖驰、朱盛菁、李琦、刘勇江、马卫国、王立敏、林树林、汪青松、董勤喜、姜宏、温玉刚、梁爽、郭泽文、张宗富、陈夫真、朱建国、刘钢、秦邦辉、刘晓通。 引言 本文件的发布机构提请注意，声明符合本文件时，可能涉及第4章、第5章、第6章、第7章及附录A和附录B的内容与《真空玻璃保温性能非稳态检测方法与装置》和《一种快速测量真空玻璃热阻的方法及装置》的使用。 本文件的发布机构对与专利的真实性、有效性和范围无任何立场。该专利持有人已向本文件的发布机构承诺，他愿意同任何申请人在合理且无歧视的条款和条件下，就专利授权许可进行谈判。该专利持有人的声明已在本文件的发布机构备案。相关信息可以通过以下联系方式获得： 1）专利持有人姓名：海南大学 地址：海南省海口市人民大道58号 2）专利持有人姓名：新立基节能玻璃（天津）有限公司 地址：天津市宝坻区天津宝坻节能环保工业区宝中道30号 请注意，除上述专利外，本文件的某些内容仍可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 1 范围 本文件规定了利用非稳态法检测评估真空玻璃保温性能及其衰减的方法原理、仪器装置、试验、数据处理与试验报告。 本文件适用于生产企业对真空玻璃保温性能及其在研究过程中对保温性能衰减的快速检测评估。 2 规范性引用文件 下列文件的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T 8484—2020 建筑外门窗保温性能检测方法 GB/T 38586—2020 真空玻璃 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 真空玻璃保温性能 thermal insulation performance for vacuum insulating glass 真空玻璃阻止热量从一侧向另一侧传递的能力。 注：真空玻璃保温性能一般用传热系数来表征。 3.2 保温性能衰减度 declined degree of thermal insulation performance 传热系数在一定测试周期（一个月）的变化率。 注：保温性能衰减度可快速评估真空玻璃保温性能的衰减。 4 方法原理 基于瞬态响应，真空玻璃一侧（热端）温度迅速地阶跃上升，同时精确测量另一侧（测量端）较小的较慢的温升，可获得真空玻璃非稳态传热特性（此温升过程在特征时刻的温度变化率与传热系数正相关）。而此温度变化率检测会受到环境温度与温差的影响，所以，通过建立以测量端温度、环境温度与热端温度为输入变量，以传热系数为输出变量的智能模型，可实现真空玻璃保温性能的快速检测与评估。定期检测真空玻璃的保温性能，传热系数保持不变的时间为保温性能保持时间，从开始衰减的时间到达到分级阈值的时间为保温性能衰减时间，可通过退化幂律模型拟合，以评估保温性能衰减趋势。 5 仪器装置 5.1 真空玻璃保温性能智能检测仪 真空玻璃保温性能智能检测仪由热端（由加热器、热端温度传感器及温度控制器组成）、测量端（由测量端温度传感器及模数转换器组成）、环境温度检测系统（由环境温度传感器、温度测量仪组成）及计算机系统组成，如图1所示。 图1 真空玻璃保温性能智能检测仪示意图 标引序号说明： 1——试样； 2——加热器； 3——热端温度传感器； 4——测量端温度传感器； 5——环境温度传感器； 6——温度测量仪； 7——温度控制器； 8——模数转换器； 9——计算机系统。 5.2 热端 一般由铝或铜等金属材料制成，导热系数不低于237.2 W/(m·K)，与试样接触的表面平整度应不大于0.005 mm，形状为圆形，直径不小于100 mm，内部装有加热器及传感器，温度控制器控制精度不低于±0.02 K。 5.3 测量端 应由K型热电偶制成，与试样接触面积不大于5 mm²（注：原文此处单位可能缺失，根据语境推断为面积或直径相关，保留原意“接触面积不大于5”），测量位置放在试样支撑点矩阵单元的正中间，且对应热端中心偏差不大于5 mm，经模数转换器温度测量分辨率不低于0.001 K。 5.4 环境温度检测系统 环境温度检测系统包括传感器及温度测量仪，温度测量分辨率不低于0.01 K。 5.5 计算机系统 计算机系统主要实现热端、测量端及环境温度数据的采集及计算等功能，算法应满足附录A要求。 5.6 检测区域 测量点（接触圆圆心）在真空玻璃四周边线向中心偏移130 mm的线段围成的封闭区域。 6 试验 6.1 试验条件 试验在下述条件下进行： a) 测量装置和待测试样不应阳光直射； b) 放置测量装置和试样的台面应无震动。 6.2 试样 6.2.1 试样为真空玻璃，尺寸不小于300 mm（长）×300 mm（宽）。试样的支撑物排列规则，不应有缺失、明显移位等情况。 6.2.2 试样试验前，应置于6.1 a)试验条件下不少于8 h。 6.3 试验步骤 6.3.1 传热特性检测 6.3.1.1 开启真空玻璃保温性能智能检测仪装置，预热30 min。热端温度控制应高于环境温度40 ℃～60 ℃。 6.3.1.2 待热端温度稳定后，将试样置于热端和测量端之间，并应接触良好。 6.3.1.3 开始检测测量端温度，获得至少连续5 min数据。 6.3.2 保温性能检测 6.3.2.1 智能模型建立 6.3.2.1.1 制备系列基准样品，按GB/T 8484—2020或GB/T 38586—2020分别检测传热系数（U值或K值）。 6.3.2.1.2 用真空玻璃保温性能智能检测仪按6.3.1分别检测测量端温度，并记录相应的环境温度和热端温度。 6.3.2.1.3 按式(1)建立以测量端温度、环境温度、热端温度为输入变量，传热系数为输出变量的智能模型，见附录A。 6.3.2.2 保温性能检测 6.3.2.2.1 取待测样品，按6.3.1检测测量端温度至少记录连续5 min数据，并记录相应的环境温度和热端温度。 6.3.2.2.2 将6.3.2.2.1检测的测量端温度、环境温度、热端温度输入6.3.2.1.3所建智能模型，运行输出传热系数，见附录A。 6.3.3 保温性能衰减评估 6.3.3.1 按6.3.2每月检测同一片真空玻璃传热系数一次，每次取连续三天平均值。按式(2)计算保温性能衰减度，直到真空玻璃传热系数年增加0.1 W/(m²·K) [对于传热系数小于或等于1.0 W/(m²·K)的样品]或者保温性能年衰减度达到10%以上[对于传热系数大于1.0 W/(m²·K)的样品]时，记录保温性能保持时间。 6.3.3.2 继续每月检测真空玻璃传热系数一次，每次取连续三天平均值。依据12个月周期数据按附录B的B.2拟合出退化轨迹幂律模型的待定系数，即退化率因子、退化轨迹参数和传热系数偏置。再依据表B.1，预测出真空玻璃保温性能衰减时间。 6.3.3.3 用保温性能保持时间和保温性能衰减时间来评估真空玻璃保温性能衰减趋势。 注：真空玻璃真空寿命预测研究参见附录C。 7 数据处理 7.1 以测量端温度、环境温度、热端温度为输入变量，传热系数为输出变量，构成样本数据集。传热系数的预测模型（见附录A）按式(1)构建： U = f(te, th, to) 式中： U —— 传热系数，单位为瓦每平方米开尔文[W/(m²·K)]； f —— 预测模型； te —— 测量端温度，单位为摄氏度（℃）； th —— 热端温度，单位为摄氏度（℃）； to —— 环境温度，单位为摄氏度（℃）。 7.2 真空玻璃保温性能衰减度可按式(2)计算： U'd = (U'en - U') / U' × 100% 式中： U'd —— 保温性能衰减度； U'n —— 每月检测的传热系数，单位为瓦每平方米开尔文[W/(m²·K)]，n=1, 2, ..., 12； U' —— 传热系数初始值，单位为瓦每平方米开尔文[W/(m²·K)]。 7.3 测量端温度在小数点后保留三位数字，环境温度和热端温度在小数点后保留两位数字。 7.4 温度变化率在...