GBT 20312-2026 建筑材料及制品的湿热性能 吸湿性能的测定标准立项发展报告

建筑材料及制品的湿热性能吸湿性能的测定标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:DeterminationofHygroscopicPropertiesofBuildingMaterialsandProducts—HygroscopicSorptionProperties摘要建筑材料的吸湿性能是影响围护结构热湿耦合传递、室内热湿环境质量及建筑能耗的关键物性参数。随着我国建筑节能标准体系的持续升级与近零能耗建筑的规模化推广，建筑材料及制品吸湿性能测定方法的标准化需求日益迫切。本报告系统梳理了GB/T20312—2026《建筑材料及制品的湿热性能吸湿性能的测定》的立项背景、编制原则与技术内容，分析了国内外相关标准的发展现状与差异，重点阐述了该标准在测试范围界定、试验方法优化、结果表达规范化等方面的技术改进。本标准的修订充分对接ISO12571:2021国际标准最新版本，同时兼顾我国气候分区特征和建材行业发展实际，完善了与建筑材料湿热性能系列标准（GB/T4132、GB/T17146等）的协调配套关系。标准的实施将为建筑热工设计、建筑能耗模拟、节能产品认证及建材质量控制提供统一、可靠的测试技术依据，对推动建筑领域碳达峰碳中和目标实现具有重要支撑作用。关键词：建筑材料；吸湿性能；湿热性能；等温吸湿曲线；标准修订；建筑节能Keywords:buildingmaterials;hygroscopicsorptionproperties;hygrothermalperformance;sorptionisotherm;standardrevision;buildingenergyconservation1引言建筑材料作为建筑工程的物质基础，其热湿物性参数的准确测定是建筑热工设计与能耗分析的基础性技术保障。建筑材料的吸湿性能——即材料在不同相对湿度环境条件下吸收和释放水蒸气的能力——直接关系到建筑围护结构内部的湿分布状态、热湿耦合传递过程、表面结露风险以及微生物滋生条件等关键工程问题[1]。准确掌握材料的吸湿特性，不仅是开展建筑墙体、屋面等围护结构热湿耦合模拟计算的前提条件，更是预防建筑潮湿病害、保障室内空气品质、延长建筑使用寿命的重要依据。我国于2006年首次发布GB/T20312—2006《建筑材料及制品的湿热性能吸湿性能的测定》，等同采用ISO12571:2000国际标准。该标准实施近二十年来，为建筑材料检测机构、科研设计单位及生产企业提供了统一的测试方法依据，在建筑热工与节能技术领域得到了广泛应用。然而，随着国际标准化组织于2021年发布了ISO12571:2021修订版本，在测试条件设置、仪器精度要求、结果计算表达等方面均有较大更新；同时，我国建筑节能工作已从单体节能向近零能耗建筑、绿色低碳建筑方向纵深发展，《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB55015—2021等强制性工程建设规范的发布实施，对建筑材料热湿物性参数的准确性和可靠性提出了更高的要求[2]。在此背景下，及时修订GB/T20312—2006，使其与最新国际标准接轨并适应我国行业发展需求，具有重要的现实意义和战略价值。本报告将全面阐述该标准修订的目的意义、编制原则、技术内容变化及预期实施效益，为标准审定与发布实施提供系统的背景支撑和决策参考。2标准立项背景与依据2.1建筑节能标准提升的客观需求《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB55015—2021作为强制性工程建设规范，明确要求新建居住建筑和公共建筑的节能设计须达到更严格的能耗指标，并将建筑气密性、防潮设计等内容纳入强制条款[2]。气候适应性设计已成为绿色建筑发展的核心技术方向，而这一切都依赖于建筑材料准确的湿热性能参数。GB/T20312—2026所规定的吸湿性能测定方法，是为建筑热工设计提供基础数据支撑的不可或缺的技术手段。如果测试方法不能与工程应用需求同步提升，导致测试数据不准确或方法不统一，将直接影响节能设计与防潮分析的可靠性和可比性，进而影响建筑节能工作的实施效果。2.2国际标准更新的对接需要国际标准化组织ISO于2021年正式发布了ISO12571:2021《Hygrothermalperformanceofbuildingmaterialsandproducts—Determinationofhygroscopicsorptionproperties》，替代了2000年的旧版本。新版国际标准在多个关键技术环节进行了实质性修订：在测试仪器方面，对恒温恒湿设备、称量天平的精度要求进行更新；在测试步骤方面，优化了平衡判定准则和试验周期安排；在结果表达方面，完善了吸湿曲线和放湿曲线的绘制和拟合方法[3]。我国作为ISO成员国和全球最大的建筑材料生产国，建材测试标准有必要与国际标准保持同步和协调，这不仅有利于消除技术贸易壁垒，也有利于提升我国建材产品在国际市场的竞争力，推动建材行业的国际合作与交流。2.3标准协调配套的需要GB/T20312是建筑材料湿热性能系列标准的重要组成部分。在现行标准体系中，GB/T4132《绝热术语》、GB/T17146《建筑材料及制品的湿热性能透湿性能的测定》、GB/T20313《建筑材料及制品的湿热性能含湿率的测定》等标准分别从不同维度对建筑材料的热湿性能测试方法进行了规范[4]。GB/T20312—2006原标准自2006年发布实施以来，在近二十年的应用实践中积累了丰富的经验，但也暴露出一些值得修订完善之处：部分条款表述不够精确、测试条件在应对新型建筑材料时的适用性考虑不足等。因此，对GB/T20312进行系统的修订完善，对于保持标准体系的内部协调性、完整性，提升标准整体质量水平具有不可或缺的关键作用。3编制原则与工作过程3.1编制原则本标准的修订遵循以下基本原则：（1）协调一致原则。在核心测试技术内容上等同采用ISO12571:2021国际标准，确保我国标准与国际标准的技术协调性，同时在编写格式和表述方式上遵循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[5]。（2）继承发展原则。在充分保留GB/T20312—2006中行之有效的技术内容的基础上，结合标准应用实践中反馈的问题和新技术发展需求，有针对性地进行修订完善。（3）适用性原则。兼顾不同气候分区的环境特点和不同种类建筑材料（传统材料与新型材料）的性能特征，保证标准的技术适用性和可操作性。（4）先进性原则。充分吸收国内外最新研究成果，合理引入新的试验技术和方法，保持标准技术内容的科学性和前瞻性。3.2标准主要修订内容本标准与GB/T20312—2006相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化包括：（1）在术语和定义方面，增加了"吸湿速率""平衡含湿率"等基础术语的定义与解释，精准界定了测试过程中的关键节点和评价参数。（3）在试验步骤方面，优化了试样调湿处理的程序，明确了不同材料类别对应的平衡判定准则和合理的试验周期设置方案。4标准主要技术内容解析GB/T20312—2026《建筑材料及制品的湿热性能吸湿性能的测定》规定了测定建筑材料及制品吸湿性能的试验原理、仪器设备、试样制备、试验步骤、结果计算与表达以及试验报告等技术要求。以下就核心章节和关键技术内容进行详细解析。4.1范围界定本标准规定了建筑材料和制品在特定温度条件下，在不同相对湿度环境中达到湿平衡时含湿率的测定方法。需要特别说明的是，本标准所规定的吸湿性能测试环境侧重于材料在相对湿度5%～95%的吸湿和放湿行为测定。而对于高于95%相对湿度的过湿区段——即毛细凝结区间的测试，由于涉及的物理机制与测试方法均有显著不同，一般通过毛细吸水系数测试或压力板法等替代方法获得，不在本标准的范围之内。此外，本标准与GB/T20313《建筑材料及制品的湿热性能含湿率的测定》在使用上具有衔接关系：GB/T20313规定了材料含湿率的通用测定方法（如烘干称重法等），而本标准则是在控制相对湿度条件下的含湿率测定，其实验结果为绘制等温吸湿曲线提供了基础数据；在具体操作规程上，试样干燥处理和含湿量计算均需依据GB/T20313的相关规定执行，因此两项标准之间存在紧密的技术关联和相互引用关系。4.2测试原理本标准所规定的吸湿性能测试方法的基本原理是：将规定尺寸的试样置于恒定温度的密闭环境中，通过调节环境相对湿度，使试样在设定的不同相对湿度梯度下逐级达到湿平衡。在此过程中，测定试样在不同相对湿度条件下的平衡含湿率，从而绘制出材料在特定温度下的等温吸湿曲线。测试过程中所获得的吸湿等温线可以反映材料在不同湿度条件下的吸湿能力和持水特征。其中，等温吸湿曲线的常用拟合模型包括BET模型（适用于低相对湿度区间，可计算材料单分子层吸附量）、GAB模型（在BET基础上扩展至中等湿度区间，适用于大多数建材的等温线拟合）以及修正的BET模型（通过引入经验修正参数，提高对高相对湿度区间的拟合精度），标准中推荐采用GAB模型或修正BET模型的拟合方法获得连续的吸湿特性曲线，以便为后续的热湿耦合模拟计算提供连续的函数输入参数[6]。在吸湿过程中，材料的质量增加反映了其对环境中水蒸气的吸附能力，而放湿过程则反映了材料在相对湿度降低时的解吸行为特征。通过完整测定吸湿与放湿两条曲线，可以识别材料在不同湿度段吸湿能力的差异以及吸放湿滞回环的变化特征，从而为建筑热湿耦合传递分析提供全面可靠的建材参数数据。4.3仪器设备要求标准对试验设备提出了系统而明确的技术要求，主要包括以下三个层面：（1）恒温恒湿设备：能够维持规定的恒定温度和相对湿度条件的密闭箱体或环境舱。箱体内的温度控制精度应满足试验要求，通常在23℃或25℃等特定温度条件下进行测试时，温度的波动范围应控制在±0.5℃以内。设备应配备温湿度自动记录系统，能够连续监测并记录箱体内的实际温湿度状况，测试过程中相对湿度的控制精度应满足各设定梯度值的±3%以内的要求。（2）称量天平：用于试样质量测定的分析天平，其精度直接影响测试结果的准确性。标准要求天平的感量应不低于试样总质量的0.1%。由于测试过程中试样需要反复取出称量，天平应放置在温湿度相对稳定的环境中，以避免称量过程中的水蒸气吸附或散失对称量精度的影响。（3）干燥设备：用于试样状态调节的干燥箱或干燥器。干燥温度通常设定为105℃±2℃（对于耐高温材料），对于在105℃下可能发生化学变化或相变的材料，可采用较低温度（如40℃或60℃）进行干燥处理，但应在试验报告中注明实际采用的干燥方法。4.4试样制备与状态调节试样的制备质量是保证测试结果准确性和可重复性的关键因素。不同种类的建筑材料需采用相应的取样和制备方法：对于匀质材料，应在其内部不同位置截取代表性试样，确保试样材质的均匀性；对于含有骨料或纤维的复合材料，取样的代表性直接影响测试结果，试样的最小尺寸应大于材料中最大颗粒或纤维长度的数倍以上；对于多层复合制品，可根据测试目的分别测试各层材料或整体测试，但均需在试验报告中作出明确说明。此外，对于含有在干燥过程中可能产生不可逆物理化学变化组分的试样，标准给出在相对湿度约50%的环境下进行预平衡处理的替代途径，并附相应的不确定度评估与应对措施。标准规定每组试样的数量应不少于3个，以保证测试结果的统计可靠性。试样尺寸应根据材料特性确定，通常采用50mm×50mm的平面尺寸，厚度为材料原厚（对于厚度大于40mm的材料可进行加工减薄处理）。试样制备完成后，首先应在标准规定的干燥条件下烘至恒重，记录其干燥质量，然后根据试验方案将试样依次置于不同相对湿度梯度的环境中进行吸湿或放湿平衡处理。4.5试验步骤与平衡判定测试过程通常采用以下两种方式之一进行：一是将试样依次从低相对湿度环境向高相对湿度环境转移，逐级进行吸湿平衡测试（吸湿测试）；二是将试样依次从高相对湿度向低相对湿度转移进行放湿平衡测试（放湿测试）。为全面评价材料的吸湿性能，标准推荐同时进行吸湿和放湿测试，以获取完整的吸放湿特性数据和滞回环的量化特征。但应注意的是，放湿测试中使用的预湿方式（喷雾加湿、湿毛巾接触等）应区别于毛细吸水饱和预湿的方式，避免混淆不同物理机制对测试数据的干扰。标准推荐的测试温度为23℃±0.5℃或25℃±0.5℃（也可根据产品标准要求或实际工程条件选用其他温度）。相对湿度梯度通常选择为：吸湿过程从约0%（干燥状态）依次经30%、50%、70%、80%、85%、90%、93%和95%等设定湿度点；放湿过程则按照相反的顺序逐级进行。对于某些湿度区间内吸湿量变化较为剧烈的材料，可在该区间加密湿度梯度设置，以获得更精细的曲线信息。平衡判定是吸湿性能测试的核心技术指标之一。标准规定，当试样在规定的间隔时间（通常为24h）内的质量变化率不超过试样干燥质量的0.1%时，即认为达到湿平衡状态，可记录当前质量并转入下一湿度梯度[7]。平衡时间取决于材料的孔隙率、密实度、试样厚度和环境条件等因素，通常需要数天至数周不等。测定时还须在试样上方维持足够流速的气流（风速宜控制在0.1～0.5m/s），以克服高相对湿度段材料表面空气边界层对水蒸气传质的附加阻力——在接近95%相对湿度的高湿区间，边界层阻力可能导致试样表面与箱体主体环境之间的实际相对湿度出现不可忽略的差异，从而影响平衡点的准确判定。4.6结果计算与表达试样在各级相对湿度条件下的平衡含湿率按式（1）计算：$$u_i=\frac{m_i-m_0}{m_0}\times100\%$$式中：$u_i$——第i级相对湿度条件下试样的平衡含湿率，%；$m_i$——试样在第i级相对湿度条件下达到湿平衡时的质量，g；$m_0$——试样干燥后的恒定质量，g。每组试样的平衡含湿率取其各试样测定值的算术平均值，并计算标准差以表征测试的离散程度。将不同相对湿度条件下获得的平均平衡含湿率以相对湿度为横坐标、平衡含湿率为纵坐标绘制成等温吸湿曲线。对于需要提供连续函数关系的情况，采用非线性最小二乘法对实验数据进行GAB模型或修正BET模型的参数拟合，获得材料在测试范围内的连续吸湿函数。模型的适用范围和拟合参数的确定均应在试验报告中予以完整记录[8]。5主要承担单位及协作单位介绍承担本标准制修订工作的主要单位为中国建筑科学研究院有限公司。该公司成立于1953年，原为建设部直属综合性建筑科学研究机构，现隶属于国务院国资委，是我国建筑行业最大的综合性研究与开发机构。中国建筑科学研究院在建筑物理、建筑节能、绿色建筑等领域的科研和标准编制方面具有深厚的积累和行业权威性：其建筑安全与环境国家重点实验室拥有先进的热湿性能测试设备，可精确控制温度、湿度条件并配备高精度称量系统，能够满足建筑材料吸湿性能测试的全流程要求。多年来，该院先后承担了《民用建筑热工设计规范》GB50176、《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB55015等一系列国家和行业重要标准的编制工作，在建筑材料热湿物性测试方法研究和标准化方面积累了丰富的实践经验和技术储备，为本标准的成功修订提供了坚实的技术保障和组织支撑[9]。在标准修订过程中，中国建筑科学研究院有限公司联合了中国建材检验认证集团股份有限公司、同济大学材料科学与工程学院等多家权威检测机构与科研院所共同参与。中国建材检验认证集团作为国内建材检测认证领域的骨干机构，承担了大量的建材产品检测任务，在材料吸