21.02.2024 by Aileen Sammler
Monimutkaisten rakennusosien ja valmiiden tuotteiden lämmönsiirto-ominaisuuksien määrittäminen paikallaanoloaikana
NETSCH TAURUS Instrumentsin valmistamat HotBox-testikammiot
Kestävyyteen, energiatehokkuuteen ja turvallisuuteen yhä enemmän keskittyvässä maailmassa rakennusmateriaalien lämmönsiirto-ominaisuuksien tarkka tuntemus on ratkaisevan tärkeää. Olipa kyse sitten rakennusten eristyksestä, ikkunoiden ja ovien tehokkuudesta tai julkisivujen yleisestä energiataseesta, näiden ominaisuuksien tarkka määrittäminen on välttämätöntä. Tässä kohtaa innovatiiviset HotBox-testikammiot astuvat kuvaan - lopullinen ratkaisu seinäelementtien, seinien, ikkunoiden ja ovien lämmönsiirto-ominaisuuksien mittaamiseen ja analysointiin.
Erilaisten suojattujen kuumalevyjärjestelmien lisäksi NETZSCH TAURUS tarjoaa nykyään myös large, standardien mukaisia testikammioita, joihin voidaan sijoittaa kompakteja ja monimutkaisia komponentteja, kuten julkisivuelementtejä ja muurattuja seiniä, lämmönjohtavuuden ja palokäyttäytymisen määrittämistä varten. Hotbox-järjestelmien(TDW) avulla voidaan mitata suurempien ja monimutkaisempien rakennusosien, kuten ovien, ikkunoiden, julkisivujen jne. lämmönläpäisykertoimia (U-arvoja). Testikammiot on suunniteltu eri standardien, kuten DIN EN 1934, DIN EN ISO 8990, DIN EN 1946-4, DIN EN ISO 12567, DIN EN 12412-2 ja ASTM C1363, mukaisesti.
Mikä on HotBox ja miten se toimii?
Hotbox on testausjärjestelmä, jolla määritetään seinäelementtien, seinien, ikkunoiden ja ovien lämmönsiirto-ominaisuudet. Hotboxissa simuloidaan todellisia olosuhteita, jotka vallitsisivat rakennuksen seinässä: Käytännössä voidaan simuloida sekä rakennuksen sisä- että ulkopuolisia olosuhteita. Tämä tarkoittaa, että lämpötila, kosteus, ilman nopeus ja säteilyominaisuudet testiseinän molemmin puolin on voitava havaita ja säätää tarkasti.
Testauskammioita on yleensä kaksi (lämmin ja kylmä osa); niiden väliin sijoitetaan testikehikko, jossa on näyte. Testattavat kiviseinät muurataan ensin alustalle ja kuivataan sen jälkeen kuivauskammioissa; ikkunat, ovet tai julkisivun osat asennetaan suoraan testikehykseen. Valmisteltu testikehys asetetaan lämpimän ja kylmän osan väliin, minkä jälkeen se voidaan mitata.
HotBox-järjestelmissämme virtaus- ja lämpötilaprofiilien homogeenisuus taataan standardien mukaisesti. Tämä tarkoittaa, että testiseinällä on oltava sama lämpötila ja ilman nopeus lämpimän ja kylmän osan jokaisessa kohdassa. NETZSCH Taurus Instruments tarjoaa tähän tarkoitukseen kaksi erilaista järjestelmää: TDW 4040 ja TDW 4240. Selitämme eron myöhemmin artikkelissa.
Mitä tarkoitusta HotBox-testit palvelevat?
Lämmönsiirto tiiliseinän tai ikkunan osan läpi määritellään U-arvolla: Mitä pienempi U-arvo on, sitä pienempi on hukkalämpövirta ja sitä paremmat ovat rakennusosan eristysominaisuudet. U-arvo on siis rakennuksen vaipan osien, kuten tiilimuurin, julkisivujen, ikkunoiden ja ovien, energiatehokkuuden mittari. Valmistajien on ilmoitettava tuotteidensa U-arvo.
Ero perinteisiin lämmönjohtavuuden mittausmenetelmiin nähden
Toisin kuin tavanomaisissa lämmönjohtavuuden määritysmenetelmissä - esim. lasersuihku- tai levymenetelmässä - näissä hotbox-testikammioissa ei oteta huomioon ainoastaan lämmön johtumista itse materiaalin läpi, vaan myös lämmönsiirto-olosuhteet, joihin vaikuttavat ympäristötekijät, kuten materiaalin pintarakenteet ja ympäristöolosuhteet. Esimerkiksi seinien pintarakenteilla tai ikkunoiden läpäisyominaisuuksilla on siten suora vaikutus tehokkaaseen lämmönsiirtoon.
Mittaustulos on joko koko testiseinän tehokas LämmönjohtavuusLämmönjohtavuus (λ, yksikkö W/(m-K)) kuvaa lämmön muodossa olevan energian kulkeutumista massakappaleen läpi lämpötilagradientin vaikutuksesta (ks. kuva 1). Termodynamiikan toisen lain mukaan lämpö virtaa aina alemman lämpötilan suuntaan.lämmönjohtavuus (lämpövirtausmenetelmä) tai U- tai k-arvo (lämmönläpäisykerroin), joka liittyy lämpimän ja kylmän osan ilman väliseen lämpövirtaukseen (menetelmä, jossa on suojattu lämpökaappi).
TDW 4040 vai 4240? Sinun valintasi!
NETZSCH TAURUS Instrumentsin hotbox-testikammiot tarjoavat erilaisia järjestelmiä, mukaan lukien lämpövirta-antureilla varustettuja järjestelmiä ja hotbox-järjestelmien yhdistelmiä, näiden mittausten suorittamiseksi.
TDW 4040 -testikammio
NETZSCH on kaksi vakiotestikammiojärjestelmää: TDW 4040 on testikammio, jolla määritetään kiinteät lämmönsiirto-ominaisuudet lämpövirtausmittarilla standardin DIN EN 1934 mukaisesti.
Pienikokoinen TDW 4040 -testikammio on suunniteltu tiilimuurauksen (kuten tiili, kalkkihiekkatiili, betoni tai kevytbetoni) testaamiseen, ja se simuloi periaatteessa lämpötilaa ja luonnollista konvektiota rakennuksen sisällä ja ulkopuolella. Testausjärjestelmään sisältyy ohjelmisto ohjausta, tietojen kirjaamista ja analysointia varten, jolla määritetään paikallaan olevat lämmönsiirto-ominaisuudet.
Kompakti testikammio koostuu kylmästä ja lämpimästä osasta, kuumakammiosta ja testikehikosta, jossa on testimaski, joka on sijoitettu kammion kahden osan väliin. Molemmissa osissa on lämmönvaihtimet lämpötilan säätöä varten ja radiaalituulettimilla varustetut ilmanohjaimet tarvittavan konvektion aikaansaamiseksi.
TDW 4240 -testikammio
TDW 4240:n avulla tarjoamme toisen testikammiojärjestelmän paikallaan olevien lämmönsiirto-ominaisuuksien määrittämiseen. Toisin kuin TDW 4040:ssä, siinä käytetään menetelmää, jossa käytetään valvottua kuumakammiota seuraavien standardien mukaisesti: DIN EN ISO 8990, DIN EN 1946-4, DIN EN ISO 12567, DIN EN 12412-2, ASTM C-1363.
Pienikokoinen TDW 4240 -testikammio on suunniteltu rakentamisessa käytettävien elementtien ja komponenttien, kuten ikkunoiden, profiilien, ovien, tiiliseinien ja kupolien testaamiseen.
Kahden kammiosegmentin kosteutta voidaan myös säätää tarpeen mukaan. Kaikkien parametrien valinta, kaikkien tietojen tallennus, laajat arvioinnit ja mittausprotokollien tulostaminen suoritetaan vakio-ohjelmistolla TDW 4040 Hotbox mittaus- ja ohjausyksikön kautta.
Yhteenveto
NETZSCH HotBoxien merkitystä ei voi korostaa riittävästi, erityisesti aikana, jolloin rakennusten hiilijalanjälki ja energiatehokkuus ovat keskeisessä asemassa. Simuloimalla todellisia olosuhteita nämä testikammiot mahdollistavat lämmönsiirron tarkan analysoinnin, mikä on elintärkeää energiatehokkaiden ja ympäristöystävällisten rakennustuotteiden kehittämiseksi. Tämä ei ainoastaan vähennä hiilidioksidipäästöjä, vaan auttaa myös alentamaan käyttökustannuksia ja parantamaan elämänlaatua rakennuksissa.
