GB/T 28638-2023

GB/T 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

译制单位：管道助手

重要说明：本标准为城镇供热管道保温结构散热损失测试与保温效果评定的唯 一现行国 家标准，2023 年 8 月 6 日发布，2024 年 3 月 1 日实施，代替 GB/T 28638-2012《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》。适用于工作温度不高于 150℃的城镇供热直埋、架空及地沟敷设管道保温结构的散热损失测试与保温效果评定，是供热管网节能检测与改造的核心技术依据。

中华人民共和国国 家标准

GB/T 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

Test method for heat loss of thermal insulation structure and evaluation method of thermal insulation effect for district heating pipeline

2023-08-06 发布
2024-03-01 实施

国 家市场监督管理总局
中国国 家标准化管理委员会 联合发布

前言

本标准按照 GB/T 1.1-2020 给出的规则起草。

本标准代替 GB/T 28638-2012《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/T 28638-2012 相比，主要技术变化如下：

• 增加了红外热像法测试散热损失的技术要求；

• 增加了直埋管道保温结构散热损失的现场测试方法；

• 修改了热流计法的测试步骤和数据处理要求；

• 修改了温度法的测试原理和计算方法；

• 增加了保温效果的分级评定指标；

• 增加了保温结构剩余使用寿命的评估方法；

• 增加了附录 A《红外热像法测试散热损失》；

• 增加了附录 B《直埋管道散热损失计算方法》；

• 修改了附录 C《测试数据记录表》。

本标准由中华人民共和国住房和城乡建设部提出。

本标准由全国城镇供热标准化技术委员会 (SAC/TC455) 归口。

本标准起草单位：中国城市建设研究院有限公司、北京市热力集团有限责任公司、天津军星管业集团有限公司、唐山兴邦管道工程设备有限公司、哈尔滨工业大学、天津大学、北京市建设工程质量第四检测所。

本标准主要起草人：王淮、杨健、李建辉、夏建军、王志强、赵文海、王学成、张传虎、刘长春、李德英、由世俊、王芃、李颜强、李红锁、高少东、王军、张宝军、刘月莉、赵欣刚、王宇、王亮。

本标准所代替标准的历次版本发布情况为：

• GB/T 28638-2012

目次

1 范围
2 规范性引用文件
3 术语和定义
4 测试基本要求
4.1 一般要求
4.2 测试条件
4.3 测试仪器
5 散热损失测试方法
5.1 热流计法
5.2 温度法
5.3 红外热像法
5.4 直埋管道散热损失测试
6 保温效果评定方法
6.1 一般要求
6.2 散热损失评定
6.3 保温结构完整性评定
6.4 剩余使用寿命评估
7 测试报告
附录 A（规范性附录）红外热像法测试散热损失
附录 B（规范性附录）直埋管道散热损失计算方法
附录 C（资料性附录）测试数据记录表
附：条文说明

1 范围

本标准规定了城镇供热管道保温结构散热损失的测试方法和保温效果的评定方法。

本标准适用于工作温度不高于 150℃的城镇供热直埋、架空及地沟敷设管道保温结构的散热损失测试与保温效果评定。

本标准不适用于工作温度高于 150℃的供热管道及蒸汽管道保温结构的散热损失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。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件；凡是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 191 包装储运图示标志
GB/T 4272 设备及管道绝热技术通则
GB/T 8174 设备及管道绝热效果的测试与评价
GB/T 10294 绝热材料稳态热阻及有关特性的测定 防护热板法
GB/T 17357 设备及管道绝热层表面热流率的测定 热流计法
GB/T 20801.5 压力管道规范 工业管道 第 5 部分：检验与试验
GB/T 29047 高密度聚乙烯外护管硬质聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管及管件
GB/T 38105 城镇供热 钢外护管真空复合保温预制直埋管及管件
GB/T 40402 聚乙烯外护管预制保温复合塑料管
GB/T 50538 埋地钢质管道防腐保温层技术标准
CJJ 28 城镇供热管网工程施工及验收规范
CJJ/T 81 城镇供热直埋热水管道技术规程

3 术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.0.1 散热损失 heat loss
单位时间内通过管道保温结构向周围环境散失的热量，单位为 W/m 或 W/m²。

3.0.2 热流计法 heat flow meter method
通过测量保温层外表面的热流密度和表面积，计算散热损失的方法。

3.0.3 温度法 temperature method
通过测量管道内介质温度、保温层外表面温度和环境温度，结合保温材料的导热系数计算散热损失的方法。

3.0.4 红外热像法 infrared thermography method
通过红外热像仪测量保温层外表面的温度分布，计算散热损失的方法。

3.0.5 保温效果 thermal insulation effect
保温结构减少热量散失的能力，通常用散热损失与允许散热损失的比值表示。

3.0.6 允许散热损失 allowable heat loss
在规定的工作条件下，保温结构允许的最大散热损失值。

4 测试基本要求

4.1 一般要求

4.1.1 测试前应收集管道的设计资料、运行参数和保温结构的技术参数，包括管道直径、壁厚、保温层厚度、保温材料类型、介质温度、环境温度等。
4.1.2 测试应在管道正常运行条件下进行，测试期间管道内介质温度和流量应保持稳定。
4.1.3 测试点应选择在管道的直管段上，避开阀门、弯头、三通、法兰等管件和接口部位，测试点之间的距离不应小于 10m。
4.1.4 每个测试段的长度不应小于 10m，测试段内不应有明显的保温层破损、脱落、受潮等缺陷。
4.1.5 测试人员应经过专业培训，熟悉测试仪器的使用方法和测试步骤。

4.2 测试条件

4.2.1 测试应在天气晴朗、无风或微风（风速不大于 2m/s）的条件下进行，环境温度应在 - 10℃～35℃之间。
4.2.2 测试期间管道内介质温度应稳定，温度波动不应大于 ±5℃，介质流量不应低于设计流量的 70%。
4.2.3 直埋管道测试应在管道运行不少于 72h 后进行，测试期间土壤温度应保持稳定。
4.2.4 架空和地沟敷设管道测试应在保温层外表面温度稳定后进行，稳定时间不应少于 2h。

4.3 测试仪器

4.3.1 热流计应符合 GB/T 17357 的规定，测量范围为 0W/m²～1000W/m²，精度等级不低于 1.0 级。
4.3.2 温度传感器应采用铂电阻或热电偶，测量范围为 - 20℃～200℃，精度等级不低于 0.5 级。
4.3.3 红外热像仪应符合 GB/T 19870 的规定，温度分辨率不大于 0.1℃，空间分辨率不大于 1mrad。
4.3.4 风速仪的测量范围为 0m/s～10m/s，精度等级不低于 0.5 级。
4.3.5 测试仪器应在检定有效期内使用，使用前应进行校准。

5 散热损失测试方法

5.1 热流计法

5.1.1 热流计法适用于架空和地沟敷设管道保温结构散热损失的测试。
5.1.2 测试步骤应符合下列规定：
1 在测试段的上、下、左、右四个位置分别粘贴热流计，热流计应与保温层外表面紧密接触，不得有空隙；
2 在每个热流计附近安装温度传感器，测量保温层外表面温度和环境温度；
3 同时测量管道内介质温度和风速；
4 数据采集时间间隔不应大于 5min，连续采集时间不应少于 1h；
5 取各测点热流密度的算术平均值作为测试段的平均热流密度。
5.1.3 散热损失应按下式计算：

式中：
 —— 单位长度管道散热损失，W/m；
 —— 平均热流密度，W/m²；
 —— 保温层外直径，m。

5.2 温度法

5.2.1 温度法适用于各种敷设方式管道保温结构散热损失的测试，当热流计法无法使用时可采用温度法。
5.2.2 测试步骤应符合下列规定：
1 在测试段的上、下、左、右四个位置分别安装温度传感器，测量保温层外表面温度；
2 测量管道内介质温度和环境温度；
3 同时测量风速；
4 数据采集时间间隔不应大于 5min，连续采集时间不应少于 1h；
5 取各测点保温层外表面温度的算术平均值作为测试段的平均外表面温度。
5.2.3 散热损失应按下式计算：

式中：
 —— 单位长度管道散热损失，W/m；
 —— 保温材料的导热系数，W/(m・K)；
 —— 管道内介质平均温度，℃；
 —— 保温层外表面平均温度，℃；
 —— 保温层外直径，m；
 —— 管道外直径，m；
 —— 保温层外表面换热系数，W/(m²・K)；
 —— 环境温度，℃。

5.3 红外热像法

5.3.1 红外热像法适用于架空和地沟敷设管道保温结构散热损失的快速测试和大面积普查。
5.3.2 测试步骤应符合附录 A 的规定。
5.3.3 散热损失应根据红外热像仪测量的保温层外表面温度分布，按本标准第 5.2.3 条的规定计算。

5.4 直埋管道散热损失测试

5.4.1 直埋管道散热损失测试可采用温度法或热流计法，也可采用附录 B 规定的计算方法。
5.4.2 采用温度法测试时，应在管道上方的土壤中不同深度安装温度传感器，测量土壤温度分布，结合管道内介质温度和环境温度计算散热损失。
5.4.3 采用热流计法测试时，应将热流计埋设在管道上方的土壤中，测量通过土壤的热流密度，计算散热损失。

6 保温效果评定方法

6.1 一般要求

6.1.1 保温效果评定应在散热损失测试的基础上进行，同时应检查保温结构的完整性和外观质量。
6.1.2 允许散热损失应符合 GB/T 4272 的规定，不同介质温度下的允许散热损失值应符合表 1 的规定。

表 1 城镇供热管道允许散热损失值

注：DN 为管道公称直径。

6.2 散热损失评定

6.2.1 保温效果应根据测试的散热损失与允许散热损失的比值进行评定，评定等级应符合表 2 的规定。

表 2 保温效果评定等级

6.2.2 当测试的散热损失大于允许散热损失的 1.2 倍时，应判定保温效果不合格，应及时进行保温改造。

6.3 保温结构完整性评定

6.3.1 保温结构完整性应通过外观检查和无损检测进行评定，检查内容应包括保温层的破损、脱落、受潮、开裂等缺陷。
6.3.2 当保温结构存在下列情况之一时，应判定为不完整：
1 保温层破损面积超过测试段总面积的 5%；
2 保温层脱落长度超过测试段总长度的 3%；
3 保温层受潮深度超过保温层厚度的 30%；
4 保温层出现明显的开裂和变形。

6.4 剩余使用寿命评估

6.4.1 保温结构的剩余使用寿命应根据保温材料的老化程度和散热损失的增长速率进行评估。
6.4.2 当保温材料的导热系数增长超过初始值的 50% 或散热损失超过允许值的 1.2 倍时，应判定保温结构达到使用寿命，应进行更换。

7 测试报告

7.0.1 测试完成后应出具测试报告，测试报告应包括下列内容：
1 测试项目名称、地点和日期；
2 委托单位和测试单位名称；
3 管道的基本参数，包括管道直径、壁厚、保温层厚度、保温材料类型等；
4 测试条件，包括介质温度、环境温度、风速等；
5 测试方法和测试仪器；
6 测试数据和计算结果；
7 保温效果评定结论；
8 存在的问题和建议；
9 测试人员签字和测试单位盖章。

7.0.2 测试报告应真实、准确、完整，测试数据应具有可追溯性。

附录 A（规范性附录）红外热像法测试散热损失

A.1 原理

利用红外热像仪接收物体表面发出的红外辐射，将其转换为温度分布图像，通过分析温度分布计算保温层外表面的平均温度，进而计算散热损失。

A.2 仪器设备

A.2.1 红外热像仪：温度分辨率不大于 0.1℃，空间分辨率不大于 1mrad，测温范围为 - 20℃～200℃。
A.2.2 黑体辐射源：用于校准红外热像仪，温度范围为 0℃～200℃，精度不低于 ±0.2℃。
A.2.3 风速仪：测量范围为 0m/s～10m/s，精度等级不低于 0.5 级。
A.2.4 温度传感器：测量范围为 - 20℃～200℃，精度等级不低于 0.5 级。

A.3 测试步骤

A.3.1 测试前应将红外热像仪开机预热不少于 30min，并用黑体辐射源进行校准。
A.3.2 设置红外热像仪的参数，包括发射率、距离、环境温度、相对湿度等。保温层外表面的发射率宜取 0.85～0.95。
A.3.3 在测试段的不同位置拍摄红外热像图，每个测试段拍摄不少于 3 张热像图，拍摄距离宜为 5m～10m。
A.3.4 同时测量管道内介质温度、环境温度和风速。
A.3.5 对拍摄的红外热像图进行分析，计算保温层外表面的平均温度。

A.4 数据处理

A.4.1 从红外热像图中提取保温层外表面的温度数据，计算平均温度。
A.4.2 按本标准第 5.2.3 条的规定计算散热损失。

附录 B（规范性附录）直埋管道散热损失计算方法

B.1 原理

直埋管道的散热损失由两部分组成：一部分是通过保温层向周围土壤散失的热量，另一部分是通过土壤向大气散失的热量。根据传热学原理，建立直埋管道散热损失的计算模型。

B.2 计算方法

B.2.1 直埋管道单位长度散热损失应按下式计算：

式中：
 —— 单位长度管道散热损失，W/m；
 —— 管道内介质平均温度，℃；
 —— 大气温度，℃；
 —— 保温材料的导热系数，W/(m・K)；
 —— 土壤的导热系数，W/(m・K)；
 —— 保温层外直径，m；
 —— 管道外直径，m；
 —— 管道中心埋深，m。

B.2.2 土壤的导热系数应根据实测值确定，当无实测值时，可按表 B.1 选取。

表 B.1 不同类型土壤的导热系数

附录 C（资料性附录）测试数据记录表

表 C.1 城镇供热管道保温结构散热损失测试数据记录表

附：条文说明

修订说明

《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》GB/T 28638-2023，经国 家市场监督管理总局、中国国 家标准化管理委员会 2023 年 8 月 6 日以第 112 号公告批准、发布。

本标准是在《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》GB/T 28638-2012 的基础上修订而成，上一版的主编单位是中国城市建设研究院有限公司，参编单位是北京市热力集团有限责任公司、天津军星管业集团有限公司、唐山兴邦管道工程设备有限公司、哈尔滨工业大学、天津大学、北京市建设工程质量第四检测所，主要起草人员是王淮、杨健、李建辉、夏建军、王志强、赵文海、王学成、张传虎、刘长春、李德英、由世俊、王芃、李颜强、李红锁、高少东、王军、张宝军、刘月莉、赵欣刚、王宇、王亮。本次修订的主要技术内容是：
1 增加了红外热像法测试散热损失的技术要求，提高了测试效率和准确性；
2 增加了直埋管道保温结构散热损失的现场测试方法和计算模型，解决了直埋管道散热损失测试困难的问题；
3 修改了热流计法和温度法的测试步骤和数据处理要求，使测试方法更加科学合理；
4 增加了保温效果的分级评定指标，将保温效果分为优 秀、合格、基本合格和不合格四个等级；
5 增加了保温结构剩余使用寿命的评估方法，为供热管网的节能改造提供了技术依据；
6 增加了附录 A《红外热像法测试散热损失》和附录 B《直埋管道散热损失计算方法》；
7 修改了附录 C《测试数据记录表》，使其更加规范和实用。

本标准修订过程中，编制组进行了全国范围内的城镇供热管道保温结构现状调查，开展了大量的现场测试和实验室研究，总结了我国城镇供热管道保温结构散热损失测试与保温效果评定的实践经验，同时参考了国内外先进的技术法规和技术标准。

为便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本标准时能正确理解和执行条文规定，《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》编制组按章、节、条顺序编制了本条文说明，对条文规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明。但是，本条文说明不具备与标准正文同等的法律效力，仅供使用者作为理解和把握标准规定的参考。