摘要：对目前门窗玻璃热物性参数实验室测试方法与技术进行了介绍和综合分析，分别就可能应用于玻璃热物性测试的稳态热护板法、非稳态平面热源法、非稳态热线法、非稳态热带法原理进行了介绍，并对目前玻璃热物性测试常用的稳态法和非稳态平面热源法，存在的问题进行了分析。最后对门窗玻璃热物性测试方法的发展方向进行了分析，并提出了明确的改进方案。论文结论可为门窗玻璃热物性参数实验室测试方法研究提供参考。

　　关键词：门窗玻璃；热物性参数；实验室测试；稳态法；非稳态热带法

　　门窗是影响建筑节能水平的重要组成部分之一，也是建筑围护结构节能、保温或隔热中的关键环节，其传热性能对于改善建筑室内环境，控制能耗至关重要，从而对其传热性能检测一直是研究热点之一。总体上门窗玻璃传热性能检测分节能现场检测和实验室测试两种。其中实验室检测作为玻璃质量监督监测的主要手段，我国1997年就制定了JC/T675-1997《玻璃导热系数试验方法》国家标准[1]。目前玻璃传热性能实验室测试主要有稳态法和非稳态法。如金太权基于单向稳态热流法测石英玻璃导热系数[2]，并建立了实验测试系统；刘海增以红外灯为加热热源，基于傅立叶导热定律和牛顿冷却定律，测玻璃钢板导热系数[3]；周菁华则基于稳态法原理对节能玻璃导热系数的测试方法进行了研究[4]。近年来，随着各种新型玻璃的出现，比热容逐渐成为玻璃的重要性能指标之一，针对此非稳态平面热源法在玻璃热物性测试中得到了应用，其优点是测试时间短，对实验环境要求不高。本文对已有玻璃热物性实验室测试方法进行分析，并提出了改进思路。

　　1.稳态法测试原理

　　稳态法分稳态护板法和稳态圆筒法等，针对玻璃的物理特征及应用特点此处特指稳态护板法（如图1所示）。稳态法原理上基于傅立叶定律，仅能获取材料导热系数。

　　图1防护热板法原理图

　　由图1所示，主热板放置于两块被测试样中间，为了尽量保证主热板热流垂直穿过试样，其两侧分别设置一块与主热板保持相同温度的护热板，通常为了保证效果，护热板内往往设置与主热板加热丝相同功率的热丝。冷板是为了使试样端面维持均匀恒定的温度，可通过恒温水浴实现。理想情况下，主热板热量均匀恒定的向两侧试样流出，则被测试样的导热系数可用下式获得：

　　€%d=（1）

　　式中：Q为主加热板释放的热量，J；A为主加热板加热面积，m2；△T1=T2-T1，和△T2=T3-T4分别是主加热板与上冷板与下冷板间的温差。

　　由测试原理可以看出，稳态法测试时间较长，且对实验环境有较高要求，但其原理简单，JC/T675-1997《玻璃导热系数试验方法》国家标准即基于稳态法测试原理。

　　2.非稳态法测试原理

　　针对稳态法测试时间长，对实验环境要求高的缺点，近年来非稳态法在材料热物性测试中得到了广泛应用看，其中适用于玻璃热物性测试的有非稳态平面热源法、非稳态热带法、非稳态热线法等。

　　2.1非稳态平面热源法

　　与传统的稳态法原理上只能测玻璃导热系数相比，可实现导热系数、热扩散率的同时测定，其原理结构如图2所示。

　　图2物理模型

　　设平面热源热流只在竖直方向（x方向）上传递，且其热流强度Q恒定，则试样内的温度变化分别可归结为如下定解问题[5]：

　　（2）

　　式中：€%j为试样密度，Cp为定压比热容，€%d为导热系数，而热扩散率€%Z=€%d/（€%jCp）。

　　在上述定解问题的基础上衍生了快速测量法（恒流法）和脉冲法，其中快速测量法适用于导热系数较大的材料热物性测量，而脉冲法适用于导热性能差的绝热保温材料等[5]。根据门窗玻璃的热物性参数参考范围，应适用于脉冲法。对式（2）作拉氏变换进行求解，可得：x=0处，如有强度为q的热源从零时刻开始加热，加热时间t后，试样任意位置x处的温升为：

　　=B（y）（3）

　　2.2非稳态热线法

　　设在固体介质中放置一根细长线状热源，其热能仅能在热线径向传递，将构成一个无限长圆柱导热模型。当热线以恒定热流持续加热时，如已知热线上通过的电流及其电阻，其单位长度发热量，W/m。

　　在加热功率恒定的情况下，热线上的温升值随时间的变化曲线呈近似线性[6]，直线的斜率为k=q/（4€%i€%d），据此可以得到被测试样的导热系数€%d

　　式（4）即交叉热线法测导热系数的理论公式。

　　利用热线上的温升数据结合交叉热线法测得松散煤体导热系数，同时测得距热线r距离处的温升得到

　　式中

　　B（y）=-2ydy1（4）

　　y2=（5）

　　加热片发热强度可用下式计算：

　　q=（I2R-m0Cp0）（6）

　　从热源加热开始计时，至t1时刻断电停止，热量仍继续向冷面传播，同时热面温度下降，至时刻t2，导热系数可用下式计算：

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