Die Norm „EN ISO 8990 Wärmedämmung – Bestimmung der stationären Wärmeleitfähigkeitseigenschaften – Kalibrierter und geschützter Heizkasten“, die auf einer europäischen Norm basiert und später von der Internationalen Organisation für Normung (ISO) veröffentlicht wurde, beschreibt die Grundsätze der Gerätekonstruktion und die Mindestanforderungen, die für die Bestimmung der stationären Wärmeleitfähigkeitseigenschaften von Baukomponenten und ähnlichen Komponenten für den industriellen Einsatz im Labor eingehalten werden müssen. Eine konkrete Bauform wird dabei jedoch nicht vorgegeben, da die Anforderungen insbesondere hinsichtlich der Größe und in geringerem Maße auch hinsichtlich der Betriebsbedingungen variieren.
Diese Norm beschreibt außerdem das Gerät, die Messtechnik und die erforderliche Datenberichterstattung. Für spezielle Bauteile, wie beispielsweise Fenster, sind zusätzliche Maßnahmen erforderlich, die in dieser Norm nicht enthalten sind. Ebenfalls ausgeschlossen sind Messungen der Auswirkungen der Feuchtigkeitsübertragung oder -umverteilung auf den Wärmefluss. Die möglichen Auswirkungen der Feuchtigkeitsübertragung auf die Genauigkeit und Relevanz der Testergebnisse sollten jedoch bei der Konstruktion und dem Betrieb der Geräte berücksichtigt werden. Die messbaren Eigenschaften sind Wärmeleitfähigkeit und Wärmewiderstand.
Diese Norm umfasst zwei alternative Methoden: die kalibrierte Hotbox-Methode und die geschützte Hotbox-Methode. Beide Methoden eignen sich für vertikale Proben wie Wände und horizontale Proben wie Decken und Böden. Das Gerät kann groß genug sein, um Komponenten in Originalgröße zu untersuchen. Diese Methoden sind in erster Linie für Labormessungen großer, inhomogener Proben konzipiert, aber selbstverständlich können auch homogene Proben getestet werden und werden zur Kalibrierung und Validierung benötigt.
Bei der Prüfung homogener Proben nach dieser Norm lässt sich erfahrungsgemäß in der Regel eine Genauigkeit von plus/minus 5 Prozent erreichen. Die Genauigkeit jedes Instruments wird jedoch durch die Bezugnahme auf homogene Proben geschätzt, deren Wärmeleitfähigkeit über den mit dem Instrument zu messenden Bereich hinausgeht. Die Genauigkeitsschätzung für inhomogene Proben ist komplexer und erfordert eine Analyse des Wärmeflussmechanismus im jeweiligen Typ der getesteten inhomogenen Probe. Solche Analysen liegen außerhalb des Anwendungsbereichs dieser Norm.
Diese Norm bietet keine Richtlinien für Messungen, bei denen es während der Prüfung zu einem Massentransfer aus der Probe kommt.
Für die Zwecke dieser Norm gelten die folgenden Definitionen:
Beide Gerätetypen, nämlich die abgeschirmte Hotbox und die kalibrierte Hotbox, sind im Allgemeinen darauf ausgelegt, die herkömmlichen Randbedingungen einer Probe zwischen zwei atmosphärischen Flüssigkeiten mit jeweils einheitlicher Temperatur zu reproduzieren. Die Probe wird zwischen einer heißen und einer kalten Kammer bei bekannter Umgebungstemperatur platziert. Die Messungen werden bei konstanten Luft- und Oberflächentemperaturen sowie bei der an die Heißseitenkammer gelieferten Leistung durchgeführt. Aus diesen Messungen werden die Wärmeübertragungseigenschaften der Probe berechnet. Der Wärmeaustausch an den Oberflächen der Testprobenkomponenten erfolgt sowohl konvektiv als auch strahlend. Ersteres hängt von der Lufttemperatur und der Luftgeschwindigkeit ab, und Letzteres hängt von den Temperaturen der Probenoberflächen und der von der Testprobenoberfläche einsehbaren Oberflächen sowie von der gesamten hemisphärischen Emissivität ab. Die Effekte der Wärmeübertragung durch Konvektion und Strahlung werden im Konzept einer Umgebungstemperatur und eines Oberflächenwärmeübertragungskoeffizienten kombiniert.
Der Wärmedurchgangskoeffizient wird zwischen zwei Umgebungstemperaturen definiert und daher sind entsprechende Temperaturmessungen erforderlich, um ihn bestimmen zu können. Dies ist insbesondere bei Prüflingen mit geringem Wärmewiderstand wichtig, bei denen der Oberflächenkoeffizient der Wärmeübertragung einen erheblichen Anteil am Gesamtwiderstand hat. Bei Prüflingen mit mittlerem bis hohem Wärmewiderstand kann es ausreichend sein, während der Prüfung nur die Lufttemperaturen aufzuzeichnen, wenn nachgewiesen werden kann, dass der Unterschied zwischen der Luft- und Strahlungstemperatur auf beiden Seiten des Prüflings gering genug ist, um die Genauigkeitsanforderungen zu erfüllen.
Ein Sonderfall liegt vor, wenn die Hotbox über eine Strahlungsplatte in der Nähe der heißen Seite der Probe als Wärmequelle verfügt. In diesem Fall wird die Strahlungskomponente bei der Wärmeübertragung auf die Probenoberfläche dominanter. Mit dieser Methode lässt sich mit einer Strahlungsplatte der Wärmewiderstand der Probe messen, sie ist jedoch nicht für die direkte Messung des Wärmedurchgangskoeffizienten bei herkömmlichen Oberflächenkoeffizienten geeignet.
In der abgeschirmten Hotbox ist die Messbox von einer Abschirmbox umgeben, in der die Umgebung so kontrolliert wird, dass der seitliche Wärmefluss in die Probe und der Wärmefluss durch die Wände der Messbox minimiert werden. Im Idealfall bedeutet ein Temperaturgleichgewicht der Luft innerhalb und außerhalb der Messbox auch ein Gleichgewicht an der Probenoberfläche und umgekehrt, wenn eine homogene Probe in das Gerät eingebaut ist und die Temperaturen innerhalb und außerhalb der Messbox einheitlich sind und auch die Temperaturen auf der kalten Seite sowie die Wärmeübertragungskoeffizienten an der Oberfläche einheitlich sind. Der gesamte Wärmestrom durch die Probe ist gleich der Wärmezufuhr in die Messbox.
Die kalibrierte Hotbox ist von einem temperaturgeregelten Bereich umgeben, der nicht die gleiche Temperatur hat wie die Lufttemperatur innerhalb der Messbox. Durch die Verwendung einer Struktur mit hohem Wärmewiderstand werden Wärmeverluste durch die Kastenwände gering gehalten. Die gesamte Leistungsaufnahme muss um Wand- und Seitenverluste korrigiert werden. Der seitliche Wärmeflusspfad ist in der Abbildung dargestellt, die Einzelheiten der Probe und des Probenrahmens mit angrenzenden heißen und kalten Seitenkastenwänden zeigt. Die Korrektur der Kastenwand- und Seitenverluste wird durch Tests an Kalibrierungsproben mit bekanntem Wärmewiderstand ermittelt. Für die Seitenverlustkalibrierung sollten die Kalibrierproben den gleichen Dicken- und Wärmewiderstandsbereich wie die zu messenden Proben und den vorgesehenen Temperaturbereich abdecken.
Unsere Organisation, die seit Jahren versucht, Unternehmen aus allen Branchen mit einer breiten Palette von Test-, Mess-, Analyse- und Bewertungsstudien zu unterstützen, verfügt über einen starken Mitarbeiterstamm, der die Entwicklungen in der Welt der Wissenschaft und Technologie aufmerksam verfolgt und sich ständig verbessert. In diesem Rahmen werden für Unternehmen auch Prüfdienstleistungen nach der Norm „EN ISO 8990 Wärmedämmung – Bestimmung der stationären Wärmeübertragungseigenschaften – Kalibrierter und geschützter Heißkasten“ angeboten.
Um einen Termin zu vereinbaren, genauere Informationen zu erhalten oder eine Bewertung anzufordern, können Sie uns bitten, unser Formular auszufüllen und Sie zu erreichen.
