03.05.2021 by Gabriele Stock

لماذا تدعم عدادات التدفق الحراري NETZSCH تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون

وضعت الحكومات لوائح صارمة لعزل المباني للحد من انبعاثات الكربون. وبالتالي، يتم بذل الكثير من الجهد في هندسة المواد ذات الموصلية الحرارية المنخفضة للغاية لتزويد السوق بمواد عزل حراري أفضل. تعرف كيف يسمح جهاز NETZSCH HFM 446 Lambda Eco-Line بتحديد دقيق وسريع للتوصيل الحراري والمقاومة الحرارية!

تُعد المباني المعزولة جيدًا عاملًا رئيسيًا للحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. تشير الدراسات إلى أنه يمكن تقليل استهلاك الطاقة في المباني المعزولة بشكل صحيح بنسبة تصل إلى 60% [1]. وضعت الحكومات لوائح صارمة لعزل المباني للحد من انبعاثات الكربون. وبالتالي، هناك نمو مستمر في سوق العزل العالمي وطلب متزايد على مواد العزل عالية الفعالية.

في معظم التطبيقات، تتمثل الخاصية الأساسية لمادة العزل الحراري في قدرتها على تقليل انتقال الحرارة بين السطح ومحيطه أو بين سطح وسطح آخر. وعمومًا، كلما انخفضت الموصلية الحرارية للمادة، زادت قدرتها على العزل في حالة سماكة المادة وظروفها. ولذلك، هناك حاجة إلى تقنية قياس تجعل من الممكن تحديد خصائص انتقال الحرارة للمواد العازلة بدقة ودقة عالية. طريقة مقياس التدفق الحراري (HFM) هي إحدى الطرق المستخدمة لتحديد الموصلية الحرارية لمواد العزل.

معايير العزل الحراري ASTM - كفاءة المنتج المختبرة

يتم بذل الكثير من الجهد في هندسة المواد ذات الموصلية الحرارية المنخفضة جدًا لتزويد السوق بمواد عزل حراري أفضل. ومن ناحية أخرى، تخضع منتجات العزل الحراري الموجودة بالفعل في السوق لاختبارات منتظمة لضمان الجودة والفعالية. تُعد معايير العزل الحراري التي وضعتها ASTM مثل ASTM C518 أساسية لتحديد وتقييم المواد والطرق المستخدمة لتقليل معدل انتقال الحرارة. وتساعد معايير العزل الحراري هذه المختبرات والمعاهد، ومصنعي الأجهزة والمعدات، وشركات البناء، والشركات الصناعية على فحص هذه المواد للتأكد من كفاءتها.

تتوفر مجموعة كبيرة من مواد العزل الحراري

هناك بالفعل ثروة من الخيارات في مواد عزل المباني. بدءًا من المواد الأكثر شيوعًا مثل الصوف الزجاجي والصوف الصخري والبوليسترين الموسع (EPS) والبوليسترين المبثوق (XPS) إلى المواد المشتقة من الطبيعة مثل القنب والقش والكتان، أو في الطرف عالي التقنية من الطيف، مواد مثل الهلام الهوائي وألواح العزل بالتفريغ.

ويجري فحص كفاءة جميع هذه المواد وفقاً لمعايير العزل الحراري ASTM. وبهذه الطريقة، يمكن تحديدها وتقييمها والتحكم في معدل نقلها للحرارة.

الموصلية الحرارية والعوامل المؤثرة

تُشير الموصلية الحرارية λ إلى التدفق الحراري الذي يمر عبر طبقة سمكها متر مربع واحد وسمكها متر واحد من مادة عند فرق درجة حرارة 1 كلفن (K). وحدة التوصيل الحراري هي W/(م×ك). كلما كانت λ أصغر، كانت قدرة مادة البناء على العزل أفضل.

تعتمد الموصلية الحرارية للمادة بشكل أساسي على العوامل التالية:

  • الموصلية الحرارية للمادة الأساسية
  • نوع المسام أو الخلايا وحجمها وترتيبها
  • نوع وضغط الغاز المعبأ في المسام وضغطه
  • بنية المكونات الصلبة (بلورية، زجاجية، ليفية)
  • الكثافة الإجمالية
  • محتوى الرطوبة
  • درجة الحرارة

مقياس التدفق الحراري - تحديد دقيق وسريع للموصلية الحرارية والمقاومة الحرارية

تُستخدم مقاييس التدفق الحراري (HFM)، كما هو موضح في معيار العزل الحراري ASTM C518، على نطاق واسع لاختبار المواد منخفضة التوصيل. جهاز HFM سهل الاستخدام، وينطبق على مجموعة واسعة من العينات ويمكن الحصول على نتائج القياس بسرعة.

في جهاز HFM، توضع عينة الاختبار بين لوحين يتم التحكم في درجة حرارتهما (الشكل 1). يقيس مقياس السُمك الداخلي سُمك العينة. في حالة العينات القابلة للانضغاط، يمكن دفع اللوحين إلى السماكة المطلوبة. تقيس محولات تدفق الحرارة المعايرة المدمجة في اللوحين تدفق الحرارة عبر العينة. بعد الوصول إلى التوازن الحراري، يتم إجراء الاختبار.

الشكل 1: رسم توضيحي لمقياس التدفق الحراري
الشكل 2: الشكل 2: هندسة متناظرة للمكدس العلوي (الساخن) والسفلي (البارد)

أشياء يجب وضعها في الاعتبار عند قياس الموصلية الحرارية

  • حجم العينة وسُمكها مهمان - تقدم NETZSCH جهاز HFM 446 الجديد لامدا Eco-Line في 3 أحجام مختلفة من الصغيرة إلى المتوسطة إلى الكبيرة
  • قد تجف المواد أو تكتسب رطوبة ولن تكون ممثلة
    - تأكد من تخزين عيناتك بشكل صحيح قبل القياس
  • تُظهر المواد القابلة للانضغاط خصائص مختلفة اعتمادًا على الضغط/التغير في الكثافة التي تتعرض لها - تحتاج المواد القابلة للانضغاط بسهولة إلى تحكم دقيق في الحمل ومسافة اللوحة

يوضح الشكل 3 تأثير كثافة المادة على التوصيل الحراري لمادة الألياف الزجاجية.

الشكل 3: الموصلية الحرارية للألياف الزجاجية كدالة للكثافة

توفر ماكينة HFM 446 Lambda Eco-Line الجديدة الوقت والطاقة

يعد HFM 446 Lambda Eco-Line أحدث مجموعة من أجهزة قياس التدفق الحراري من NETZSCH.

يأتي مزودًا بتحكم محسّن في درجة الحرارة لقياسات أسرع، ووضع Eco-Mode الموفر للطاقة وتجربة مستخدم أفضل في كل شيء.

  • الوضع الاقتصادي الجديد لتقليل استهلاك الطاقة
  • إعداد سهل وسريع يوفر وقت التركيب (تأتي الأداة مُعايرة مسبقًا)
  • قياسات دقيقة على العينات القابلة للانضغاط بسهولة باستخدام خاصية الانتقال من السُمك إلى السُمك
  • إمكانية الجمع بين معايرات التدفق الحراري الفردية باستخدام خاصية MultiCalibration لزيادة الدقة
  • أصبحالامتثال للمعايير سهلاً مع إدارة تهيئة الاستقرار
  • واجهة مستخدم جديدة لتحسين التعامل مع الجهاز وسير عمل أكثر سلاسة
  • وحدة مدمجة قائمة بذاتها، لا تحتاج إلى كمبيوتر شخصي

الملخص

يلعب العزل الحراري الفعال للمباني دورًا أساسيًا في الجهود المبذولة للحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. وفي إطار البحث عن مواد عزل حراري أفضل، تلعب أجهزة قياس التدفق الحراري دورًا مهمًا. كما أنها ضرورية أيضًا للتأكد من أن المنتجات الموجودة في السوق تتماشى مع الكفاءة المتداولة.

انقر هنا للتواصل معنا!

المصدر

([1]) FIW München Bericht 12/12: Technologien und Techniken zur Verbesserung der Energieeffizienz von Gebäuden durch Wärmedämmstoffe