03.05.2021 by Gabriele Stock

NETZSCH 熱流計がCO2排出削減を支える理由

政府は二酸化炭素排出量を削減するため、建築物の断熱に関する厳しい規制を設けている。その結果、より優れた断熱材を市場に供給するために、熱伝導率の非常に低い材料のエンジニアリングに多くの努力が払われています。NETZSCH HFM 446Lambda エコラインがどのように熱伝導率と熱抵抗を正確かつ迅速に測定できるかをご覧ください！

断熱性の高い建物は、CO2排出量を削減するための重要な要素である。正しく断熱された建物のエネルギー消費量は、最大60％削減できるという研究結果もある[1]。各国政府は、二酸化炭素排出量を削減するために、建物の断熱に関する厳しい規制を設けている。その結果、世界の断熱材市場は継続的に成長し、効果の高い断熱材への需要が高まっている。

ほとんどの用途において、断熱材の主な特性は、表面とその周囲、または表面と別の表面間の熱伝達を低減する能力である。一般に、材料の熱伝導率が低いほど、所定の材料の厚さと条件下での断熱能力は高くなる。そのため、断熱材の熱伝導特性を非常に正確かつ精密に測定できる測定技術が必要とされています。ヒートフローメーター法（HFM）は、断熱材の熱伝導率を測定するために用いられる方法のひとつです。

ASTM断熱基準 - 試験済みの製品効率

より優れた断熱材を市場に供給するために、熱伝導率の非常に低い材料のエンジニアリングには多くの努力が払われている。一方、すでに市場に出回っている断熱製品は、品質と効果を保証するために定期的な試験を受けています。ASTM C518のようなASTMの断熱規格は、熱伝導率を低下させるために使用される材料や方法を指定・評価する上で重要な役割を果たします。このような断熱規格は、研究所や研究機関、装置・機器メーカー、建設会社、工業会社が、これらの材料が効率的であるかどうかを調べるのに役立ちます。

large 、断熱材の選択肢がある。

建築用断熱材には、すでに豊富な選択肢がある。グラスウール、ロックウール、EPS（発泡ポリスチレン）、XPS（押出ポリスチレン）といった一般的な素材から始まり、麻、わら、リネンといった自然由来の素材、あるいはエアロゲルやVIP（真空断熱パネル）といったハイテク素材まで。

これらすべての素材の効率は、ASTM断熱規格に従ってチェックされている。こうすることで、熱伝導率を特定、評価、管理することができる。

熱伝導率と影響因子

熱伝導率λは、1ケルビン（K）の温度差で1m²、厚さ1mの物質の層を通過する熱流を示す。熱伝導率の単位はW/(m×K)。λが小さければ小さいほど、建築材料の断熱性能は高くなる。

材料の熱伝導率は主に以下の要因に依存する：

  • 基材の熱伝導率
  • 気孔またはセルの種類、サイズ、配置
  • 気孔に充填されるガスの種類と圧力
  • 固体成分の構造（結晶性、ガラス質、繊維状）
  • 嵩密度
  • 含水率
  • 温度

ヒートフローメーター - 熱伝導率と熱抵抗の正確で迅速な測定

ASTM C518断熱規格に記載されているヒートフローメーター（HFM）は、低導電性材料の試験に広く使用されています。HFM装置は使いやすく、広範囲の試験片に適用でき、測定結果を迅速に得ることができます。

HFMでは、試験片は温度制御された2枚のプレートの間に置かれます（図1）。内部の厚さ計が試料の厚さを測定します。圧縮可能な試料の場合、プレートを所望の厚さに駆動することができます。プレートに内蔵された校正済み熱流束変換器が、試料を通過する熱流を測定します。熱平衡に達した後、試験が行われます。

図1：熱流量計のイメージ図
図2：上部（高温）スタックと下部（低温）スタックの対称形状

熱伝導率測定時の留意点

  • 試料のサイズと厚さは重要です -NETZSCH は新しい HFM 446 を提供します。 Lambda エコラインは、small からmedium まで、3 種類のサイズからお選びいただけます。large
  • 材料が乾燥したり湿気を帯びたりすると、代表的な試料ではなくなります。
    -測定前に試料を正しく保管してください。
  • 圧縮しやすい材料は、圧力や密度の変化によって異なる特性を示します。

図3は、材料の密度がガラス繊維材料の熱伝導率に及ぼす影響を示しています。

図3：密度の関数としてのガラス繊維の熱伝導率

新しいHFM 446 Lambdaエコラインで時間とエネルギーを節約

NETZSCH HFM 446Lambda エコラインは最新のヒートフローメータです。

より迅速な測定のための改良された温度制御、省エネルギーのエコモード、そしてより良いユーザーエクスペリエンスを提供します。

  • 消費電力を抑える新しいエコモード
  • 簡単で迅速なセットアップにより設置時間を短縮（装置は校正済み）
  • ドライブ・ツー・シック機能による圧縮しやすい試料の精密測定
  • を使用して個々の熱流束校正を組み合わせることが可能。 MultiCalibrationを使用して個々の熱流束校正を組み合わせ、精度を高めることが可能
  • 安定性設定管理（Stability Configuration Management） により、規格への準拠が容易に
  • 新しいユーザーインターフェースにより、装置の操作性が向上し、スムーズなワークフローを実現
  • PC不要のコンパクトなスタンドアロンユニット

概要

建物の効率的な断熱は、CO2排出量削減の取り組みにおいて重要な役割を担っている。より優れた断熱材を追求する上で、ヒートフローメーターは重要な役割を果たします。また、市場に出回っている製品が伝えられる効率に沿ったものであることを確認するためにも、熱流計は不可欠です。

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ソース

[1] FIWミュンヘン・レポート12/12：熱可塑性樹脂によるエネルギー効率向上のための技術と手法