《新型墙体材料湿传导及相变呼吸功能的评价方法》编制说明Word下载.docx

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2019年6月，于中国建材检验认证集团股份有限公司召开本标准第三次工作会议，工作组介绍了标准编制进度、难点等有关情况，参会专家与各单位代表通过研讨和讨论，提出了一些修改意见，并要求编制组根据提出的意见进一步完善标准初稿，尽早形成征求意见稿。

2019年06月27日，根据主编单位的申请，综合考虑标准编制过程遇到的问题，全国墙体屋面及道路用建筑材料标准化技术委员会向主管部门提出了标准延期申请。

2019年12月，完成全部实验，形成标准编制说明及试验报告、标准征求意见稿。

1.3.起草单位

本标准由中国建材检验认证集团西安有限公司、武汉理工大学负责起草。

1.4.标准更名原因

在“20171036-T-609新型墙体材料湿传导及相变呼吸功能的评价要求”国家标准编制过程中，编制组发现“评价方法”这一名称更加贴合本标准编制的目的和实际，更能真实的反应本标准内容。

因此，计划将本标准更名为《新型墙体材料湿传导及相变呼吸功能的评价方法》。

2.标准编制原则和主要内容：

2.1.标准编制原则

本标准按照GB/T1.1《标准化工作导则第1部分：

标准的结构和编写》的规定进行编写。

对于新型墙体材料湿传导及相变呼吸功能的评价要求，主要包括不同测试模式下，测定墙体材料的湿传导性能、相变呼吸功能、热传导性能等方面的参数，从而为实际工程建设中设计和选择墙体材料时提供可靠的评价和比较方法。

本标准的制定参考了国家标准中建筑材料及制品的吸放湿性能测定方法、建筑材料调温性能测试方法，设定的检测项目科学合理，检测方法准确高效，具有可操作性。

在标准的编制过程中，突出以下特点：

1.在现有国家标准GB/T32981-2016《墙体材料当量导热系数测定方法》中，根据试样制备中的规定，需要将被测试样进行烘干至恒重处理，即，现有国家标准仅能测试理想状态下的墙体材料的导热系数。

虽然这项规定可以对材料本身的特质进行较为客观的评价，但是这同时导致了与实际工程的偏差。

这中误差来自于墙体材料含水率随材料本身吸湿特性和环境湿度而变化，墙体材料的绝干状态在实际工程中一般不存在。

在此背景下，亟需开发新的测试方法。

以不同质量含水率条件下不同容重的加气混凝土为例，根据实验室所测定的导热系数数据，绘制如下曲线。

由图可见，加气混凝土材料受质量含水率的影响非常大。

因此，研究新型墙体材料在不同湿度场、温度场条件下，传湿传热协同过程特点具有较强的实际价值。

2.现有的测试方法主要针对材料本身单一特性，例如对于材料湿传导性能或者热传导性能的单一性能进行评价，而缺乏墙体材料在湿热联动条件下的测试与评价方法。

但是，新型墙体材料不仅应当具有传统的结构性作用，而且应当具有某些功能性作用，例如调湿功能和调温功能，以满足使用者对于舒适度的追求，同时也符合国家“建筑节能”的号召。

墙体材料在湿传导方面，应当因地制宜选择材料，潮湿的南方地区应当选择具有吸湿功能的墙体材料，干燥的北方地区应当选择使用具有放湿功能的墙体材料；

在热传导方面，应当具有保温隔热的作用。

以此为指标，测试和评价新型墙体材料的湿热特性，符合新型墙体材料的发展方向，而本标准中湿热特性双参数测试在国内外尚属首创，同时首次提出了与舒适度相关的墙体材料湿热特性评价体系。

3.本标准的提出有助于推动建筑节能的改进和调湿材料的发明，对于外墙材料的选择具有实际工程普适性。

4.本次新标准的起草，凸显“双参数、建筑节能、在线监测”等特点，显示了我国建材行业对于墙体材料湿热特性评价的新发展和新方向。

2.2.主要内容

本标准名称为《新型墙体材料湿传导及相变呼吸功能的评价方法》，主要内容共包括五部分：

第一部分为适用范围。

第二部分为术语和定义。

第三部分为原理介绍部分。

本标准是基于新型墙体材料在服役环境条件下,由于湿度场和温度场的作用，发生湿传导过程、水的相变呼吸过程、热传导过程等，测定新型墙体材料湿度、温度联合变动条件下的性能。

将新型墙体材料置于模拟试验箱中，在试验箱中通过湿度传感器和温度传感器在线连续测定湿传导、相变呼吸和热传导，得出墙体材料在湿热联动条件下的湿传导性能、相变呼吸性能、热传导性能，根据墙体材料达到湿平衡时间、热平衡时间等参数评价其湿传导过程、相变呼吸功能和热传导性能。

第四部分为测试装置部分。

本标准中涉及的测试装置主要由调温调湿试验箱、温度湿度传感器、重量传感器、计算机控制系统、数据采集处理系统等部分组成。

具体测试装置的结构如下图所示。

图1试验箱示意图

图2试样处理示意图

说明：

1——托盘；

2——检测样品；

3——样品上表面温度湿度传感器；

4——重量传感器；

5——样品上表面温度湿度传感器导线；

6——样品下表面温度湿度传感器导线；

7——重量传感器导线；

8——计算机；

9——试验箱内部温度湿度调节装置；

10——试验箱；

11——隔热棉；

12——隔热模具（发泡聚氨酯材料）；

13——样品下表面温度湿度传感器。

第五部分为试验方法部分。

在此部分详细介绍了本标准对于新型墙体材料湿传导和相变呼吸功能评价的具体测试步骤，以及参数分析方法。

在5.1部分，规定了式样的制备方法。

首先，5.1.1部分规定了试样尺寸需要满足要求，被测试样长宽高尺寸为（300±

2）mm×

（300±

（50±

1）mm。

然后对于试样，需要按照5.2部分的规定，进行传感器的安装和隔热隔湿处理。

传感器应当选用湿度温度传感器，能够同时测定湿度数据和温度数据。

传感器一共需要6个，其中在试样上表面沿对角线放置3个，另外3个则置于试样下表面，并沿对角线排列。

湿度温度传感器位置应按照图1b中所示，沿同一条对角线分布，其中第一个传感器应当在距试样边距离75mm处，第二个传感器位于距试样边150mm处，第三个传感器位于距试样边225mm处。

传感器置于相应位置后，使用胶水进行固定。

采集数据过程中，应当设定3个传感器的平均值作为最终数据，以减小误差。

根据5.2.2部分规定，需要对新型墙体材料试样进行隔湿隔热处理。

由于试样置于模具中进行测试，所以模具采用隔湿隔热材料，并具有一定厚度，保证待测样品在试验箱中仅能通过上表面与外界进行传湿和传热过程。

试样与模具之间的间隙使用隔热棉填充，同时使用隔湿隔热胶水进行密封。

5.3部分规定了新型墙体材料及相变呼吸功能的评价要求的具体测试方法。

为表征不同的实际服役环境下，新型墙体材料的湿热特性，设定多种测试模式，评价材料在不同使用条件下的性能，测试者应当根据实际工程特点（如，当地气候特点等）从中选择适合的测试模式。

具体检测模式如下表。

检测模式

湿热特性

初始温湿度

平衡温湿度1

平衡温湿度2

模式1

吸湿+放湿

25℃，0%RH

25℃，98%RH

模式2

吸热+放热

5℃，50%RH

60℃，50%RH

模式3

吸湿吸热

5℃，0%RH

60℃，98%RH

模式4

吸湿放热

60℃，0%RH

5℃，98%RH

模式5

放湿吸热

模式6

放湿放热

模式7

舒适度模式1-吸湿吸热

23℃，50%RH

模式8

舒适度模式2-吸湿放热

模式9

舒适度模式3-放湿吸热

模式10

舒适度模式4-放湿放热

在模式1-模式6中，温度参数设置为5℃，25℃和60℃，湿度参数设置为0%RH，50%RH和98%RH。

温度参数设置的依据，参考实际工程的墙体材料的服役状况温度主要为室温25℃，在冬季由于温度较低，因此设置为5℃，而夏季墙体材料受到强烈的阳光直射，温度比实际气温还要高，因此设置为60℃。

湿度参数的依据，日常空气湿度为50%RH左右，在干燥季节，空气干燥，因此设置为0%RH，当处于雨季（夏季、秋季）时，墙体材料所处环境中空气湿度大，而且墙体材料易受到雨淋，因此设置相对湿度为98%RH。

在舒适度模式中，恒温恒湿箱设置为温度为23±

1℃，湿度为50±

2%RH，原因：

人体舒适温度为18-26℃，舒适湿度为40-60%RH，因此，选取中间值23℃和50%RH。

在此温度和湿度附近，测试墙体材料的热传导和湿传导性能。

根据不同墙体材料的实际服役情况不同，设定了不同的服役模式：

a）测试模式1设定依据：

在常温季节，温度变化小，但是湿度变化大，因此需要考察其吸放湿能力，调节居住环境的湿度；

b）测试模式2设定依据：

在温度波动大的季节或地区，由于早晚温差大，需要考察其吸热放热能力，以保证墙体材料的保温性能，达到节能效果；

c）测试模式3、模式4、模式5、模式6的设定依据：

为测试墙体材料温度和湿度协同变化条件下，墙体材料湿度调节能力、保温能力的变化，

d）舒适度模式（模式7、模式8、模式9、模式10）：

由于人体舒适度环境为23℃，50%RH，因此需要考察墙体材料在此温湿度环境附近的热传导和湿传导特性。

以下为不同测试模式的具体操作方法：

模式1实验步骤：

a）试验箱温湿度设定为25℃和0%RH，当试样上表面和下表面传感器均达到25℃和0%RH时，开始测试墙体材料的湿热特性，记录此时试样的质量为m1；

b）调整试验箱温湿度为25℃和98%RH，开始测试材料的吸湿特性，记录试样上表面和下表面传感器的温湿度变化，以及重量传感器变化，当下表面传感器达到25℃和98%RH，且试样质量稳定时，试样达到平衡，此时材料恒温条件下的吸湿特性测试结束，记录此吸湿过程持续时间t1，此时试样的质量为m2，计算得出吸湿量；

c）调整试验箱温湿度为25℃和0%RH，开始测试材料的放湿特性，记录试样上表面和下表面传感器的温湿度变化，以及重量传感器变化，当下表面传感器达到25℃和0%RH，且试样质量稳定时，试样达到平衡，此时测试结束，记录此放湿过程持续时间t2，此时试样的质量为m3，计算得出放湿量；

d）试样的吸湿量、放湿量分别按公式

（1）、

（2）计算，分别精确至小数点后两位。

Δφa=（m2-m1）/m1………………………………………

（1）

式中：

Δφa——吸湿量，单位为%；

m2——吸湿过程结束后，试样稳定后的质量，单位为克（g）；

m1——吸湿过程开始前，试样稳定后的质量，单位为克（g）。

Δφd=（m2-m3）/m2………………………………………

（2）

Δφd——放湿量，单位为%；

m2——放湿过程结束后，试样稳定后的质量，单位为克（g）；

m3——放湿过程开始前，试样稳定后的质量，单位为克（g）。

模式2实验步骤：

a）试验箱温湿度设定为5℃和50%RH，当试样上表面和下表面传感器均达到5℃和50%RH时，开始测试墙体材料的湿热特性；

b）调整试验箱温湿度为60℃和50%RH，开始测试材料的吸热特性，记录试样上表面和下表面传感器的温湿度变化，以及重量传感器变化，当下表面传感器达到60℃和50%RH时，试样达到平衡，记录此吸热过程持续时间t1，此时材料恒温条件下的吸热特性测试结束；

c）调整试验箱温湿度为5℃和50%RH，开始测试材料的放热特性，记录试样上表面和下表面传感器的温湿度变化，以及重量传感器变化，当下表面传感器达到5℃和50%RH时，试样达到平衡，记录此放热过程持续时间t2，此时测试结束。

模式3实验步骤：

a）试验箱温湿度设定为5℃和0%RH，当试样上表面和下表面传感器均达到5℃和0%RH时，开始测试墙体材料的湿热特性，记录此时试样的质量为m1；

b）调整试验箱温湿度为60℃和98%RH，开始测试材料的吸湿吸热特性，记录试样上表面和下表面传感器的温湿度变化，以及重量传感器变化，当下表面传感器达到60℃和98%RH，且试样质量稳定时，试样达到平衡，此时测试结束，记录此过程中，温度传感器达到平衡温度（60℃）的时间t1，湿度传感器达到平衡湿度（98%RH）的时间t2，重量传感器达到平衡的时间t3，并记录此时试样的质量为m2，按公式

（1）计算得出吸湿量；

模式4实验步骤：

a）试验箱温湿度设定为60℃和0%RH，当试样上表面和下表面传感器均达到60℃和0%RH时，开始测试墙体材料的湿热特性，记录此时试样的质量为m1；

b）调整试验箱温湿度为5℃和98%RH，开始测试材料的吸湿放热特性，记录试样上表面和下表面传感器的温湿度变化，以及重量传感器变化，当下表面传感器达到5℃和98%RH，且试样质量稳定时，试样达到平衡，此时测试结束，记录此过程中，温度传感器达到平衡温度（5℃）的时间t1，湿度传感器达到平衡湿度（98%RH）的时间t2，重量传感器达到平衡的时间t3，并记录此时试样的质量为m2，按公式

（1）计算得出吸湿量。

模式5实验步骤：

a）试验箱温湿度设定为5℃和98%RH，当试样上表面和下表面传感器均达到5℃和98%RH时，开始测试墙体材料的湿热特性，记录此时试样的质量为m1；

b）调整试验箱温湿度为60℃和0%RH，开始测试材料的放湿吸热特性，记录试样上表面和下表面传感器的温湿度变化，以及重量传感器变化，当下表面传感器达到60℃和0%RH，且试样质量稳定时，试样达到平衡，此时测试结束，记录此过程中，温度传感器达到平衡温度（60℃）的时间t1，湿度传感器达到平衡湿度（0%RH）的时间t2，重量传感器达到平衡的时间t3，并记录此时试样的质量为m2，按公式（3）计算得出放湿量；

c）放湿量按公式（3）计算，精确至小数点后两位。

Δφd=（m1-m2）/m1……………………………………（3）

m1——放湿过程开始前，试样稳定后的质量，单位为克（g）。

模式6实验步骤：

a）试验箱温湿度设定为60℃和98%RH，当试样上表面和下表面传感器均达到60℃和98%RH时，开始测试墙体材料的湿热特性，记录此时试样的质量为m1；

b）调整试验箱温湿度为5℃和0%RH，开始测试材料的放湿放热特性，记录试样上表面和下表面传感器的温湿度变化，以及重量传感器变化，当下表面传感器达到5℃和0%RH，且试样质量稳定时，试样达到平衡，此时测试结束，记录此过程中，温度传感器达到平衡温度（5℃）的时间t1，湿度传感器达到平衡湿度（0%RH）的时间t2，重量传感器达到平衡的时间t3，并记录此时试样的质量为m2，按公式（3）计算放湿量。

模式7实验步骤：

b）调整试验箱温湿度为23℃和50%RH，开始测试以舒适度为目标下材料的吸湿吸热特性，记录试样上表面和下表面传感器的温湿度变化，以及重量传感器变化，当下表面传感器达到23℃和50%RH，且试样质量稳定时，试样达到平衡，此时测试结束，记录此过程中，温度传感器达到平衡温度（23℃）的时间t1，湿度传感器达到平衡湿度（50%RH）的时间t2，重量传感器达到平衡的时间t3，并记录此时试样的质量为m2，按公式

（1）计算吸湿量。

模式8实验步骤：

b）调整试验箱温湿度为23℃和50%RH，开始测试以舒适度为目标下材料的吸湿放热特性，记录试样上表面和下表面传感器的温湿度变化，以及重量传感器变化，当下表面传感器达到23℃和50%RH，且试样质量稳定时，试样达到平衡，此时测试结束，记录此过程中，温度传感器达到平衡温度（23℃）的时间t1，湿度传感器达到平衡湿度（50%RH）的时间t2，重量传感器达到平衡的时间t3，并记录此时试样的质量为m2，按公式

（1）计算吸湿量。

模式9实验步骤：

b）调整试验箱温湿度为23℃和50%RH，开始测试以舒适度为目标下材料的放湿吸热特性，记录试样上表面和下表面传感器的温湿度变化，以及重量传感器变化，当下表面传感器达到23℃和50%RH，且试样质量稳定时，试样达到平衡，此时测试结束，记录此过程中，温度传感器达到平衡温度（23℃）的时间t1，湿度传感器达到平衡湿度（50%RH）的时间t2，重量传感器达到平衡的时间t3，并记录此时试样的质量为m2，按公式（3）计算放湿量。

模式10实验步骤：

a）试验箱温湿度设定为60℃和98%RH，当试样上表面和下表面传感器均达到60℃和98%RH时，开始测试墙体材料的湿热特性，记此时试样的质量为m1；

b）调整试验箱温湿度为23℃和50%RH，开始测试以舒适度为目标下材料的放湿放热特性，记录试样上表面和下表面传感器的温湿度变化，以及重量传感器变化，当下表面传感器达到23℃和50%RH，且试样质量稳定时，试样达到平衡，此时测试结束，记录此过程中，温度传感器达到平衡温度（23℃）的时间t1，湿度传感器达到平衡湿度（50%RH）的时间t2，重量传感器达到平衡的时间t3，并记录此时试样的质量为m2，按公式（3）计算放湿量。

试验者根据所规定的方法测试后，应当根据5.4部分规定进行数据处理和分析。

在5.4部分，以5.3中规定的模式7为例，具体解释了数据处理方法。

示例：

下图为依据新型墙体材料湿热特性测试方法中模式7条件下得到的传感器监测数据。

在此模式下，待测试样状态为5℃，0%RH，此时样品初始质量含水率为φ0，试样的质量为m1。

其中，试样下表面温度传感器达到平衡温度，即23℃时，时间计为t1。

试样下表面的湿度传感器达到平衡湿度，即50%RH时，时间计为t2。

当到达t3时间后，质量传感器稳定为m2，质量含水率为φ1。

所以，新型墙体材料的相变呼吸吸放湿量（质量含水率变化）Δφ=φ1-φ0=（m2-m1）/m1。

在此数据基础上，温度平衡时间为t1，湿度平衡时间为t4=max[t2,t3]，相变呼吸功能的吸放湿量则为Δφ。

通过墙体材料的湿度平衡时间、相变呼吸功能的吸放湿量、温度平衡时间三个参数，可以表征新型墙体材料湿传导、相变呼吸功能和热传导等性能。

图3传感器监测数据

通过以上内容，可以提供方便的方法以合理评价新型墙体材料在不同湿度场、温度场条件下，传湿传热协同过程特点。

3.主要实验和验证情况分析

在此模式下，待测试样状态为5℃，0%RH，此时样品初始质量含水率为φ0=0%，试样的质量为m1=1350.01g。

其中，试样下表面温度传感器达到平衡温度，即23℃时，时间计为t1=3h。

试样下表面的湿度传感器达到平衡湿度，即50%RH时，时间计为t2=9h。

当到达t3=10h时间后，质量传感器稳定为m2=1512.02g，质量含水率为φ1=1.20%。

所以，新型墙体材料的相变呼吸吸放湿量（质量含水率变化）Δφ=φ1-φ0=（m2-m1）/m1=1.20%。

在此数据基础上，温度平衡时间为t1=3h，湿度平衡时间为t4=max[t2,t3]=max[9h,10h]=10h，相变呼吸功能的吸放湿量则为Δφ=1.20%。

4.标准涉及专利的情况

本标准不涉及专利。

5.推广应用论证和预期达到的经济效果

目前，新型墙体材料产品的设计、生产、应用已初步形成了一个比较完整的产业链。

许多有社会责任心、有实力的企业都在投入研发和生产。

新型墙体材料今后将是建筑墙体领域的主流产品，正在以现代工业的自动化生产方式大量生产，产品样式和功能在继承中有创新。

进入新世纪，特别是党的十九大召开后，为贯彻落实十九大精神，美丽乡村、特色小镇建设及农村人居环境整治行动等着眼与城乡统筹发展、乡村振兴的举措纷纷深入展开，其中绿水青山向金山银山转换过程中，极具地方特色美感的各色屋面建筑留驻了乡愁和文化传承，丰富了人民对美好生活向往的旅游宜居体验。

通过本标准的制定，主要关注点在以绿色发展和绿色应用的前提下，为建设美丽宜居乡村和绿色人文城市做好选材和应用方面研制符合新时代产业发展要求的依据标准，使我国的产品标准逐步与先进国家的相关要求接轨并符合国家相关规范，同时也引导国内外的产品和标准，服务于“一带一路”大战略需要，以维护生产、贸易和消费秩序，同时提高我国产品的竞争力，引导和推动产业健康发展。

6.采用国际标准和国外先进标准的情况

无。

7.与现行相关法律、法规、规章及相关标准，特别是强制性标准的协调性

本标准与现行相关法律、法规、规章及相关标准的协调性完全一致。

8.重大分歧意见的处理经过和依据

无重大分歧意见。

9.标准性质的建议说明

建议本标准为推荐性的。

10.贯彻标准的要求和措施