21.02.2024 by Aileen Sammler

تحديد خصائص الانتقال الحراري الثابتة لمكونات البناء المعقدة والمنتجات النهائية

غرف اختبار هوت بوكس هوت بوكس المصنوعة بواسطة أدوات NETSCH TAURUS

في عالم يركّز بشكل متزايد على الاستدامة وكفاءة الطاقة والسلامة، فإن المعرفة الدقيقة بخصائص نقل الحرارة لمواد البناء أمر بالغ الأهمية. وسواء كان الأمر يتعلق بعزل المباني، أو كفاءة النوافذ والأبواب، أو توازن الطاقة الكلي للواجهات، فإن التحديد الدقيق لهذه الخصائص أمر ضروري. وهنا يأتي دور غرف اختبار HotBox المبتكرة - الحل الأمثل لقياس وتحليل خصائص انتقال الحرارة لعناصر الجدران والحوائط والنوافذ والأبواب.

إلى جانب أنظمة الألواح الساخنة المختلفة المحمية بالألواح الساخنة، تقدم شركة NETZSCH TAURUS اليوم أيضًا غرف اختبار كبيرة ومتوافقة مع المعايير قادرة على استيعاب المكونات المدمجة والمعقدة مثل عناصر الواجهات والبناء لتحديد الموصلية الحرارية وكذلك سلوك الحريق. تسمح أنظمة الصندوق الساخن(TDW) بقياس معاملات النقل الحراري (قيم U) لمكونات المباني الأكبر حجماً والأكثر تعقيداً، مثل الأبواب والنوافذ والواجهات وغيرها. تم تصميم غرف الاختبار وفقاً لمعايير مختلفة مثل DIN EN 1934، وDIN EN ISO 8990، وDIN EN 1946-4، وDIN EN ISO 12567، وDIN EN 12412-2، وASTM C1363.

ما هو الصندوق الساخن وكيف يعمل؟

الصندوق الساخن هو نظام اختبار لتحديد خصائص انتقال الحرارة لعناصر الجدران والجدران والنوافذ والأبواب. في الصندوق الساخن، تتم محاكاة ظروف العالم الحقيقي كما هي موجودة لجدار المبنى: من الناحية العملية، يمكن محاكاة كل من الظروف داخل المبنى وخارجه. وهذا يعني أن درجة الحرارة، والرطوبة، وسرعة الهواء، وخصائص الإشعاع على جانبي جدار الاختبار يجب أن تكون قابلة للكشف والضبط بدقة.

عادةً ما يكون هناك غرفتا اختبار (قسمان دافئ وبارد)؛ ويتم وضع إطار اختبار مع العينة بينهما. يتم أولاً طوب الجدران الحجرية المراد اختبارها على قاعدة ثم تجفف في غرف التجفيف؛ ويتم تركيب النوافذ أو الأبواب أو أجزاء الواجهة مباشرة على إطار الاختبار. يتم إدخال إطار الاختبار المُعدّ بين الأجزاء الدافئة والباردة ويمكن بعد ذلك قياسه.

في أنظمة HotBox الخاصة بنا، يتم ضمان تجانس ملامح التدفق ودرجة الحرارة وفقًا للمعايير. وهذا يعني أنه يجب أن تسود نفس درجة الحرارة وسرعة الهواء على جدار الاختبار في كل نقطة من الأقسام الدافئة والباردة. تقدم NETZSCH Taurus Instruments نظامين مختلفين لتحقيق هذه الغاية: جهاز TDW 4040 وجهاز TDW 4240. سنشرح الفرق لاحقًا في المقالة.

الشكل: حجرة اختبار TDW 4240 (مفتوحة) مع أقنعة اختبار للنوافذ

ما الغرض الذي تخدمه اختبارات الصندوق الساخن؟

يتم تحديد انتقال الحرارة من خلال جدار من الطوب أو جزء من النافذة من خلال قيمة U: فكلما انخفضت قيمة U، انخفض تدفق الحرارة المفقودة وتحسنت خصائص العزل لجزء المبنى. وبالتالي، فإن قيمة U هي مقياس لكفاءة الطاقة لأجزاء من غلاف المبنى مثل الطوب والواجهات والنوافذ والأبواب. ويتعين على المصنعين تحديد قيمة U لمنتجاتهم.

الاختلاف عن الطرق التقليدية لقياس التوصيلية الحرارية

على عكس طرق التحليل التقليدية لتحديد التوصيل الحراري - على سبيل المثال، طريقة وميض الليزر أو طريقة الألواح - لا تأخذ غرف اختبار الصندوق الساخن هذه في الاعتبار التوصيل الحراري من خلال المادة نفسها فحسب، بل أيضًا ظروف انتقال الحرارة التي تتأثر بالعوامل البيئية مثل هياكل سطح المادة والظروف المحيطة. وبالتالي فإن الهياكل السطحية للجدران أو خواص انتقال الحرارة لألواح النوافذ، على سبيل المثال، لها تأثير مباشر على انتقال الحرارة الفعال.

نتيجة القياس هي إما الموصلية الحرارية الفعالة لجدار الاختبار بأكمله (طريقة التدفق الحراري) أو قيمة U أو k (معامل انتقال الحرارة) من حيث صلتها بالتدفق الحراري بين هواء الأقسام الدافئة والباردة (الطريقة مع صندوق التسخين المحمي).

TDW 4040 أم 4240؟ الخيار لك!

توفر غرف اختبار الصندوق الساخن من NETZSCH TAURUS Instruments أنظمة مختلفة، بما في ذلك تلك المزودة بمستشعرات تدفق الحرارة ومجموعات من أنظمة الصندوق الساخن لإجراء هذه القياسات.

غرفة الاختبار TDW 4040

تمتلك NETZSCH نظامين قياسيين لغرف الاختبار: نظام TDW 4040 هي غرفة الاختبار لتحديد خواص نقل الحرارة الثابتة باستخدام مقياس التدفق الحراري وفقًا لمعيار DIN EN 1934.

الشكل: حجرة اختبار HotBox المزودة بمقياس التدفق الحراري: TDW 4040
الشكل: TDW 4040

تم تصميم حجرة الاختبار المدمجة TDW 4040 لاختبار أعمال الطوب (مثل الطوب أو الطوب الرملي الجيري أو الخرسانة أو الخرسانة الخلوية) وهي تحاكي بشكل أساسي درجة الحرارة والحمل الحراري الطبيعي داخل المبنى وخارجه. يتم تضمين برنامج للتحكم وتسجيل البيانات والتحليل لتحديد خصائص نقل الحرارة الثابتة في نظام الاختبار.

تتكون حجرة الاختبار المدمجة من قسم بارد وقسم دافئ، وصندوق ساخن وإطار اختبار مع قناع اختبار يتم وضعه بين قسمي الحجرة. ويحتوي كلا القسمين على مبادلات حرارية للتحكم في درجة الحرارة وعاكسات هواء مع مراوح شعاعية لتوليد الحمل الحراري اللازم.

لقطات شاشة البرنامج: إلى اليسار: النافذة الرئيسية مع نظرة عامة على القيم الرئيسية والرسم البياني لقيمة U مع مرور الوقت (فرق أو انحراف اختياري في درجة الحرارة)؛ إلى اليمين: رسم بياني لقيمة مستشعر واحد

غرفة الاختبار TDW 4240

مع جهاز TDW 4240، نقدم نظام غرفة اختبار آخر لتحديد خصائص نقل الحرارة الثابتة. وعلى عكس TDW 4040، فإنه يستخدم الطريقة مع صندوق ساخن متحكم به وفقًا لمعايير مثل DIN EN ISO 8990 وDIN EN 1946-4 وDIN EN ISO 12567 وDIN EN 12412-2 وASTM C-1363.

تم تصميم حجرة اختبار TDW 4240 المدمجة لاختبار العناصر والمكونات المستخدمة في البناء، مثل النوافذ والمقاطع الجانبية والأبواب والجدران القرميدية والقباب .

الشكل: حجرة اختبار الصندوق الساخن المزودة بصندوق ساخن خاضع للتحكم: TDW 4240
الشكل: TDW 4042

واعتمادًا على المتطلبات، يمكن أيضًا ضبط الرطوبة في قطاعي الحجرة. يتم اختيار جميع المعلمات وتسجيل جميع البيانات والتقييمات الشاملة وطباعة بروتوكولات القياس باستخدام برنامج TDW 4040 Hotbox القياسي عبر وحدة القياس والتحكم.

الملخص

لا يمكن التأكيد بما فيه الكفاية على أهمية غرف هوت بوكس NETZSCH HotBoxes، خاصةً في الوقت الذي تحتل فيه البصمة الكربونية وكفاءة الطاقة في المباني مركز الصدارة. من خلال محاكاة ظروف العالم الحقيقي، تتيح غرف الاختبار هذه إجراء تحليل دقيق لنقل الحرارة، وهو أمر حيوي لتطوير منتجات المباني الموفرة للطاقة والصديقة للبيئة. وهذا لا يساهم في تقليل انبعاثات الكربون فحسب، بل يساعد أيضاً على خفض التكاليف التشغيلية وتحسين جودة الحياة داخل المباني.

عرض منتجات TDW:

شارك هذه المقالة: