Person holding thermal insulation samples over architectural plans and a thermal image of a house, emphasizing energy efficiency.

03.05.2021 by Gabriele Stock

Why NETZSCH Heat Flow Meters Support Reduction of C02 Emissions

Governments set strict building insulation regulations in place to reduce carbon emissions. Consequently, a lot of effort goes into the engineering of materials with very low thermal conductivity to supply the market with even better thermal insulation materials. Learn how the NETZSCH HFM 446 Lambda Eco-Line allows accurate and fast determination of thermal conductivity and thermal resistance!

Des bâtiments bien isolés sont un facteur clé pour réduire les émissions deCO2. Des études montrent que la consommation d'énergie des bâtiments correctement isolés peut être réduite de 60 % [1]. Les gouvernements ont mis en place des réglementations strictes en matière d'isolation des bâtiments afin de réduire les émissions de carbone. Par conséquent, le marché mondial de l'isolation connaît une croissance continue et la demande de matériaux d'isolation hautement efficaces augmente.

Dans la plupart des applications, la principale propriété d'un matériau d'isolation thermique est sa capacité à réduire le transfert de chaleur entre une surface et son environnement ou entre une surface et une autre surface. En règle générale, plus la Conductivité thermiqueLa conductivité thermique (λ avec l'unité W/(m-K)) décrit le transport d'énergie - sous forme de chaleur - à travers un corps de masse sous l'effet d'un gradient de température (voir fig. 1). Selon la deuxième loi de la thermodynamique, la chaleur s'écoule toujours dans la direction de la température la plus basse.conductivité thermique d'un matériau est faible, plus sa capacité d'isolation est grande pour une épaisseur de matériau et des conditions données. Il est donc nécessaire de disposer d'une technique de mesure permettant de déterminer les propriétés de transfert de chaleur des matériaux d'isolation de manière très précise et exacte. La méthode Heat-Flow-Meter (HFM) est l'une des méthodes utilisées pour déterminer la Conductivité thermiqueLa conductivité thermique (λ avec l'unité W/(m-K)) décrit le transport d'énergie - sous forme de chaleur - à travers un corps de masse sous l'effet d'un gradient de température (voir fig. 1). Selon la deuxième loi de la thermodynamique, la chaleur s'écoule toujours dans la direction de la température la plus basse.conductivité thermique des matériaux d'isolation.

Normes d'isolation thermique ASTM - efficacité du produit testée

Beaucoup d'efforts sont consacrés à la conception de matériaux à très faible Conductivité thermiqueLa conductivité thermique (λ avec l'unité W/(m-K)) décrit le transport d'énergie - sous forme de chaleur - à travers un corps de masse sous l'effet d'un gradient de température (voir fig. 1). Selon la deuxième loi de la thermodynamique, la chaleur s'écoule toujours dans la direction de la température la plus basse.conductivité thermique afin de fournir au marché des matériaux d'isolation thermique encore plus performants. Les produits d'isolation thermique déjà sur le marché, quant à eux, sont régulièrement testés pour garantir leur qualité et leur efficacité. Les normes d'isolation thermique de l'ASTM, telles que la norme ASTM C518, sont essentielles pour spécifier et évaluer les matériaux et les méthodes utilisés pour réduire le taux de transfert de chaleur. Ces normes d'isolation thermique aident les laboratoires et les instituts, les fabricants d'appareils et d'équipements, les entreprises de construction et les sociétés industrielles à examiner l'efficacité de ces matériaux.

Il existe une sélection de matériaux d'isolation thermique sur le site large

Il existe déjà un vaste choix de matériaux d'isolation pour la construction. Depuis les matériaux les plus courants comme la laine de verre, la laine de roche, l'EPS (polystyrène expansé) et l'XPS (polystyrène extrudé) jusqu'aux matériaux dérivés de la nature comme le chanvre, la paille et le lin, en passant par les matériaux de haute technologie comme les aérogels et les VIP (panneaux d'isolation sous vide).

L'efficacité de tous ces matériaux est vérifiée conformément aux normes d'isolation thermique de l'ASTM. Ils peuvent ainsi être spécifiés, évalués et contrôlés en fonction de leur taux de transfert de chaleur.

Conductivité thermique et facteurs influents

La Conductivité thermiqueLa conductivité thermique (λ avec l'unité W/(m-K)) décrit le transport d'énergie - sous forme de chaleur - à travers un corps de masse sous l'effet d'un gradient de température (voir fig. 1). Selon la deuxième loi de la thermodynamique, la chaleur s'écoule toujours dans la direction de la température la plus basse.conductivité thermique λ indique le flux de chaleur qui traverse une couche de 1m² et de 1m d'épaisseur d'un matériau à une différence de température de 1 Kelvin (K). L'unité de Conductivité thermiqueLa conductivité thermique (λ avec l'unité W/(m-K)) décrit le transport d'énergie - sous forme de chaleur - à travers un corps de masse sous l'effet d'un gradient de température (voir fig. 1). Selon la deuxième loi de la thermodynamique, la chaleur s'écoule toujours dans la direction de la température la plus basse.conductivité thermique est le W/(m×K). Plus λ est petit, plus le pouvoir isolant d'un matériau de construction est élevé.

La Conductivité thermiqueLa conductivité thermique (λ avec l'unité W/(m-K)) décrit le transport d'énergie - sous forme de chaleur - à travers un corps de masse sous l'effet d'un gradient de température (voir fig. 1). Selon la deuxième loi de la thermodynamique, la chaleur s'écoule toujours dans la direction de la température la plus basse.conductivité thermique d'un matériau dépend principalement des facteurs suivants :

Le fluxmètre thermique - Détermination précise et rapide de la conductivité thermique et de la résistance thermique

Les fluxmètres thermiques (HFM), décrits dans la norme d'isolation thermique ASTM C518, sont largement utilisés pour tester les matériaux faiblement conducteurs. L'instrument HFM est facile à utiliser, applicable à une large gamme d'échantillons et les résultats des mesures peuvent être obtenus rapidement.

Dans un HFM, l'échantillon est placé entre deux plaques à température contrôlée (figure 1). Une jauge d'épaisseur interne mesure l'épaisseur de l'échantillon. Dans le cas d'échantillons compressibles, les plaques peuvent être poussées jusqu'à l'épaisseur souhaitée. Des transducteurs de flux thermique calibrés intégrés dans les plaques mesurent le flux de chaleur à travers l'échantillon. Une fois l'équilibre thermique atteint, le test est terminé.

Illustration du débitmètre de chaleur NETZSCH HFM 446 *Lambda* Eco-Line, détaillant les composants pour une mesure précise de la conductivité thermique.
Figure 1 : Illustration d'un compteur de flux de chaleur
Diagramme illustrant la géométrie symétrique du débitmètre de chaleur NETZSCH avec des plaques chaudes et froides pour une mesure précise de la conductivité thermique.
Figure 2 : Géométrie symétrique de la pile supérieure (chaude) et de la pile inférieure (froide)

Éléments à prendre en compte lors de la mesure de la conductivité thermique

  • La taille et l'épaisseur des échantillons sont importantes - NETZSCH propose la nouvelle HFM 446 LambdaEco-Line en 3 tailles différentes de small à medium à large
  • Les matériaux peuvent se dessécher ou prendre de l'humidité et ne seront plus représentatifs
    - assurez-vous de stocker correctement vos échantillons avant la mesure
  • Les matériaux compressibles présentent des propriétés différentes en fonction de la pression/du changement de densité qu'ils subissent - les matériaux facilement compressibles nécessitent un contrôle précis de la charge et de la distance entre les plaques

La figure 3 illustre l'influence de la densité d'un matériau sur la Conductivité thermiqueLa conductivité thermique (λ avec l'unité W/(m-K)) décrit le transport d'énergie - sous forme de chaleur - à travers un corps de masse sous l'effet d'un gradient de température (voir fig. 1). Selon la deuxième loi de la thermodynamique, la chaleur s'écoule toujours dans la direction de la température la plus basse.conductivité thermique d'un matériau en fibre de verre.

Graphique de conductivité thermique montrant la relation entre la densité et la conductivité thermique pour la fibre de verre, mettant en évidence les pressions clés.
Figure 3 : Conductivité thermiqueLa conductivité thermique (λ avec l'unité W/(m-K)) décrit le transport d'énergie - sous forme de chaleur - à travers un corps de masse sous l'effet d'un gradient de température (voir fig. 1). Selon la deuxième loi de la thermodynamique, la chaleur s'écoule toujours dans la direction de la température la plus basse.Conductivité thermique d'une fibre de verre en fonction de la densité

La nouvelle HFM 446 Lambda Eco-Line permet d'économiser du temps et de l'énergie

Le HFM 446 Lambda Eco-Line est la dernière gamme de débitmètres thermiques NETZSCH.

Elle est dotée d'un meilleur contrôle de la température pour des mesures plus rapides, d'un mode Eco économe en énergie et d'une meilleure expérience utilisateur.

NETZSCH HFM 446 Lambda Les débitmètres thermiques Eco-Line sont conçus pour tester avec précision la conductivité thermique des matériaux d'isolation.

Résumé

L'isolation thermique efficace des bâtiments joue un rôle essentiel dans la réduction des émissions de CO2. Dans la recherche de matériaux d'isolation thermique encore meilleurs, les compteurs de flux de chaleur jouent un rôle important. Ils sont également essentiels pour s'assurer que les produits sur le marché restent conformes à l'efficacité communiquée.

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Source

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

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