21.02.2024 by Aileen Sammler
Stanovení stacionárních vlastností přenosu tepla složitých stavebních dílů a hotových výrobků
Zkušební komory HotBox od společnosti NETSCH TAURUS Instruments
Ve světě, který se stále více zaměřuje na udržitelnost, energetickou účinnost a bezpečnost, je přesná znalost vlastností stavebních materiálů při přenosu tepla klíčová. Ať už se jedná o izolaci budov, účinnost oken a dveří nebo celkovou energetickou bilanci fasád, přesné určení těchto vlastností je nezbytné. Zde přicházejí ke slovu inovativní zkušební komory HotBox - dokonalé řešení pro měření a analýzu vlastností prostupu tepla stěnových prvků, stěn, oken a dveří.
Vedle různých systémů horkých desek s ochranou dnes NETZSCH TAURUS nabízí také large, zkušební komory vyhovující normám, které jsou schopny pojmout kompaktní a složité komponenty, jako jsou fasádní prvky a zdivo, pro stanovení tepelné vodivosti i chování při požáru. Systémy horkých boxů(TDW) umožňují měření součinitelů prostupu tepla (hodnoty U) větších a složitějších stavebních prvků, jako jsou dveře, okna, fasády atd. Zkušební komory jsou navrženy v souladu s různými normami, jako jsou DIN EN 1934, DIN EN ISO 8990, DIN EN 1946-4, DIN EN ISO 12567, DIN EN 12412-2 a ASTM C1363.
Co je HotBox a jak funguje?
Hotbox je zkušební systém pro zjišťování vlastností stěnových prvků, stěn, oken a dveří při přestupu tepla. V hotboxu se simulují reálné podmínky, jaké by existovaly pro stěnu budovy: V praxi lze simulovat jak podmínky uvnitř budovy, tak i na vnější straně. To znamená, že teplota, vlhkost, rychlost proudění vzduchu a radiační vlastnosti na obou stranách zkušební stěny musí být zjistitelné a přesně nastavitelné.
Obvykle jsou k dispozici dvě zkušební komory (teplá a studená část); mezi nimi je umístěn zkušební rám se vzorkem. Zkoušené kamenné stěny se nejprve zdí na podklad a poté se suší v sušicích komorách; okna, dveře nebo části fasády se montují přímo na zkušební rám. Připravený zkušební rám se vloží mezi teplé a studené části a poté se může měřit.
V našich systémech HotBox je zaručena homogenita průtokových a teplotních profilů v souladu s normami. To znamená, že v každém bodě teplé a studené části musí na zkušební stěně panovat stejná teplota a rychlost proudění vzduchu. NETZSCH Společnost Taurus Instruments za tímto účelem nabízí dva různé systémy: TDW 4040 a TDW 4240. Rozdíl mezi nimi vysvětlíme dále v článku.
K jakému účelu slouží testy HotBox?
Přestup tepla cihlovou zdí nebo okenní částí je definován hodnotou U: Čím nižší je hodnota U, tím nižší jsou tepelné ztráty a tím lepší jsou izolační vlastnosti stavební části. Hodnota U je tedy měřítkem energetické účinnosti částí obálky budovy, jako jsou zdivo, fasády, okna a dveře. Výrobci musí hodnotu U svých výrobků uvádět.
Rozdíl oproti běžným metodám měření tepelné vodivosti
Na rozdíl od běžných analytických metod pro stanovení tepelné vodivosti - např. metody laserového záblesku nebo deskové metody - tyto zkušební komory s horkými boxy zohledňují nejen vedení tepla samotným materiálem, ale také podmínky přenosu tepla, které jsou ovlivněny faktory prostředí, jako je struktura povrchu materiálu a okolní podmínky. Povrchové struktury stěn nebo propustné vlastnosti například okenních skel tak mají přímý vliv na efektivní přestup tepla.
Výsledkem měření je buď efektivní Tepelná vodivostTepelná vodivost (λ s jednotkou W/(m-K)) popisuje přenos energie - ve formě tepla - hmotným tělesem v důsledku teplotního gradientu (viz obr. 1). Podle druhého termodynamického zákona teplo vždy proudí ve směru nižší teploty.tepelná vodivost celé zkušební stěny (metoda s tepelným tokem), nebo hodnota U nebo k (součinitel prostupu tepla), která se vztahuje k tepelnému toku mezi vzduchem teplé a studené části (metoda s chráněným teplým boxem).
TDW 4040 nebo 4240? Vaše volba!
NETZSCH Zkušební komory s horkými boxy společnosti TAURUS Instruments nabízejí k provádění těchto měření různé systémy, včetně systémů se snímači tepelného toku a kombinací systémů s horkými boxy.
Zkušební komora TDW 4040
NETZSCH má dva standardní systémy zkušebních komor: TDW 4040 je zkušební komora pro stanovení stacionárních vlastností přenosu tepla pomocí měřiče průtoku tepla podle normy DIN EN 1934.
Kompaktní zkušební komora TDW 4040 je určena k testování zdiva (např. cihel, vápenopískových cihel, betonu nebo pórobetonu) a v podstatě simuluje teplotu a přirozenou konvekci uvnitř i vně budovy. Součástí zkušebního systému je software pro řízení, záznam dat a analýzu pro stanovení stacionárních vlastností přenosu tepla.
Kompaktní zkušební komora se skládá ze studené a teplé části, teplého boxu a zkušebního rámu se zkušební maskou, který je umístěn mezi oběma částmi komory. Obě sekce obsahují výměníky tepla pro regulaci teploty a deflektory vzduchu s radiálními ventilátory pro vytvoření potřebné konvekce.
Zkušební komora TDW 4240
S modelem TDW 4240 nabízíme další systém zkušebních komor pro stanovení stacionárních vlastností přenosu tepla. Na rozdíl od TDW 4040 využívá metodu s řízeným horkým boxem v souladu s normami jako DIN EN ISO 8990, DIN EN 1946-4, DIN EN ISO 12567, DIN EN 12412-2, ASTM C-1363.
Kompaktní zkušební komora TDW 4240 je určena pro zkoušení prvků a komponentů používaných ve stavebnictví, jako jsou okna, profily, dveře, cihlové zdi a kopule.
V závislosti na požadavcích lze také nastavit vlhkost obou segmentů komory. Výběr všech parametrů, záznam všech dat, rozsáhlá vyhodnocení a tisk protokolů o měření se provádí pomocí standardního softwaru TDW 4040 Hotbox prostřednictvím měřicí a řídicí jednotky.
Souhrn
Význam NETZSCH HotBoxů nelze dostatečně zdůraznit, zejména v době, kdy se do popředí zájmu dostává uhlíková stopa a energetická účinnost budov. Díky simulaci reálných podmínek umožňují tyto zkušební komory přesnou analýzu přenosu tepla, která je zásadní pro vývoj energeticky účinných a ekologických stavebních výrobků. To nejen přispívá ke snižování emisí uhlíku, ale také pomáhá snižovat provozní náklady a zvyšovat kvalitu života v budovách.
