GBT 28638-2023 城镇供热管道保温结构散热损失测试与保温效果评定方法（正式版）

城镇供热管道保温结构散热损失测试与保温效果评定方法forthermalinsulationefficiencyofdis2023-08-06发布国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会I 2规范性引用文件 l3术语和定义 14测试方法 25测试分级和要求 96测试程序 7数据处理 8测试误差 9保温效果评定 10测试报告 附录A(规范性)散热热流密度值修正 附录B(规范性)保温结构外表面总放热系数计算 附录C(资料性)供热管道情况及气象资料调查表 附录D(规范性)热平衡法测试数据处理 附录E(资料性)供热管道保温结构散热损失测试数据记录表 附录F(规范性)供热管道保温结构最大允许散热损失值 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—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。本文件代替GB/T28638—2012《城镇供热管道保温结构散热损失测试与保温效果评定方法》,与GB/T28638—2012相比，除编辑性改动外，主要技术变化如下：——更改了适用范围(见第1章，2012年版的第1章);——增加了管道保温结构综合热阻的术语和定义(见3.1);——增加了管廊、隧道敷设管道的测试方法(见第4章、第6章、第7章);——更改了热流传感器误差(见4.1.6,2012年版的4.1.7);——删除了热流计法测试时的现场测试条件(见2012年版的4.1.8～4.1.10);——更改了热电偶的测试方法(见4.2.6,2012年版的4.2.5.2b)];——更改了热电阻的测试方法(见4.2.7);——删除了表面温度法测试时的环境温度测试条件(见2012年版的4.2.6a)、b]];——更改了外护管计算热流密度的条件(见4.3.5,2012年版的4.3.4);——更改了管道土壤导热系数的取样和测试方法(见4.3.10,2012年版的4.3.9);——删除了热平衡法对于管道是否泄漏的要求[2012年版的4.4.2a]];——更改了实验室模拟测试系统的加热热源最高温度(见4.5.3a),2012年版的4.5.3a]];——更改了现场测试截面和测点布置方法(见6.2.2d)、e),2012年版的6.2.2d]];——增加了现场环境的测量方法(见6.4);——更改了测试时的管道运行工况条件(见6.5.1,2012年版的6.4.1);——增加了现场测试条件(见6.5.2);——更改了热流计法、表面温度法、温差法的数据采集方法(见6.5.5,2012年版的6.4.4);——增加了热平衡法的数据采集方法(见6.5.6);——增加了热平衡法测试数据处理方法(见7.1.4);——增加了供热管道保温结构散热损失率的计算方法(见7.2.9);——更改了保温效果评定的依据(见9.1,2012年版的9.1);——删除了对测试结果的合格评定(见2012年版的9.2);——增加了供热管道保温结构散热损失率等级的划分(见9.2);——更改了散热热流密度值修正方法(见附录A,2012年版的附录A、附录B);——更改了供热管道保温结构最大允许散热损失值(见附录F)。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中华人民共和国住房和城乡建设部提出。本文件由全国城镇供热标准化技术委员会(SAC/TC455)归口。本文件起草单位：北京市公用事业科学研究所、中国城市建设研究院有限公司、中国市政工程华北设计研究总院有限公司、台州龙江化工机械科技有限公司、唐山兴邦管道工程设备有限公司、哈尔滨工业大学、北京市煤气热力工程设计院有限公司、北京热力装备制造有限公司、西安双吉节能科技有限公司、天津太合节能科技有限公司、河北峰诚管道有限公司、辽宁鸿鑫节能科技有限公司、中投(天津)智能管道股份有限公司、河北益瑞检测科技有限公司、廊坊华宇天创能源设备有限公司、大连开元管道有限公司、江丰管道集团有限公司、山东茂盛管业有限公司、浩联保温管业有限公司、河北乾海管道制造有限GB/T28638—2023公司、辽宁江丰保温材料有限公司、天津天地龙管业股份有限公司、新兴铸管股份有限公司、北京市热力工程设计有限责任公司、昊天节能装备有限责任公司、大连科华热力管道有限公司、河北君业科技股份有限公司、万华化学集团股份有限公司、内蒙古伟之杰节能装备有限公司、天津市宇刚保温建材有限公司、烟台市顺达聚氨酯有限责任公司、中国石油工程建设有限公司华北分公司、上海科华热力管道有限公司、北京华能保温工程有限公司、天津大学、北京中建建筑科学研究院有限公司、三杰节能新材料股份有限公司、青岛鑫汇得防腐保温有限公司、河南锐特热力管道科技有限公司、北京市建设工程质量第四检测所有限公司。胡春峰、刘喜怀、赵相宾、宣玲国、刘建立、王磊、叶连基、翟宝环、张松林、陈俊杰、闫建国、孙向飞、本文件于2012年首次发布，本次为第一次修订。1城镇供热管道保温结构散热损失测试与保温效果评定方法1范围本文件规定了城镇供热管道保温结构散热损失测试与保温效果评定的测试方法、测试分级和要求、测试程序、数据处理、测试误差、保温效果评定及测试报告。本文件适用于城镇供热管道、管路附件以及管道接口部位保温结构散热损失的测试与保温效果评定。2规范性引用文件下列文件中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/T4132绝热材料及相关术语GB/T8174设备及管道绝热效果的测试与评价GB/T10295绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法GB/T10296绝热层稳态传热性质的测定圆管法GB/T27418测量不确定度评定和表示GB/T29046城镇供热预制保温管道技术指标检测方法3术语和定义GB/T4132和GB/T8174界定的以及下列术语和定义适用于本文件。管道保温结构综合热阻integratedthermalresistanceofpipeinsulationstructure在稳态传热状态下，管道保温结构内外表面温度差与管道单位长度线热流密度的比值。实验室模拟测试laboratorysimulationtest实验室中，模拟供热管道的环境条件和运行工况所进行的管道保温结构散热损失测试。管道保温结构表观导热系数apparentthermalconductivityofpipeinsulationstructure实验室模拟测试时，由管道上测定的热流密度、管道保温结构内外表面温度计算所得的保温结构导热系数。亚稳态pseudosteadystate在两个连续的5min周期内，热流传感器的读数平均值相差不超过2%时的传热状态。24测试方法4.1热流计法4.1.1热流计法适用于下列供热管道的测试：a)现场和实验室；4.1.2采用热流计直接测量供热管道保温结构的散热热流密度。当热流垂直流过热流传感器时，散热热流密度按式(1)计算。q=K.E……(1)式中：q——散热热流密度，单位为瓦每平方米(W/m²);K——测头系数，单位为瓦每平方米毫伏[W/(m²·mV)];E——热流传感器输出电势，单位为毫伏(mV)。4.1.3测头系数值应按GB/T10295的方法，经标定后给出。可绘制出测头系数与被测表面温度(视作热流传感器的温度)的标定曲线，该曲线应标示出工作温度和热流密度的适用范围。4.1.4热流传感器的贴附包括下列要求。a)贴附前应清除贴附表面的尘土，并应在贴附面涂敷适量减小接触热阻的热接触材料，贴附后宜使用压敏胶带或弹性圈等材料压紧。热接触材料可采用黄油、硅脂、导热脂、导热环氧树脂等。b)热流传感器的热接触面应与热流方向垂直，热流传感器表面宜处于等温面中。c)热流传感器宜预先埋设在保温结构外护管的内表面，当不具备内部设置条件时，可贴附在保温结构外护管的外表面。d)在保温结构外表面贴附时，热流传感器与被测表面的接触应良好。贴附表面应光滑、无间隙和气泡。e)在地上、管沟、管廊、隧道敷设的供热管道保温结构外表面贴附时，热流传感器表面与被测管道表面的热发射率(表面黑度)应一致。当不一致时，可在热流传感器表面涂敷与被测管道表面热发射率相近的涂料或贴附热发射率相近的薄膜，或按附录A的规定对散热热流密度值进行修正。f)对热流传感器及其接线处应采取防水措施，热接触面间不应有水渗入。4.1.5热流传感器贴附部位温度应在热流传感器标定的温度范围内，或按热流传感器检定证书给定的温度修正系数，按式(2)对热流计显示的热流密度值进行修正。式中：q:——经温度修正的热流密度值，单位为瓦每平方米(W/m²);K,——温度修正系数；q'——热流计显示的热流密度值，单位为瓦每平方米(W/m²)。4.1.6热流计的整体误差应符合表1的规定。4.2表面温度法4.2.1表面温度法适用于下列供热管道的测试：a)现场和实验室；3GB/T28638—20234.2.2测试保温结构外表面温度、环境温度、风向和风速、外表面热发射率及保温结构外形尺寸，散热热流密度按式(3)计算。式中：q——散热热流密度，单位为瓦特每平方米(W/m²);α——总放热系数，单位为瓦特每平方米开尔文[W/(m²·K)];t。——保温结构外表面温度，单位为开尔文(K);t。——供热管道周边环境温度，单位为开尔文(K)。4.2.3保温结构外表面总放热系数计算应按附录B的规定执行。4.2.4保温结构外表面温度的测试可采用表面温度计、热电偶、热电阻或红外辐射测温仪。4.2.5采用表面温度计测试包括下列要求：a)表面温度计应采用热容小、反应灵敏、接触面积大、热阻小、时间常数小于1s的温度传感器；b)温度传感器应与被测表面保持紧密接触；c)应减少对温度传感器周围被测表面温度场的干扰。4.2.6采用热电偶测试包括下列要求。a)热电偶丝的直径不应大于0.4mm,其表面应有良好的绝缘层。b)热电偶与被测表面应紧密接触，在贴附面涂敷适量可减小接触热阻的热接触材料，并宜使用压敏胶带或弹性圈等材料压紧。热接触材料可采用黄油、硅脂、导热脂、导热环氧树脂等。c)热电偶与被测表面可采用下列贴附方式，热电偶贴附方式示意见图1:1)加集热铜片的贴附方式：将热电偶焊接在导热性好的集热铜片上，再将其整体贴附在被测2)表面接触贴附方式：热电偶与被测表面紧密接触的长度不宜少于20mm,见图1b);3)嵌入贴附方式：将热电偶嵌入被测表面上开凿的紧固槽或孔中，热电偶嵌入长度宜不少于4)埋入贴附方式：将热电偶端部的结点埋入被测体3mm～5mm,见图1d)。单位为毫米a)加集热铜片的贴附方式b)表面接触贴附方式图1热电偶贴附方式示意4GB/T28638—2023c)嵌入贴附方式d)埋入贴附方式标引序号说明：1——被测表面；2—-集热铜片；4——紧固槽。图1热电偶贴附方式示意(续)d)应采用毫伏计、电位差计或计算机输入转换模块读取测试值，并应进行参比端温度补偿。4.2.7采用热电阻测试包括下列要求。a)热电阻护套应紧密贴附在被测表面，在贴附面涂敷适量可减小接触热阻的热接触材料，并宜使用压敏胶带或弹性圈等材料压紧。热接触材料可采用黄油、硅脂、导热脂、导热环氧树脂等。b)采用三线制测量线路接入桥式或电位差的二次显示仪表，或接入计算机输入转换模块读取测试值。4.2.8采用红外辐射测温仪测试包括下列要求：a)采用非接触式红外辐射测温仪测试保温结构外表面温度时，应按仪表使用要求正确选择测温仪及被测点的距离和发射角；b)当保温结构外表面为有机材料或油漆和氧化表面时，应对被测表面热发射率及环境辐射进行修正，并应按仪表使用要求调整仪表的热发射率读数。4.2.9环境温度的测试应使用符合5.2.3规定的温度计，同步测试保温结构表面温度和环境温度。4.2.10环境风速测试应使用符合5.2.3规定的风速仪，在测量保温结构外表面温度时，同步测量风向和风速。4.3温差法4.3.1温差法适用于下列供热管道的测试：a)现场和实验室；b)供热管道预制时及现场施工时预埋温度传感器的测试。4.3.2通过测试供热管道保温结构各层材料的厚度、各层分界面上的温度以及各层材料在使用温度下的导热系数，计算保温结构的散热热流密度。4.3.3散热热流密度计算应符合下列规定。a)地上、管沟、管廊、隧道敷设的供热管道保温结构散热热流密度和单位长度线热流密度按式(4)、式(5)和式(6)计算。………………(5)5式中：q——散热热流密度，单位为瓦特每平方米(W/m²);qi——单位长度线热流密度，单位为瓦特每米(W/m);D——保温结构外径，单位为米(m);tin——保温结构内表面温度，单位为开尔文(K);t。——保温结构外表面温度，单位为开尔文(K);R₁——管道保温结构综合热阻，单位为米开尔文每瓦特(m·K/W);λ;——第i层保温材料在使用温度下的导热系数，单位为瓦特每米开尔文[W/(m·K)];d;——第i层保温材料外径，单位为米(m);d₁-i第i层保温材料内径，单位为米(m);n——保温材料层数。b)直埋供热管道的保温结构散热热流密度按下列方法计算。1)散热热流密度按式(4)计算，单位长度线热流密度按式(7)计算。………(7)式中：qi——单位长度线热流密度，单位为瓦特每米(W/m);tin——保温结构内表面温度，单位为开尔文(K);t——直埋供热管道周边环境温度，单位为开尔文(K);R₁——管道保温结构综合热阻，单位为米开尔文每瓦特(m·K/W);R,——直埋供热管道周围土壤热阻，单位为米开尔文每瓦特(m·K/W)。2)直埋供热管道周边环境温度ts:当Hc/D≤2时，取地表大气自然温度；当H/D>2时，取直埋供热管道中心埋深处周围土壤自然温度。3)直埋供热管道周围土壤热阻按式(8)或式(9)计算。式中：R、——直埋供热管道周围土壤热阻，单位为米开尔文每瓦特(m·K/W);λ、管道周围自然温度下土壤的导热系数，单位为瓦特每米开尔文[W/(m·K)];He—-直埋供热管道中心至地表面深度，单位为米(m);D——保温结构外径，单位为米(m)。4.3.4稳态传热时，工作管为金属管的供热管道，保温材料首层内表面与工作管接触良好的条件下，供热管道内的介质温度可视为保温材料首层内表面温度。4.3.5当保温结构外护管或工作管为非金属，且其理论计算热阻所占供热管道保温结构综合热阻的比例大于2%时，应将外护管或工作管作为保温结构中的一层来计算热流密度。4.3.6保温结构各层的界面温度可采用预埋的热电偶或热电阻测量，并应符合4.2.6、4.2.7的规定，界面温度取该层界面所有测点测量值的平均值。保温结构各层保温材料导热系数实测时的工作温度为该层保温材料内外层界面温度的平均值。6GB/T28638—20234.3.7直埋供热管道的保温结构中温度传感器在外护管上的引线穿孔应进行密封，不应渗漏。4.3.8保温结构的各层外径，应为测试截面处的实际结构尺寸。4.3.9保温结构各层保温材料导热系数，应在实际被测管道的保温结构中取样，并应分别按实测平均工作温度确定。4.3.10直埋供热管道的土壤导热系数按GB/T29046进行取样，并应按管道周围土壤自然温度测试。4.4热平衡法4.4.1热平衡法适用于下列供热管道的测试：a)无支管、无途中排放的供热管道；c)当温度传感器的最大允许测量误差和分辨率不满足被测管道全程温降测量要求时，不宜采用热平衡法进行现场测试。4.4.2选定测试段，在供热管道正常运行工况下，现场测试管道的介质流量、管道起点和终点的介质温度和(或)压力，按下列方法计算该段管道的全程散热损失。a)管道全程均为过热蒸汽时，全程散热损失按式(10)计算。式中：Q₀——管道全程散热损失，单位为瓦特(W);G,——蒸汽质量流量，单位为千克每小时(kg/h);h₁、h₂——管道进出口处蒸汽的比焓，单位为千焦耳每千克(kJ/kg)。b)管道中有饱和蒸汽及冷凝水时，全程散热损失(冷凝水回收时，按实际计量的回收热量确定)按式(11)计算。Q=0.278(G₉lh₁-G₉₂h₂)…(11)式中：Q——管道全程散热损失，单位为瓦特(W);G₉₁、G,₂——管道进出口处蒸汽的质量流量，单位为千克每小时(kg/h);h₁、h₂——管道进出口处蒸汽的比焓，单位为千焦耳每千克(kJ/kg)。c)热水管道可采用测定的热水流量和管道进、出口热水温度所对应的焓值，按式(10)计算全程散热损失，也可按式(12)计算。Q,=0.278G,(c₁t₁-c₂t₂)…(12)式中：Q,——管道全程散热损失，单位为瓦特(W);G,——热水质量流量，单位为千克每小时(kg/h);c₁、c₂——管道进出口处热水的比热容，单位为千焦耳每千克开尔文[kJ/(kg·K)];t₁、t₂——管道进出口热水温度，单位为开尔文(K)。4.4.3被测管道进出口处设置的流量、温度和(或)压力测量仪表应符合表1的规定。当使用管道进出口处已安装的仪表时，应检验其有效性及最大允许测量误差，并应符合要求。4.5实验室模拟测试4.5.1实验室模拟测试适用于下列条件：a)地上、管沟、管廊、隧道和直埋供热管道散热损失的模拟测试，可作为提供保温结构设计计算和7GB/T28638—2023材料选择的依据；b)工程现场所采用的供热管道产品进行保温效果的检验测试和评定；c)供热管道产品进行型式检验，可用作管道保温性能和加速老化性能测试。4.5.2将被测管道与实验室管道加热装置连接，并置于恒温小室内，在模拟敷设环境和运行条件下进行管道保温结构散热损失测试。4.5.3实验室模拟测试系统的加热热源，应设置对工作管内的介质温度进行调节、控制的装置，并应符合下列规定：a)最高温度大于工作管的试验温度；b)温度控制偏差不大于士0.5℃。4.5.4实验室模拟测试系统的恒温小室应符合下列规定：a)小室内空气温度调节范围为10℃~35℃,控制偏差不大于±1℃;b)小室内空气相对湿度的调节范围为30%RH～60%RH,控制偏差不大于±5%;c)测试段处的风速不大于0.5m/s。4.5.5当被测管道工作管的公称尺寸小于DN500时，管道长度宜不小于3m;当工作管公称尺寸不小于DN500时，管道长度宜不小于5m。4.5.6在被测管道保温结构的两端，距端头不小于0.5m处，应按GB/T10296的规定采取隔缝防护。4.5.7在被测管道中间选择1个～2个垂直于管道轴线的测试截面，当选择2个测试截面时，其间距应为100mm～200mm,被测管道散热损失应取2个测试截面的测试结果的平均值。4.5.8在实验室模拟环境和运行条件下，宜采用热流计法直接测试地上、管沟、管廊、隧道敷设管道保温结构的散热损失。4.5.9对于直埋供热管道，实验室模拟测试的结果应按下列方法换算为直埋供热管道状态下的散热损失。a)根据实验室测得的管道保温结构单位长度线热流密度，按式(13)计算管道保温结构表观导热系数。式中：…………λg管道保温结构表观导热系数，单位为瓦特每米开尔文[W/(m·K)];qi.w——实验室测得的管道单位长度线热流密度，单位为瓦特每米(W/m);D——保温结构外径，单位为米(m);d——保温结构内径，单位为米(m);tn——保温结构内表面温度，单位为开尔文(K);t。——保温结构外表面温度，单位为开尔文(K)b)供热管道单管敷设时，单位长度线热流密度应按式(7)计算，式(7)中的管道保温结构综合热阻按式(14)计算。式中：R₁——管道保温结构综合热阻，单位为米开尔文每瓦特(m·K/W);ap——保温结构的表观导热系数，单位为瓦特每米开尔文[W/(m·K)];D——保温结构外径，单位为米(m);d——保温结构内径，单位为米(m)。8GB/T28638—2023c)供热管道双管敷设时，单位长度线热流密度按式(15)计算。式中：qi——单位长度线热流密度，单位为瓦特每米(W/m);tin——保温结构内表面温度，单位为开尔文(K);ts——直埋供热管道周边环境温度(当Hc/D≤2时，取地表大气自然温度；当H。/D>2时，取直埋供热管道中心埋深处周围土壤自然温度),单位为开尔文(K);R₁——管道保温结构综合热阻，单位为米开尔文每瓦特(m·K/W);R,——直埋供热管道周围土壤热阻，单位为米开尔文每瓦特(m·K/W);R₄——直埋双管敷设附加热阻，单位为米开尔文每瓦特(m·K/W)。d)管道的附加热阻按下列方法确定。1)两条管道的附加热阻按式(16)和式(17)计算。第一条管道的附加热阻：a…………(16)式中：R——第一条管道保温结构附加热阻，单位为米开尔文每瓦特(m·K/W);tmt—-第一条管道介质温度，单位为开尔文(K);tm₂——第二条管道介质温度，单位为开尔文(K);t、——直埋供热管道中心埋深处周围土壤自然温度，单位为开尔文(K);R₁——第一条管道保温结构综合热阻，单位为米开尔文每瓦特(m·K/W);R₂——第二条管道保温结构综合热阻，单位为米开尔文每瓦特(m·K/W);K₄——双管敷设相互影响系数，单位为米开尔文每瓦特(m·K/W)。第二条管道的附加热阻：式中：R₂——第二条管道保温结构附加热阻，单位为米开尔文每瓦特(m·K/W);tmt—-第一条管道介质温度，单位为开尔文(K);tm₂——第二条管道介质温度，单位为开尔文(K);t、——直埋供热管道中心埋深处周围土壤自然温度，单位为开尔文(K);R₁——第一条管道保温结构综合热阻，单位为米开尔文每瓦特(m·K/W);R₂——第二条管道保温结构综合热阻，单位为米开尔文每瓦特(m·K/W);K。——双管敷设相互影响系数，单位为米开尔文每瓦特(m·K/W)。2)双管敷设相互影响系数按式(18)或式(19)计算。两条管道埋深相同时，按式(18)计算：式中：K。——双管敷设相互影响系数，单位为米开尔文每瓦特(m·K/W);H。——直埋供热管道中心至地表面深度，单位为米(m);h。——两条管道中心距，单位为米(m);9λ、——管道周围自然温度下土壤的导热系数，单位为瓦特每米开尔文[W/(m·K)]。两条管道埋深不同时，按式(19)计算：式中：K。——双管敷设相互影响系数，单位为米开尔文每瓦特(m·K/W);H——第一条管道中心至地表深度，单位为米(m);H₂——第二条管道中心至地表深度，单位为米(m);h。——两条管道中心距，单位为米(m);λ、——管道周围自然温度下土壤的导热系数，单位为瓦特每米开尔文[W/(m·K)]。4.5.10直埋供热管道的实际保温结构外表面温度，可根据实验室模拟测试结果按式(20)计算。式中：t。——保温结构外表面温度，单位为开尔文(K);tin——保温结构内表面温度，单位为开尔文(K);qi——单位长度线热流密度，单位为瓦特每米(W/m);R₁——管道保温结构综合热阻，单位为米开尔文每瓦特(m·K/W)。5测试分级和要求5.1测试分级5.1.1管道保温结构散热损失测试分为一级、二级及三级共3个等级，一级为最高等级。工程现场测试分级的选择应符合下列规定：a)采用新技术、新材料、新结构的供热管道鉴定测试，执行一级测试；b)供热管道新建、改建、扩建及大修工程的验收测试，执行二级或以上的测试；c)供热管道的普查和定期监测，执行三级或以上的测试。5.1.2实验室模拟测试分级的选择应符合下列规定：a)新型保温结构、材料供热管道的生产鉴定，执行一级测试；b)供热管道的现场(包括施工和生产)抽样检测，执行二级或以上的测试。5.2分级要求5.2.1一级测试应采用不应少于两种的测试方法，并应同步、对照进行。二级、三级测试可采用一种测试方法。5.2.2一级测试的测试截面及测点的布置数量，宜根据现场实际情况相对于二级、三级测试适当增加，二级、三级的测试布置数量应符合6.2的要求。5.2.3不同等级的测试应按表1的规定选用测量仪器、工具，其最大允许测量误差不应超过表1的规定。表1测量仪器、工具的最大允许测量误差测试项目测量仪器单位最大允许测量误差绝对值一级二级三级外形尺寸钢直尺、钢卷尺介质温度温度计℃介质压力压力表%热水流量流量计%蒸汽流量流量计%保温层厚度游标卡尺保温层界面温度热电偶、热电阻℃保温材料导热系数导热仪%355材料重量天平，秤g外表面温度热电偶、热电阻℃表面温度计℃红外测温仪℃材料辐射率辐射率测量仪%热流密度热流计%468环境温度、地温温度计℃空气相对湿度湿度仪%5环境风速风速仪%56测试程序6.1测试准备6.1.1按测试任务性质和要求确定测试等级。6.1.2对工程现场测试的供热管道应进行调查并建立调查表。调查内容应包括敷设方式、管线布置、保温结构类型与尺寸、管道总长度、管道运行工况和参数、施工及投产日期、土壤条件、气象等资料。供热管道情况及气象资料调查表可参照附录C。6.1.3测试应制订下列方案：a)确定测试流程、测试人员与时间；b)确定测试方法及相应测试参数；c)确定测试截面位置和测点布置；d)编制测试程序软件和记录表格。6.2现场测试截面和测点布置6.2.1测试截面的设置符合下列规定。a)对于较复杂的供热管道，应按管道直径、分支情况、保温结构类型，分成不同的测试段。每一测试段应在管道首末端各设置一个直管段测试截面，并应按管道实际长度、保温结构状况和测试等级，在其间再选择若干个直管段测试截面。b)每一测试段中，管道接口处测试截面和管路附件处测试截面不应少于1个。c)地上敷设的水平和竖直供热管道，应分别选取测试截面。6.2.2每一测试截面上沿管道周向的测点按下列规定布置。a)供热管道地上敷设时，根据风向布置测点，地上敷设测点布置示意见图2。标引说明：1——上中测点；2—-上侧测点；3——下侧测点；F——风向。图2地上敷设测点布置示意b)供热管道管沟、管廊、隧道或直埋供热管道单管敷设时，测点布置可按图2或其水平镜像位置布置。c)供热管道双管敷设时，测点布置示意见图3。标引序号说明：1——上中测点；2—-中间测点；图3双管敷设测点布置示意d)管道的工作管公称尺寸大于DN500的一级测试，或管道保温结构内包含其他线槽、管路等使得保温层截面为非对称时的一级、二级、三级测试，应按下列规定先进行预测试：1)预测试应选择不少于1个有代表性的测试截面，沿周向均匀应布置8个测点，设置测试传感器进行预测试；2)根据预测试得出的管道保温结构表面热流和温度场分布结果，按热流密度平均值相等的原则，合理确定测点的数量和位置。e)对于均质供热管道工作管公称尺寸大于DN500的二级、三级测试，宜采用在图2和图3中各测点圆心的对称位置处，增加3个测点的布置。6.2.3选配测量仪器，并应检验其有效性及最大允许测量误差使其符合表1的规定。6.2.4清理管道的测点位置表面，并设置测试传感器，设置过程中应保持保温结构的原来状态。对于现场开挖或剖开保温结构设置测试传感器的直埋供热管道，应按原始状态恢复保温结构，并应按填埋要求及时回填。6.3实验室模拟测试的测点布置6.3.1当被测管道的工作管公称尺寸小于DN500时，应在被测管道中间相距100mm～200mm处选取两个测试截面，按6.2.2的规定布置测点。6.3.2当被测管道的工作管公称尺寸大于或等于DN500时，应在被测管道中间相距500mm处选取2个测试截面，沿周向均匀布置8个测点。6.4现场环境的测量6.4.1现场测试时应同步测量被测管道所处环境的气象条件，包括温度、相对湿度、风速、风向等，以便于测试结果的综合分析，测量设备应符合表1的规定。6.4.2对于地上敷设的供热管道，测量现场环境温度、相对湿度的测点应在距被测管道保温外表面大于等于1m位置，且不应受其他热源的影响。6.4.3对于管沟、管廊、隧道敷设的供热管道，环境温度应在环管沟、管廊、隧道内壁附近测试平均空气温度。6.4.4对于直埋保温的供热管道，应测量地表大气自然温度和管道周围土壤自然温度，土壤自然温度的测点应在距被测管道中心平行10m远处，且在管道中心相同埋深的自然土壤中。6.5亚稳态传热条件下的测试6.5.1各测试截面的测试传感器贴附完毕，对于直埋供热管道还应在回填完毕，且管道宜在不低于设计负荷75%的工况连续运行不少于72h后进行测试。6.5.2现场的测试条件符合下列规定：a)现场风速不应大于0.5m/s,不满足时应设挡风装置；b)测试传感器不应受阳光直射，宜选择阴天或夜间进行测试，或加装遮阳措施；c)不应在雨雪天气时进行测试。6.5.3连接测试数据采集系统，检查管道运行工况和测试截面处的测试数据是否稳定。可选择有代表性的测试截面进行预测试，读取热流传感器的数据，观察测试数据的变化情况。6.5.4确认已达到亚稳态条件后，开始正式测试，采集和记录数据。6.5.5热流计法、表面温度法、温差法采集频率为每分钟1次，采集周期内连续记录不少于10次。6.5.6热平衡法的数据采集包括下列要求：a)管道介质流量波动不宜超过平均流量的±3%;b)温度波动与平均温度相比不宜超过士2℃,采集频率为每分钟1次；c)起点与终点记录点的时间应保持一致，记录的时钟偏差应小于1min;d)连续记录时间应不少于介质从管道起点流至终点所用的时间加上20min;e)当管道存在变径时，应分别确定每种规格管段的长度与内径；f)介质从管道起点流至终点的时间按式(21)计算。GB/T28638—2023△T——介质从管道起点流至终点的时间，单位为分(min);………L;——第i管段长度，单位为米(m);v;——第i管段介质平均流速，单位为米每秒(m/s)。7数据处理7.1数据整理7.1.1数据整理应将采集的异常数据剔除，并应标明原因。7.1.2同一测试截面相同参数所测数据，应取算术平均值。7.1.3不同的测试方法应按对应的计算公式计算各测试截面处的热流密度值。7.1.4热平衡法测试数据处理应按附录D的规定执行。7.2结果计算7.2.1同一管径管道直管段的散热损失按式(22)计算，其平均线热流密度取各直管段测试截面处线热流密度的平均值，并按式(23)计算。Q₁——管道直管段的散热损失，单位为瓦特(W);L₁——直管段全长，单位为米(m);qi——管道直管段的平均线热流密度，单位为瓦特每米(W/m);D——保温结构外径，单位为米(m);q₁——第i个直管段测试截面处的平均热流密度，单位为瓦特每平方米(W/m²);j——直管段测试截面个数。7.2.2同一管径管道全部接口处保温结构的散热损失按式(24)计算。Qri=πDq,lm…………(24)Q..1——管道全部接口的散热损失，单位为瓦特(W);D——保温结构外径，单位为米(m);q:——管道接口处的热流密度，单位为瓦特每平方米(W/m²);l——一个接口处保温结构长度，单位为米(m);m——接口数量。7.2.3供热管道中的阀门、管路附件的热流密度计算按下列规定。a)当采用热流计法时，应直接测得保温结构散热热流密度。b)当测得的数据是阀门、管路附件的表面温度时，应符合下列规定：1)对于地上、管沟、管廊、隧道敷设的管道可采用实测的表面温度算术平均值，按表面温度法计算热流密度；2)对于直埋的阀门、管路附件可采用实测的表面温度算术平均值和实测的土壤温度、土壤导GB/T28638—2023热系数值，按温差法计算出热流密度，再按阀门、管路附件的实际表面积折算出相对于该管道的当量长度，计算出该当量长度上的散热线热流密度，并按实际数量和当量长度计算出所有阀门和管路附件的总散热损失Qr.2。7.2.4供热管道全部保温结构破损处的散热损失Q,,应根据破损面积和实测表面温度的算术平均值，按表面温度法计算出热流密度和散热损失。7.2.5热平衡法测试结果即为测试段管道全程散热损失，其平均线热流密度按式(25)、式(26)和式(27)计算。a)蒸汽管道：或…………(25)………(26)式中：qu——管道全程的平均线热流密度，单位为瓦特每米(W/m);G,——蒸汽质量流量，单位为千克每小时(kg/h);h₁、h₂——管道进出口处蒸汽的比焓，单位为千焦耳每千克(kJ/kg),按蒸汽参数查表取值；L——管道全长，单位为米(m);G₉₁、G₀₂——管道进出口处蒸汽的质量流量，单位为千克每小时(kg/h)。b)热水管道：式中：………………qu——管道全程的平均线热流密度，单位为瓦特每米(W/m);G,——热水质量流量，单位为千克每小时(kg/h);c₁、cz——管道进出口处热水的比热容，单位为千焦耳每千克开尔文[kJ/(kg·K)],按热水温度查t₁、t₂—-管道进出口热水温度，单位为开尔文(K);L——管道全长，单位为米(m)。7.2.6供热周期平均温度条件下的热流密度值，应根据实测的热流密度、介质温度和环境温度，按式(28)计算。………………式中：qm——供热周期平均温度条件下的热流密度，单位为瓦特每平方米(W/m²);q₀——实测热流密度，单位为瓦特每平方米(W/m²);tmy——当地供热周期内介质平均温度，单位为开尔文(K);t——测试时的介质温度，单位为开尔文(K);tew——当地供热周期内平均环境温度(空气温度或地温),单位为开尔文(K);t'测试时的环境温度(空气温度或地温),单位为开尔文(K)。7.2.7测试段管道全程散热损失按式(29)计算。Q,=Q₁+Qr.1+Qr.2+Qr3………(29)GB/T28638—2023式中：Q,——管道全程散热损失，单位为瓦特(W);Q₁——管道直管段的散热损失，单位为瓦特(W);Q..——管道全部接口的散热损失，单位为瓦特(W);Qr₂——管道全部阀门、管路附件的散热损失，单位为瓦特(W);Qr.a——管道全部保温结构破损处的散热损失，单位为瓦特(W)。7.2.8管道总散热损失应为各测试段管道全程散热损失之和，按式(30)计算。……………(30)Q.——管道总散热损失，单位为瓦特(W);Qn——第i段管道的全程散热损失，单位为瓦特(W);k——测试段数量。7.2.9供热管道保温结构散热损失率为总散热损失与实际供热负荷的比值，按式(31)计算。om——保温结构散热损失率；Q₁——管道总散热损失，单位为瓦特(W);Q——管道实际供热负荷，单位为瓦特(W)。…………7.2.10应记录经过误差分析的测试结果和计算值，保温结构散热损失测试数据记录表可参照附录E。8测试误差8.1误差分析8.1.1测试误差来源于仪表误差、测试方法误差、测试操作及读数误差、运行工况不稳定及环境条件变化形成的误差等。8.1.2当出现的误差较大，又较难做出原因分析时，应采用多种测试方法进行对比测试，或采用一种测试方法的重复测试，以确定测试误差和重复性误差。8.2误差范围8.2.1一级测试应按GB/T27418的规定，对各参数的测试结果做出测量不确定度分析，计算合成标准不确定度，并给出扩展不确定度。散热损失测试结果的综合误差不应超过10%,重复性测试误差不应8.2.2二级测试应做出误差估计，散热损失测试结果的综合误差不应超过15%,重复性测试误差不应8.2.3三级测试可不作散热损失误差分析和误差估计，重复性测试误差不应超过10%。9保温效果评定9.1评定依据供热管道保温结构散热损失测试结果的评定，宜按供热管道设计对保温结构最大允许散热损失值为依据，也可按下列之一条作为依据：a)测试委托协议或合同书中确定的供热管道保温结构最大允许散热损失或散热损失率等级；b)表F.1和表F.2中列出的供热管道保温结构允许最大散热损失值。9.2供热管道保温结构散热损失率等级对应于供热管道保温结构散热损失率不同等级的最大散热损失率见表2。表2供热管道保温结构散热损失率等级划分供热管道保温结构散热损失率等级最大散热损失率%1523——10测试报告测试报告应包括以下内容：a)测试任务书及测试项目概况，测试目的及测试等级要求；b)测试项目的实际运行参数、测试现场及气象条件调查；c)测试方案，测试主要参数，主要测试仪器、仪表及最大允许测量误差；d)测试日期，测试工作安排及主要技术措施；e)测试数据处理，计算公式，测量不确定度分析；f)保温效果评定和分级，提出建议。原始记录、数据处理资料及测试报告应及时存档备查。(规范性)散热热流密度值修正A.1修正值计算经热发射率修正的热流密度值应按式(A.1)进行修正。式中：q、——经热发射率修正的热流密度值，单位为瓦特每平方米(W/m²);qA——热流计实测热流密度值，单位为瓦特每平方米(W/m²);f——热发射率修正系数。A.2修正系数热流传感器表面与被测表面热发射率不一致时，热发射率修正系数可按表A.1选取，其中未标出的温度或热发射率修正系数按插值处理，被测表面温度低于50℃时按50℃系数选取。表A.1热发射率修正系数保温结构外表面材料的热发射率热发射率修正系数f适用条件4000.730.730.72 适用于表面热发射率为0.9的硅橡胶热流传感器0.780.780.78—————0.850.850.840.890.890.880.960.960.95 ————适用于表面热发射率感器被测表面温度，单位为摄氏度(℃)。A.3保温结构外表面材料的热发射率保温结构外表面材料的热发射率宜采用实际测试值，也可按表A.2选取。表A.2保温结构外表面材料的热发射率保温结构外表面材料表面温度t℃保温结构外表面材料的热发射率e粗制铝板工业用铝薄板严重氧化的铝铝粉涂料轧制钢板极粗氧化面钢板有光泽的镀锌铁皮有光泽的黑漆无光泽的黑漆40～95色薄油漆涂层砂浆、灰泥、红砖石棉板胶结石棉沥青油毡纸粗混凝土石灰浆粉刷层油纸硬质橡胶聚乙烯(黑色)GB/T28638—2023(规范性)保温结构外表面总放热系数计算B.1一般规定保温结构外表面总放热系数应根据测试等级分别进行计算。一级测试应按B.2～B.4的方法计B.2外表面总放热系数外表面总放热系数应按式(B.1)计算。α=αr+αc……………(B.1)α——总放热系数，单位为瓦特每平方米开尔文[W/(m²·K)];ar——辐射放热系数，单位为瓦特每平方米开尔文[W/(m²·K)];ae——对流放热系数，单位为瓦特每平方米开尔文[W/(m²·K)]。B.3辐射放热系数B.3.1辐射放热系数取决于表面的温度和热发射率，保温结构外表面材料的热发射率定义为表面辐射系数与黑体辐射常数之比。辐射放热系数按式(B.2)、式(B.3)和式(B.4)计算。αr=t,K,…………(B.2)式中：α,——辐射放热系数，单位为瓦特每平方米开尔文[W/(m²·K)];t,——温度因子，单位为三次方开尔文(K³);K——材料表面辐射系数，单位为瓦特每平方米四次方开尔文[W/(m²·K*)]。B.3.2温度因子按下列方法计算。a)温度因子按式(B.3)计算。…………(B.3)t,——温度因子，单位为三次方开尔文(K³);t。——保温结构外表面温度，单位为开尔文(K);t——环境或相邻辐射表面的温度，单位为开尔文(K)。b)当保温结构外表面温度与环境或相邻辐射表面温度差值不大于200K时，温度因子可按式(B.4)近似计算。tr≈4t₃………(B.4)式中：t,——温度因子，单位为三次方开尔文(K³);tay保温结构外表面温度与环境温度的平均温度，单位为开尔文(K)。B.3.3材料表面辐射系数可按式(B.5)计算，也可从表B.1中选取。式中：K,——材料表面辐射系数，单位为瓦特每平方米四次方开尔文[W/(m²·K)];e——保温结构外表面材料的热发射率；σ——斯蒂芬·玻尔兹曼常量，取值为5.67×10-8,单位为瓦特每平方米四次方开尔文[W/B.4对流放热系数B.4.1对流放热系数分为建筑物、管沟、管廊、隧道内部敷设的管道表面的对流放热系数和外部空间管道对空气的对流放热系数。B.4.2在建筑物、管沟、管廊、隧道内等内部空间敷设的管道，外表面对流放热系数的计算应符合下列规定。a)垂直管道，且空气为层流状态时(H3×△t≤10m³·K),放热系数可按式(B.6)和式(B.7)计算。式中：ac——对流放热系数，单位为瓦特每平方米开尔文[W/(m²·K)];△t——保温结构外表面温度与环境温度的温差，单位为开尔文(K);He——垂直管道高度，单位为米(m);t。——保温结构外表面温度，单位为开尔文(K);t。——供热管道周边环境温度，单位为开尔文(K)。b)垂直管道，且空气为紊流状态时(H3×△t>10m³·K),放热系数可按式(B.8)计算。式中：α。——对流放热系数，单位为瓦特每平方米开尔文[W/(m²·K)];△t——保温结构外表面温度与环境温度的温差，单位为开尔文(K)。c)水平管道，且空气为层流状态时(D³×△t≤10m³·K),放热系数可按式(B.9)计算。式中：α。——对流放热系数，单位为瓦特每平方米开尔文[W/(m²·K)];△t——保温结构外表面温度与环境温度的温差，单位为开尔文(K);D——保温结构外径，单位为米(m)。d)水平管道，且空气为紊流状态(D³×△t>10m³·K)时，放热系数可按式(B.10)计算。式中：ac——对流放热系数，单位为瓦特每平方米开尔文[W/(m²·K)];△t——保温结构外表面温度与环境温度的温差，单位为开尔文(K)。B.4.3在外部空间敷设的管道，外表面对流放热系数的计算应符合下列规定。a)空气为层流状态(vwD≤8.55×10-3m²/s)时，可按式(B.11)计算。GB/T28638—2023式中：α。——对流放热系数，单位为瓦特每平方米开尔文[W/(m²·K)];vw——风速，单位为米每秒(m/s);D——保温结构外径，单位为米(m)。b)空气为紊流状态(v。D>8.55×10-3m²/s)时，可按式(B.12)计算。式中：vw——风速，单位为米每秒(m/s);D——保温结构外径，单位为米(m)。……………(B.12)B.5外表面总放热系数的近似值B.5.1保温结构外表面总放热系数近似值，可按式(B.13)和式(B.14)计算。a)水平管道：式中a——总放热系数，单位为瓦特每平方米开尔文[W/(m²·K)];Kh——水平管道外表面总放热系数近似值计算系数；△t——保温结构外表面温度与环境温度的温差，单位为开尔文(K)。b)垂直管道：式中：α——总放热系数，单位为瓦特每平方米开尔文[W/(m²·K)];K√