Norma „EN ISO 8990 Izolacja cieplna – Wyznaczanie ustalonych właściwości przewodzenia ciepła – Skalibrowana i zabezpieczona skrzynka grzejna”, która ma swoją podstawę w normie europejskiej, a została później opublikowana przez Międzynarodową Organizację Normalizacyjną (ISO), opisuje zasady projektowania urządzeń i minimalne wymagania, które muszą być spełnione przy określaniu ustalonych właściwości przewodzenia ciepła w laboratorium elementów budowlanych i podobnych elementów przeznaczonych do użytku przemysłowego. Nie określono jednak konkretnego projektu, gdyż wymagania są różne, zwłaszcza pod względem rozmiaru, a także, w mniejszym stopniu, warunków eksploatacji.
W normie opisano również urządzenie, technikę pomiaru i wymagany sposób raportowania danych. Komponenty specjalne, takie jak okna, wymagają dodatkowych procedur, które nie zostały ujęte w niniejszej normie. Wyłączone są również pomiary wpływu transferu wilgoci lub jej redystrybucji na przepływ ciepła, ale możliwy wpływ transferu wilgoci na dokładność i trafność wyników testów powinien zostać uwzględniony przy projektowaniu i obsłudze sprzętu. Właściwościami, które można zmierzyć, są przewodność cieplna i opór cieplny.
Norma ta obejmuje dwie alternatywne metody: metodę kalibrowanej skrzynki gorącej i metodę zabezpieczonej skrzynki gorącej. Obie metody nadają się do próbek pionowych, takich jak ściany, i poziomych, takich jak sufity i podłogi. Urządzenie może być na tyle duże, że umożliwia badanie komponentów w pełnej skali. Metody te zostały opracowane przede wszystkim do laboratoryjnych pomiarów dużych, niejednorodnych próbek, ale oczywiście można badać także próbki jednorodne i są one wymagane do kalibracji i walidacji.
Doświadczenie pokazuje, że podczas badania jednorodnych próbek zgodnie z tą normą można osiągnąć dokładność rzędu plus/minus 5 procent. Dokładność każdego przyrządu ocenia się jednak na podstawie próbek jednorodnych, których przewodność cieplna wykracza poza zakres mierzony za pomocą przyrządu. Oszacowanie dokładności próbek niejednorodnych jest bardziej złożone i obejmuje analizę mechanizmu przepływu ciepła w konkretnym typie badanej próbki niejednorodnej. Tego rodzaju analizy wykraczają poza zakres niniejszej normy.
Norma ta nie zawiera wytycznych dotyczących pomiarów uwzględniających przenoszenie masy z próbki w trakcie badania.
Na potrzeby niniejszego standardu stosuje się następujące definicje:
Oba typy urządzeń, tj. osłonięta skrzynka grzejna i skalibrowana skrzynka grzejna, są zasadniczo zaprojektowane tak, aby odtworzyć konwencjonalne warunki brzegowe próbki pomiędzy dwoma płynami atmosferycznymi, z których każdy ma jednolitą temperaturę. Próbkę umieszcza się pomiędzy komorą gorącą i komorą zimną w znanych temperaturach otoczenia. Pomiary wykonuje się przy ustalonej temperaturze powietrza i powierzchni oraz mocy dostarczanej do komory po stronie gorącej. Na podstawie tych pomiarów obliczane są właściwości termotransferowe próbki. Wymiana ciepła na powierzchniach elementów próbki testowej odbywa się zarówno drogą konwekcyjną, jak i radiacyjną. Pierwsza wartość zależy od temperatury powietrza i prędkości powietrza, a druga od temperatury powierzchni próbki i powierzchni widzianych przez powierzchnię badanej próbki, a także od całkowitej emisyjności półkulistej. Efekty przenoszenia ciepła poprzez konwekcję i promieniowanie łączą się w pojęciu temperatury otoczenia i współczynnika przenikania ciepła powierzchni.
Przenikalność cieplna jest definiowana pomiędzy dwiema temperaturami otoczenia, dlatego do jej określenia konieczne są odpowiednie pomiary temperatury. Jest to szczególnie istotne w przypadku próbek testowych o niskim oporze cieplnym, gdzie powierzchniowe współczynniki przenikania ciepła odpowiadają za znaczną część całkowitego oporu. W przypadku próbek testowych o średnim lub wysokim oporze cieplnym wystarczające może okazać się zapisanie wyłącznie temperatury powietrza podczas badania, jeśli da się wykazać, że różnica między temperaturą powietrza a temperaturą promieniowania po obu stronach próbki testowej jest na tyle mała, że spełnia wymagania dokładności.
Szczególny przypadek ma miejsce, gdy w gorącej komorze znajduje się panel promiennikowy, który pełni funkcję źródła ciepła w pobliżu gorącej strony próbki. W tym przypadku składowa promieniowania staje się bardziej dominująca w przekazywaniu ciepła do powierzchni próbki. Tę metodę wykorzystującą panel promiennikowy można stosować do pomiaru oporu cieplnego próbki, lecz nie nadaje się ona do bezpośrednich pomiarów współczynnika przenikania ciepła przy konwencjonalnych współczynnikach powierzchniowych.
W osłoniętej komorze gorącej komora pomiarowa jest otoczona komorą osłonową, w której środowisko jest kontrolowane w celu zminimalizowania bocznego przepływu ciepła do próbki i przepływu ciepła przez ścianki komory pomiarowej. W idealnym przypadku, gdy w urządzeniu umieszczona jest jednorodna próbka, a temperatury są jednakowe zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz skrzynki pomiarowej, a także gdy temperatury po stronie zimnej i powierzchniowe współczynniki przenikania ciepła są jednakowe, równowaga temperatur powietrza zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz skrzynki pomiarowej oznacza równowagę na powierzchni próbki i odwrotnie. Całkowity strumień ciepła przepływający przez próbkę jest równy ciepłu dostarczonemu do skrzynki pomiarowej.
Skalibrowana skrzynka grzejna otoczona jest obszarem o kontrolowanej temperaturze, którego temperatura nie jest taka sama, jak temperatura powietrza wewnątrz skrzynki pomiarowej. Straty ciepła przez ściany skrzynki są niskie dzięki zastosowaniu konstrukcji o wysokim oporze cieplnym. Całkowitą moc wejściową należy skorygować o straty ścienne i straty boczne. Boczna ścieżka przepływu ciepła jest pokazana na rysunku przedstawiającym szczegóły próbki i ramy próbki z sąsiadującymi ścianami bocznymi skrzynki ciepłej i zimnej. Korektę strat na ściankach skrzynek i strat bocznych określa się za pomocą badań przeprowadzanych na próbkach kalibracyjnych o znanym oporze cieplnym. W przypadku kalibracji strat bocznych próbki kalibracyjne powinny obejmować ten sam zakres grubości i rezystancji cieplnej co próbki mierzone, a także przewidziany zakres temperatur użytkowania.
Nasza organizacja, która od lat stara się wspierać przedsiębiorstwa z każdej branży, realizując szeroką gamę badań testowych, pomiarowych, analitycznych i ewaluacyjnych, dysponuje silną kadrą, która uważnie śledzi rozwój nauki i techniki na świecie oraz nieustannie się doskonali. W tym kontekście świadczone są również usługi badawcze dla przedsiębiorstw zgodnie z normą „EN ISO 8990 Izolacja cieplna - Wyznaczanie ustalonych właściwości przewodzenia ciepła - Skalibrowana i zabezpieczona skrzynka grzejna”.
Możesz poprosić nas o wypełnienie formularza, aby umówić się na spotkanie, uzyskać bardziej szczegółowe informacje lub poprosić o ocenę.
