21.02.2024 by Aileen Sammler

Determinação das propriedades de transferência de calor estacionário de componentes complexos de construção e produtos acabados

Câmaras de Teste HotBox Fabricadas pela NETSCH TAURUS Instruments

Em um mundo cada vez mais focado em sustentabilidade, eficiência energética e segurança, o conhecimento preciso das propriedades de transferência de calor dos materiais de construção é fundamental. Seja em relação ao isolamento de edifícios, à eficiência de janelas e portas ou ao balanço energético geral de fachadas, a determinação precisa dessas propriedades é essencial. É nesse ponto que as inovadoras câmaras de teste HotBox entram em ação - a solução definitiva para medir e analisar as propriedades de transferência de calor de elementos de parede, paredes, janelas e portas.

Juntamente com diferentes sistemas de placas quentes protegidas, a NETZSCH TAURUS também oferece hoje large câmaras de teste em conformidade com as normas, capazes de acomodar componentes compactos e complexos, como elementos de fachada e alvenaria, para a determinação da Condutividade térmicaA condutividade térmica (λ com a unidade W/(m-K)) descreve o transporte de energia - na forma de calor - por um corpo de massa como resultado de um gradiente de temperatura (veja a fig. 1). De acordo com a segunda lei da termodinâmica, o calor sempre flui na direção da temperatura mais baixa.condutividade térmica e do comportamento ao fogo. Os sistemas Hotbox(TDW) permitem a medição dos coeficientes de transmissão térmica (valores U) de larger e componentes de construção mais complexos, como portas, janelas, fachadas etc. As câmaras de teste são projetadas de acordo com várias normas, como DIN EN 1934, DIN EN ISO 8990, DIN EN 1946-4, DIN EN ISO 12567, DIN EN 12412-2 e ASTM C1363.

O que é uma HotBox e como ela funciona?

Uma hotbox é um sistema de teste para determinar as propriedades de transferência de calor de elementos de parede, paredes, janelas e portas. Em uma hotbox, são simuladas as condições do mundo real que existiriam em uma parede de um edifício: Na prática, podem ser simuladas as condições internas e externas do edifício. Isso significa que as propriedades de temperatura, umidade, velocidade do ar e radiação em ambos os lados da parede de teste devem ser detectáveis e ajustáveis com precisão.

Normalmente, há duas câmaras de teste (seções quentes e frias); entre elas está posicionada uma estrutura de teste com a amostra. As paredes de pedra a serem testadas são primeiramente assentadas em tijolos em uma base e, em seguida, secas em câmaras de secagem; janelas, portas ou partes da fachada são montadas diretamente na estrutura de teste. A estrutura de teste preparada é inserida entre as seções quente e fria e pode então ser medida.

Em nossos sistemas HotBox, a homogeneidade dos perfis de fluxo e temperatura é garantida de acordo com os padrões. Isso significa que a mesma temperatura e velocidade do ar devem prevalecer na parede de teste em todos os pontos das seções quente e fria. NETZSCH A Taurus Instruments oferece dois sistemas diferentes para esse fim: O TDW 4040 e o TDW 4240. Explicaremos a diferença mais adiante neste artigo.

Figura: Câmara de teste TDW 4240 (aberta) com máscaras de teste para janelas

Qual é a finalidade dos testes de HotBox?

A transferência de calor através de uma parede de tijolos ou de uma parte de uma janela é definida pelo valor U: Quanto mais baixo for o valor U, menor será o fluxo de calor perdido e melhores serão as propriedades de isolamento da parte do edifício. O valor U é, portanto, uma medida da eficiência energética de partes de uma estrutura de construção, como alvenaria, fachadas, janelas e portas. Os fabricantes precisam especificar o valor U de seus produtos.

Diferença em relação aos métodos convencionais de medição da Condutividade térmicaA condutividade térmica (λ com a unidade W/(m-K)) descreve o transporte de energia - na forma de calor - por um corpo de massa como resultado de um gradiente de temperatura (veja a fig. 1). De acordo com a segunda lei da termodinâmica, o calor sempre flui na direção da temperatura mais baixa.condutividade térmica

Em contraste com os métodos de análise convencionais para determinar a Condutividade térmicaA condutividade térmica (λ com a unidade W/(m-K)) descreve o transporte de energia - na forma de calor - por um corpo de massa como resultado de um gradiente de temperatura (veja a fig. 1). De acordo com a segunda lei da termodinâmica, o calor sempre flui na direção da temperatura mais baixa.condutividade térmica - por exemplo, flash a laser ou método de placa - essas câmaras de teste de hotbox não levam em consideração apenas a condução de calor através do próprio material, mas também as condições de transferência de calor que são influenciadas por fatores ambientais, como as estruturas da superfície do material e as condições ambientais. As estruturas da superfície das paredes ou as propriedades de transmissão dos vidros das janelas, por exemplo, têm influência direta sobre a transferência efetiva de calor.

O resultado da medição é a Condutividade térmicaA condutividade térmica (λ com a unidade W/(m-K)) descreve o transporte de energia - na forma de calor - por um corpo de massa como resultado de um gradiente de temperatura (veja a fig. 1). De acordo com a segunda lei da termodinâmica, o calor sempre flui na direção da temperatura mais baixa.condutividade térmica efetiva de toda a parede de teste (método de fluxo de calor) ou o valor U ou k (coeficiente de transmissão de calor), pois está relacionado ao fluxo de calor entre o ar das seções quente e fria (método com caixa térmica protegida).

TDW 4040 ou 4240? Sua escolha!

NETZSCH As câmaras de teste de caixa quente da TAURUS Instruments oferecem vários sistemas, inclusive aqueles com sensores de fluxo de calor e combinações de sistemas de caixa quente, para realizar essas medições.

A câmara de teste TDW 4040

NETZSCH possui dois sistemas de câmara de teste padrão: O TDW 4040 é a câmara de teste para determinar as propriedades de transferência de calor estacionárias com um medidor de fluxo de calor de acordo com a norma DIN EN 1934.

Figura: Câmara de teste HotBox com medidor de fluxo de calor: o TDW 4040
Figura: TDW 4040

A câmara de teste compacta TDW 4040 foi projetada para testar alvenaria (como tijolo, tijolo de areia de cal, concreto ou concreto aerado) e basicamente simula a temperatura e a convecção natural dentro e fora de um edifício. O software para controle, registro de dados e análise para determinar as propriedades estacionárias de transferência de calor está incluído no sistema de teste.

A câmara de teste compacta consiste em uma seção fria e outra quente, a caixa quente e uma estrutura de teste com máscara de teste que é posicionada entre as duas seções da câmara. Ambas as seções contêm trocadores de calor para controle de temperatura e defletores de ar com ventiladores radiais para gerar a convecção necessária.

Tela do softwareots: esquerda: Janela principal com visão geral dos principais valores e gráfico do valor U ao longo do tempo (diferença ou desvio de temperatura opcional); direita: Gráfico de um único valor de sensor

A câmara de teste TDW 4240

Com a TDW 4240, oferecemos outro sistema de câmara de teste para determinar propriedades estacionárias de transferência de calor. Ao contrário da TDW 4040, ela usa o método com uma caixa quente controlada de acordo com normas como DIN EN ISO 8990, DIN EN 1946-4, DIN EN ISO 12567, DIN EN 12412-2, ASTM C-1363.

A câmara de teste compacta TDW 4240 foi projetada para testar elementos e componentes usados na construção, como janelas, perfis, portas, paredes de tijolos e cúpulas.

Figura: Câmara de teste HotBox com uma caixa térmica controlada: a TDW 4240
Figura: TDW 4042

Dependendo dos requisitos, a umidade dos dois segmentos da câmara também pode ser ajustada. O selection de todos os parâmetros, o registro de todos os dados, as avaliações abrangentes e a impressão dos protocolos de medição são realizados com o software padrão TDW 4040 Hotbox por meio da unidade de medição e controle.

Resumo

A importância das NETZSCH HotBoxes não pode ser suficientemente enfatizada, especialmente em um momento em que a pegada de carbono e a eficiência energética dos edifícios estão no centro das atenções. Ao simular as condições do mundo real, essas câmaras de teste permitem uma análise precisa da transferência de calor, vital para o desenvolvimento de produtos de construção com eficiência energética e ecologicamente corretos. Isso não apenas contribui para a redução das emissões de carbono, mas também ajuda a diminuir os custos operacionais e a melhorar a qualidade de vida nos edifícios.

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