21.02.2024 by Aileen Sammler
Détermination des propriétés de transfert thermique stationnaire des éléments de construction complexes et des produits finis
Enceintes d'essais HotBox fabriquées par NETSCH TAURUS Instruments
Dans un monde de plus en plus axé sur le développement durable, l'efficacité énergétique et la sécurité, il est essentiel de connaître précisément les propriétés de transfert de chaleur des matériaux de construction. Qu'il s'agisse de l'isolation des bâtiments, de l'efficacité des fenêtres et des portes ou du bilan énergétique global des façades, la détermination précise de ces propriétés est essentielle. C'est là qu'interviennent les chambres d'essai innovantes HotBox, la solution ultime pour mesurer et analyser les propriétés de transfert de chaleur des éléments muraux, des murs, des fenêtres et des portes.
Outre différents systèmes de plaques chauffantes protégées, NETZSCH TAURUS propose aujourd'hui également large, des chambres d'essai conformes aux normes, capables d'accueillir des éléments compacts et complexes tels que des éléments de façade et de la maçonnerie 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 ainsi que le comportement au feu. Les systèmes de boîtes chaudes(TDW) permettent de mesurer les coefficients de transmission thermique (valeurs U) d'éléments de construction plus grands et plus complexes, tels que les portes, les fenêtres, les façades, etc. Les chambres d'essai sont conçues conformément à diverses normes telles que DIN EN 1934, DIN EN ISO 8990, DIN EN 1946-4, DIN EN ISO 12567, DIN EN 12412-2 et ASTM C1363.
Qu'est-ce qu'une HotBox et comment fonctionne-t-elle ?
Une boîte à chaleur est un système d'essai permettant de déterminer les propriétés de transfert de chaleur des éléments muraux, des murs, des fenêtres et des portes. Dans une boîte à chaleur, on simule des conditions réelles telles qu'elles existeraient pour un mur de bâtiment : Dans la pratique, les conditions à l'intérieur du bâtiment et à l'extérieur peuvent être simulées. Cela signifie que la température, l'humidité, la vitesse de l'air et les propriétés du rayonnement des deux côtés de la paroi d'essai doivent être détectables et réglables avec précision.
Il y a généralement deux chambres d'essai (une section chaude et une section froide), entre lesquelles est placé un cadre d'essai avec l'échantillon. Les murs en pierre à tester sont d'abord maçonnés sur une base, puis séchés dans des chambres de séchage ; les fenêtres, les portes ou les éléments de façade sont montés directement sur le cadre d'essai. Le cadre d'essai préparé est inséré entre les sections chaudes et froides et peut ensuite être mesuré.
Dans nos systèmes HotBox, l'homogénéité des profils de flux et de température est garantie conformément aux normes. Cela signifie que la même température et la même vitesse d'air doivent prévaloir sur le mur d'essai en tout point des sections chaudes et froides. NETZSCH Taurus Instruments propose deux systèmes différents à cette fin : Le TDW 4040 et le TDW 4240. Nous expliquerons la différence plus loin dans cet article.
Quel est l'objectif des tests HotBox ?
Le transfert de chaleur à travers un mur de briques ou une fenêtre est défini par la valeur U. Plus la valeur U est basse, plus la perte de chaleur est faible et plus les propriétés d'isolation du bâtiment sont bonnes : Plus la valeur U est faible, plus le flux de chaleur perdue est faible et plus les propriétés d'isolation de l'élément de construction sont bonnes. La valeur U est donc une mesure de l'efficacité énergétique des éléments de l'enveloppe d'un bâtiment tels que la maçonnerie, les façades, les fenêtres et les portes. Les fabricants doivent spécifier la valeur U de leurs produits.
Différence par rapport aux méthodes conventionnelles de mesure de 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
Contrairement aux méthodes d'analyse conventionnelles 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 - par exemple, la méthode du flash laser ou la méthode des plaques - ces chambres d'essai en boîte chaude prennent en compte non seulement la conduction de la chaleur à travers le matériau lui-même, mais aussi les conditions de transfert de chaleur qui sont influencées par des facteurs environnementaux tels que les structures de surface du matériau et les conditions ambiantes. Les structures de surface des murs ou les propriétés de transmission des vitres, par exemple, ont donc une influence directe sur le transfert de chaleur effectif.
Le résultat de la mesure est soit 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 effective de l'ensemble de la paroi d'essai (méthode du flux thermique), soit la valeur U ou k (coefficient de transmission thermique) en rapport avec le flux de chaleur entre l'air des parties chaudes et froides (méthode de la boîte chaude protégée).
TDW 4040 ou 4240 ? Votre choix !
NETZSCH Les chambres d'essai à boîte chaude de TAURUS Instruments offrent différents systèmes, y compris ceux avec des capteurs de flux de chaleur et des combinaisons de systèmes à boîte chaude, pour effectuer ces mesures.
La chambre d'essai TDW 4040
NETZSCH dispose de deux systèmes de chambres d'essai standard : Le TDW 4040 est la chambre d'essai pour la détermination des propriétés de transfert de chaleur stationnaire avec un débitmètre de chaleur conformément à la norme DIN EN 1934.
La chambre d'essai compacte TDW 4040 est conçue pour tester la maçonnerie (telle que la brique, la brique silico-calcaire, le béton ou le béton cellulaire) et simule essentiellement la température et la convection naturelle à l'intérieur et à l'extérieur d'un bâtiment. Le logiciel de contrôle, d'enregistrement des données et d'analyse pour déterminer les propriétés de transfert de chaleur stationnaire est inclus dans le système d'essai.
La chambre d'essai compacte se compose d'une section froide et d'une section chaude, d'une boîte chaude et d'un cadre d'essai avec masque d'essai qui est placé entre les deux sections de la chambre. Les deux sections contiennent des échangeurs de chaleur pour le contrôle de la température et des déflecteurs d'air avec des ventilateurs radiaux pour générer la convection nécessaire.
La chambre d'essai TDW 4240
Avec le TDW 4240, nous proposons un autre système de chambre d'essai pour déterminer les propriétés de transfert de chaleur stationnaire. Contrairement au TDW 4040, il utilise la méthode de la boîte chaude contrôlée conformément aux normes DIN EN ISO 8990, DIN EN 1946-4, DIN EN ISO 12567, DIN EN 12412-2, ASTM C-1363.
L'enceinte d'essai compacte TDW 4240 est conçue pour tester les éléments et les composants utilisés dans la construction, tels que les fenêtres, les profilés, les portes, les murs en briques et les dômes.
Selon les besoins, l'humidité des deux segments de la chambre peut également être ajustée. La sélection de tous les paramètres, l'enregistrement de toutes les données, les évaluations approfondies et l'impression des protocoles de mesure sont effectués avec le logiciel standard TDW 4040 Hotbox via l'unité de mesure et de contrôle.
Résumé
On ne soulignera jamais assez l'importance des HotBox NETZSCH, surtout à une époque où l'empreinte carbone et l'efficacité énergétique des bâtiments sont au centre des préoccupations. En simulant les conditions réelles, ces chambres d'essai permettent une analyse précise du transfert de chaleur, ce qui est essentiel pour le développement de produits de construction efficaces sur le plan énergétique et respectueux de l'environnement. Cela contribue non seulement à réduire les émissions de carbone, mais aussi à diminuer les coûts d'exploitation et à améliorer la qualité de vie à l'intérieur des bâtiments.
