21.02.2024 by Aileen Sammler
Bepaling van de stationaire warmteoverdrachtseigenschappen van complexe bouwcomponenten en afgewerkte producten
HotBox testkamers gemaakt door NETSCH TAURUS Instruments
In een wereld die zich steeds meer richt op duurzaamheid, energie-efficiëntie en veiligheid, is nauwkeurige kennis van de warmteoverdrachtseigenschappen van bouwmaterialen van cruciaal belang. Of het nu gaat om de isolatie van gebouwen, de efficiëntie van ramen en deuren of de algehele energiebalans van gevels, een nauwkeurige bepaling van deze eigenschappen is essentieel. Dit is waar de innovatieve HotBox testkamers om de hoek komen kijken - de ultieme oplossing voor het meten en analyseren van de warmteoverdrachtseigenschappen van muurelementen, muren, ramen en deuren.
Naast verschillende bewaakte hotplate-systemen biedt NETZSCH TAURUS tegenwoordig ook large, testkamers die voldoen aan de standaard en geschikt zijn voor compacte en complexe componenten zoals gevelelementen en metselwerk voor het bepalen van de Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.thermische geleidbaarheid en het brandgedrag. Hotbox-systemen(TDW) maken het mogelijk om de warmtedoorgangscoëfficiënten (U-waarden) te meten van grotere en complexere bouwonderdelen, zoals deuren, ramen, gevels, enz. De testkamers zijn ontworpen in overeenstemming met verschillende normen zoals DIN EN 1934, DIN EN ISO 8990, DIN EN 1946-4, DIN EN ISO 12567, DIN EN 12412-2 en ASTM C1363.
Wat is een HotBox en hoe werkt het?
Een hotbox is een testsysteem om de warmteoverdrachtseigenschappen van muurelementen, muren, ramen en deuren te bepalen. In een hotbox worden de werkelijke omstandigheden gesimuleerd zoals die zouden bestaan voor een muur van een gebouw: In de praktijk kunnen zowel de omstandigheden binnen het gebouw als aan de buitenkant worden gesimuleerd. Dit betekent dat temperatuur, vochtigheid, luchtsnelheid en stralingseigenschappen aan beide zijden van de testwand detecteerbaar en nauwkeurig instelbaar moeten zijn.
Er zijn meestal twee testkamers (warme en koude secties); daartussen wordt een testframe met het monster geplaatst. Stenen muren die getest moeten worden, worden eerst op een ondergrond gemetseld en vervolgens gedroogd in droogkamers; ramen, deuren of geveldelen worden direct op het testframe gemonteerd. Het voorbereide testframe wordt tussen de warme en koude secties geplaatst en kan vervolgens worden gemeten.
In onze HotBox-systemen is de homogeniteit van de stromings- en temperatuurprofielen gegarandeerd in overeenstemming met de normen. Dit betekent dat dezelfde temperatuur en luchtsnelheid moeten heersen op de testwand op elk punt van de warme en koude secties. NETZSCH Taurus Instruments biedt hiervoor twee verschillende systemen aan: De TDW 4040 en de TDW 4240. Later in dit artikel leggen we het verschil uit.
Welk doel dienen HotBox Tests?
De warmteoverdracht door een bakstenen muur of een raampartij wordt bepaald door de U-waarde: Hoe lager de U-waarde, hoe lager de verloren warmtestroom en hoe beter de isolatie-eigenschappen van het bouwdeel. De U-waarde is daarom een maat voor de energie-efficiëntie van onderdelen van een gebouwschil zoals metselwerk, gevels, ramen en deuren. Fabrikanten moeten de U-waarde van hun producten specificeren.
Verschil met conventionele methoden voor het meten van Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.thermische geleidbaarheid
In tegenstelling tot conventionele analysemethoden voor het bepalen van de warmtegeleiding - bijvoorbeeld laserflits- of plaatmethode - houden deze hotboxtestkamers niet alleen rekening met de warmtegeleiding door het materiaal zelf, maar ook met de warmteoverdrachtsomstandigheden die worden beïnvloed door omgevingsfactoren zoals materiaaloppervlaktestructuren en omgevingsomstandigheden. De oppervlaktestructuren van muren of de transmissie-eigenschappen van vensterruiten, bijvoorbeeld, hebben dus een directe invloed op de effectieve warmteoverdracht.
Het meetresultaat is ofwel de effectieve warmtegeleiding van de volledige testwand (warmtestromingsmethode) of de U- of k-waarde (warmtetransmissiecoëfficiënt) in relatie tot de warmtestroom tussen de lucht van de warme en koude secties (methode met beschermde hotbox).
TDW 4040 of 4240? Jouw keuze!
NETZSCH De hotboxtestkamers van TAURUS Instruments bieden verschillende systemen, waaronder die met warmtestroomsensoren en combinaties van hotboxsystemen, om deze metingen uit te voeren.
De TDW 4040 testkamer
NETZSCH heeft twee standaard testkamersystemen: De TDW 4040 is de testkamer voor het bepalen van de stationaire warmteoverdrachtseigenschappen met een warmtestroommeter volgens DIN EN 1934.
De compacte TDW 4040 testkamer is ontworpen voor het testen van metselwerk (zoals baksteen, kalkzandsteen, beton of cellenbeton) en simuleert in principe de temperatuur en de natuurlijke convectie binnen en buiten een gebouw. De software voor besturing, gegevensregistratie en analyse voor het bepalen van stationaire warmteoverdrachtseigenschappen is inbegrepen in het testsysteem.
De compacte testkamer bestaat uit een koud en een warm gedeelte, de hotbox en een testframe met testmasker dat tussen de twee secties van de kamer wordt geplaatst. Beide secties bevatten warmtewisselaars voor temperatuurregeling en luchtdeflectoren met radiale ventilatoren om de nodige convectie op te wekken.
De TDW 4240 testkamer
Met de TDW 4240 bieden we een ander testkamersysteem voor het bepalen van stationaire warmteoverdrachtseigenschappen. In tegenstelling tot de TDW 4040 gebruikt het de methode met een gecontroleerde hotbox in overeenstemming met normen zoals DIN EN ISO 8990, DIN EN 1946-4, DIN EN ISO 12567, DIN EN 12412-2, ASTM C-1363.
De compacte TDW 4240 testkamer is ontworpen voor het testen van elementen en onderdelen die in de bouw worden gebruikt, zoals ramen, profielen, deuren, bakstenen muren en koepels.
Afhankelijk van de eisen kan ook de vochtigheid van de twee kamersegmenten worden aangepast. De selectie van alle parameters, de registratie van alle gegevens, uitgebreide evaluaties en het afdrukken van meetprotocollen worden uitgevoerd met de standaard TDW 4040 Hotbox software via de meet- en regelunit.
Samenvatting
Het belang van NETZSCH HotBoxes kan niet genoeg benadrukt worden, vooral in een tijd waarin de koolstofvoetafdruk en energie-efficiëntie van gebouwen centraal staan. Door echte omstandigheden te simuleren, maken deze testkamers een nauwkeurige analyse van de warmteoverdracht mogelijk, wat van vitaal belang is voor de ontwikkeling van energie-efficiënte en milieuvriendelijke bouwproducten. Dit draagt niet alleen bij aan de vermindering van koolstofemissies, maar helpt ook de operationele kosten te verlagen en de levenskwaliteit in gebouwen te verbeteren.
