Реферат: В. А. Дроздов утвержден и введен в действие постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 14 июля 1982 г. №182

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР


ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ

МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ, ПРОХОДЯЩИХ ЧЕРЕЗ ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ

ГОСТ 25380-82

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ СТРОИТЕЛЬСТВА

Москва


РАЗРАБОТАН

Научно-исследовательским институтом строительной физики (НИИСФ) Госстроя СССР

Институтом технической теплофизики (ИТТФ) АН УССР

ИСПОЛНИТЕЛИ

И.Г. Кожевников, канд. техн. наук (руководитель темы); И.Н. Бутовский, канд. техн. наук; В.Т. Бузынюк; И.С. Лифанов

^ ВНЕСЕН Научно-исследовательским институтом строительной физики (НИИСФ) Госстроя СССР

Директор В.А. Дроздов

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 14 июля 1982 г. № 182


^ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ

Метод измерения плотности тепловых потоков, проходящих через ограждающие конструкции

Buildings and structures
Method of measuring density of heat flows
passing through ehglosure structures

ГОСТ
25380-82

Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 14 июля 1982 г. № 182 срок введения установлен

с 01.01.83

Несоблюдение стандарта преследуется по закону


Настоящий стандарт устанавливает единый метод определения плотности тепловых потоков, проходящих через однослойные и многослойные ограждающие конструкции жилых, общественных, производственных и сельскохозяйственных зданий и сооружений при экспериментальном исследовании и в условиях их эксплуатации.

Измерения плотности тепловых потоков проводят при температуре окружающего воздуха от 243 до 323 К (от минус 30 до плюс 50 °С) и относительной влажности воздуха до 85 %.

Измерения плотности тепловых потоков позволяют количественно оценить теплотехнические качества ограждающих конструкций зданий и сооружений и установить реальные расходы тепла через наружные ограждающие конструкции.

Стандарт не распространяется на светопрозрачные ограждающие конструкции.
^ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Метод определения плотности теплового потока основан на измерении перепада температуры на “вспомогательной стенке” (пластинке), устанавливаемой на ограждающей конструкции здания. Этот температурный перепад, пропорциональный в направлении теплового потока его плотности, преобразуется в э.д.с. батареей термопар, расположенных во “вспомогательной стенке” параллельно по тепловому потоку и соединенных последовательно по генерируемому сигналу. “Вспомогательная стенка” и батарея термопар образуют преобразователь теплового потока.

1.2. Плотность теплового потока отсчитывается по шкале специализированного прибора, в состав которого входит преобразователь теплового потока, или рассчитывается по результатам измерения э.д.с. на предварительно отградуированных преобразователях теплового потока.

Схема измерения плотности теплового потока приведена на чертеже.

^ Схема измерения плотности теплового потока



1-ограждающая конструкция; 2-преобразователь теплового потока; 3-измеритель э.д.с.; tв, tн - температура внутреннего и наружного воздуха; iн, iв, iв¢-температура наружной, внутренней поверхностей ограждающей конструкции вблизи и под преобразователем соответственно; R1, R2-термическое сопротивление ограждающей конструкции и преобразователя теплового потока; q1, q2-плотность теплового потока до и после закрепления преобразователя.
2. АППАРАТУРА
2.1. Для измерения плотности тепловых потоков применяют прибор ИТП-11 (допускается применение предшествующей модели прибора ИТП-7) по техническим условиям.

Технические характеристики прибора ИТП-11 приведены в справочном приложении 1.

2.2. При теплотехнических испытаниях ограждающих конструкций допускается проводить измерения плотности тепловых потоков при помощи отдельно изготовленных и отградуированных преобразователей теплового потока с термическим сопротивлением до 0,025-0,06 (м2×К)/Вт и приборов, измеряющих э.д.с., генерируемую преобразователями.

Допускается применение преобразователя, используемого в установке для определения теплопроводности по ГОСТ 7076-78.

2.3. Преобразователи теплового потока по п. 2.2 должны удовлетворять следующим основным требованиям:

материалы для “вспомогательной стенки” (пластинки) должны сохранять свои физико-механические свойства при температуре окружающего воздуха от 243 до 323 К (от минус 30 до плюс 50 °С);

материалы не должны смачиваться и увлажняться водой в жидкой и парообразной фазах;

отношение диаметра преобразователя к его толщине должно быть не менее 10;

преобразователи должны иметь охранную зону, расположенную вокруг батареи термопар, линейный размер которой должен составлять не менее 30 % радиуса или половины линейного размера преобразователя;

каждый изготовленный преобразователь теплового потока должен быть отградуирован в организациях, которые в установленном порядке получили право на выпуск этих преобразователей;

в указанных выше условиях внешней среды градуировочные характеристики преобразователя должны сохраняться не менее одного года.

2.4. Градуировку преобразователей по п. 2.2 допускается проводить на установке для определения теплопроводности по ГОСТ 7076-78, в которой плотность теплового потока рассчитывают по результатам измерения температурного перепада на эталонных образцах материалов, аттестованных по ГОСТ 8.140-82 и установленных вместо испытуемых образцов. Метод градуировки преобразователя теплового потока приведен в рекомендуемом приложении 2.

2.5. Поверка преобразователей производится не реже одного раза в год, как это указано в п.п. 2.3, 2.4.

2.6. Для измерения э.д.с. преобразователя теплового потока допускается использовать переносной потенциометр ПП-63 по ГОСТ 9245-79, цифровые вольтамперметры В7-21, Ф30 или другие измерители э.д.с., у которых расчетная погрешность в области измеряемых э.д.с. преобразователя теплового потока не превышает 1 % и входное сопротивление не менее чем в 102 раз превышает внутреннее сопротивление преобразователя.

При теплотехнических испытаниях ограждающих конструкций с использованием отдельных преобразователей предпочтительно применять автоматические регистрирующие системы и приборы.
^ 3. ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЮ
3.1. Измерение плотности тепловых потоков проводят, как правило, с внутренней стороны ограждающих конструкций зданий и сооружений.

Допускается проведение измерений плотности тепловых потоков с наружной стороны ограждающих конструкций в случае невозможности проведения их с внутренней стороны (агрессивная среда, флуктуации параметров воздуха) при условии сохранения устойчивой температуры на поверхности. Контроль условий теплообмена проводят с помощью термощупа и средств для измерения плотности теплового потока: при измерении в течение 10 мин их показания должны быть в пределах погрешности измерений приборов.

3.2. Участки поверхности выбирают специфические или характерные для всей испытываемой ограждающей конструкции в зависимости от необходимости измерения локальной или усредненной плотности теплового потока.

Выбранные на ограждающей конструкции участки для измерений должны иметь поверхностный слой из одного материала, одинаковой обработки и состояния поверхности, иметь одинаковые условия по лучистому теплообмену и не должны находиться в непосредственной близости от элементов, которые могут изменить направление и значение тепловых потоков.

3.3. Участки поверхности ограждающих конструкций, на которые устанавливают преобразователь теплового потока, зачищают до устранения видимых и осязаемых на ощупь шероховатостей.

3.4. Преобразователь плотно прижимают по всей его поверхности к ограждающей конструкции и закрепляют в этом положении, обеспечивая постоянный контакт преобразователя теплового потока с поверхностью исследуемых участков в течение всех последующих измерений.

При креплении преобразователя между ним и ограждающей конструкцией не допускается образование воздушных зазоров. Для исключения их на участке поверхности в местах измерений наносят тонкий слой технического вазелина, перекрывающий неровности поверхности.

Преобразователь может быть закреплен по его боковой поверхности при помощи раствора строительного гипса, технического вазелина, пластилина, штанги с пружиной и других средств, исключающих искажение теплового потока в зоне измерения.

3.5. При оперативных измерениях плотности теплового потока незакрепленную поверхность преобразователя склеивают слоем материала или закрашивают краской с той же или близкой степенью черноты с различием De£0,1, что и у материала поверхностного слоя ограждающей конструкции.

3.6. Отсчетное устройство располагают на расстоянии 5-8 м от места измерения или в соседнем помещении для исключения влияния наблюдателя на значение теплового потока.

3.7. При использовании приборов для измерения э.д.с., имеющих ограничения по температуре окружающего воздуха, их располагают в помещении с температурой воздуха, допустимой для эксплуатации этих приборов, и подключение к ним преобразователя теплового потока производят при помощи удлинительных проводов.

При проведении измерений прибором ИТП-11 преобразователь теплового потока и измерительное устройство располагают в одном помещении независимо от температуры воздуха в помещении.

3.8. Аппаратуру по п. 3.7 подготавливают к работе в соответствии с инструкцией по эксплуатации соответствующего прибора, в том числе учитывают необходимое время выдержки прибора для установления в нем нового температурного режима.
^ 4. ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ
4.1. Измерение плотности теплового потока проводят:

при использовании прибора ИТП-11 - после восстановления условий теплообмена в помещении вблизи контрольных участков ограждающих конструкций, искаженных при выполнении подготовительных операций, и после восстановления непосредственно на исследуемом участке прежнего режима теплообмена, нарушенного при креплении преобразователя;

при теплотехнических испытаниях с использованием преобразователей теплового потока по п. 2.2 - после наступления нового установившегося режима теплообмена под преобразователем.

После выполнения подготовительных операций по п.п. 3.2-3.5 при использовании прибора ИТП-11 режим теплообмена на участке измерения восстанавливается ориентировочно через 5-10 мин, при использовании преобразователей теплового потока по 2.2 - через 2-6 ч.

Показателем завершения переходного режима теплообмена и возможности проведения измерений плотности теплового потока может считаться повторяемость результатов измерения плотности тепловых потоков в пределах установленной погрешности измерения.

4.2. При измерении теплового потока в ограждающей конструкции с термическим сопротивлением менее 0,6 (м2×К)/Вт одновременно измеряют с помощью термопар температуру ее поверхности на расстоянии 100 мм от преобразователя tв, под ним tв¢ и температуру внутреннего tв и наружного tн воздуха на расстоянии 100 мм от стены.
^ 5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
5.1. При использовании приборов ИТП-11 непосредственно по шкале прибора получают значение плотности тепловых потоков (Вт/м2).

5.2. При использовании отдельных преобразователей и милливольтметров для измерения э.д.с. плотность теплового потока, проходящего через преобразователь, q, Вт/м2 рассчитывают по формуле:

q=cE, (1)

где с - градуировочный коэффициент преобразователя при температуре испытаний, Вт/(м2×мВ); за среднюю температуру испытаний принимают температуру поверхности ограждающей конструкции под преобразователем;

Е - значение э.д.с., мВ.

5.3. Определение градуировочного коэффициента преобразователя с учетом температуры испытаний производят по рекомендуемому приложению 2.

5.4. Значение плотности теплового потока q¢, Вт/м2, при измерениях по п. 4.2 вычисляют по формуле:



где tн - температура наружного воздуха напротив преобразователя, К (°С);

tв и tв¢ - температура поверхности на участке измерения вблизи преобразователя и под преобразователем соответственно, К (°С).

5.5. Результаты измерений записывают по форме, приведенной в рекомендуемом приложении 3.

5.6. За результат определения плотности теплового потока принимают среднее арифметическое значение результатов пяти измерений при одном положении преобразователя на ограждающей конструкции.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное

^ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИБОРА ИТП-11

Прибор ИТП-11 представляет собой совокупность преобразователя теплового потока в электрический сигнал постоянного тока с измерительным устройством, шкала которого проградуирована в единицах плотности теплового потока.

1. Пределы измерения плотности теплового потока: 0-50; 0-250 Вт/м2.

2. Цена деления шкалы прибора: 1; 5 Вт/м2.

3. Основная погрешность прибора в процентах при температуре воздуха 20 °С.

,

где qпр- значение предела измерения;

qизм - текущее значение измеряемой плотности теплового потока.

4. Дополнительная погрешность от изменения температуры воздуха, окружающего измерительное устройство, не превышает 1 % на каждые 10 К (°С) изменения температуры в диапазоне от 273 до 323 К (от 0 до 50 °С).

Дополнительная погрешность от изменения температуры преобразователя теплового потока не превышает 0,83 % на 10 К (°С) изменения температуры в диапазоне от 273 до 243 К (от 0 до минус 30 °С).

5. Термическое сопротивление преобразователя теплового потока - не более 3×10-3 (м2×К)/Вт.

6. Время установления показаний - не более 3,5 мин.

7. Габаритные размеры футляра - 290´175´100 мм.

8. Габаритные размеры преобразователя теплового потока:

диаметр 27 мм, толщина 1,85 мм.

9. Габаритные размеры измерительного устройства - 215´115´90 мм.

10. Длина соединительного электрического провода - 7 м.

11. Масса прибора без футляра - не более 2,5 кг.

12. Источник питания - 3 элемента "316".

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Рекомендуемое

^ МЕТОД ГРАДУИРОВКИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА

Изготовленный преобразователь теплового потока подвергают градуировке на установке для определения теплопроводности строительных материалов по ГОСТ 7076-78, в которой вместо испытуемого образца устанавливают градуируемый преобразователь и эталонный образец материала по ГОСТ 8.140-82.

При градуировке пространство между термостатирующей плитой установки и эталонным образцом за пределами преобразователя должно быть заполнено материалом, близким по теплофизическим свойствам к материалу преобразователя, с тем, чтобы обеспечить одномерность проходящего через него теплового потока на рабочем участке установки. Измерение э.д.с. на преобразователе и эталонном образце осуществляется одним из приборов, перечисленных в п. 2.6 настоящего стандарта.

Градуировочный коэффициент преобразователя с0, Вт/(м2×мВ) при данной средней температуре опыта находят по результатам измерений плотности теплового потока и э.д.с. по следующему соотношению



где q - значение плотности теплового потока в опыте, Вт/м2;

Е - вычисленное значение э.д.с., мВ.

Плотность теплового потока q рассчитывают по результатам измерения температурного перепада на эталонном образце по формуле

,

где l - теплопроводность материала эталона, Вт/(м×К);

, - температура верхней и нижней поверхностей эталона соответственно, К (°С);

d - толщина эталона, м.

Среднюю температуру в опытах при градуировке преобразователя рекомендуется выбирать в интервале от 243 до 323 К (от минус 30 до плюс 50 °С) и выдержать ее с отклонением не более ±2 К (°С).

За результат определения коэффициента преобразователя принимают среднее арифметическое значение величин, вычисленных по результатам измерений не менее чем 10 опытов. Число значащих цифр в значении градуировочного коэффициента преобразователя с0 берется в соответствии с погрешностью измерения.

Температурный коэффициент преобразователя aТ, К-1 (°С-1), находят по результатам измерений э.д.с. в градуировочных опытах при различных средних температурах преобразователя по соотношению

,

где Т1, Т2 - средние температуры преобразователя в двух опытах, К (°С);

с1, с2 - градуировочные коэффициенты преобразователя при средней температуре соответственно Т1 и Т2, Вт/(м2×мВ).

Различие между средними температурами Т1 и Т2 должно быть не менее чем 40 К (°С).

За результат определения температурного коэффициента преобразователя принимают среднее арифметическое значение плотности, вычисленное по результатам не менее чем 10 опытов с различной средней температурой преобразователя.

Значение градуировочного коэффициента преобразователя теплового потока при температуре испытаний с, Вт/(м2×мВ), находят по следующей формуле:

,

где с0 - градуировочный коэффициент преобразователя, найденный при температуре градуировки, Вт/(м2×мВ);

aТ - температурный коэффициент изменения градуировочного коэффициента преобразователя, К-1 (°С-1);

DТ - разность между температурами преобразователя при измерении и при градуировке, К (°С).

ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Рекомендуемое

^ ФОРМА ЗАПИСИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ, ПРОХОДЯЩИХ ЧЕРЕЗ ОГРАЖДАЮЩУЮ КОНСТРУКЦИЮ

Наименование объекта, на котором проводят измерения_______________ Тип и номер преобразователя теплового потока _______________________ Градуировочный коэффициент преобразователя с0 ____ Вт/(м2×мВ) при температуре градуировки _______ К (°С)

Температурный коэффициент преобразователя aТ ________ К-1 (°С-1)

Температуры наружного и внутреннего воздуха tн, tв _____ К (°С)

Температуры поверхности ограждающей конструкции вблизи преобразователя tв и под ним tв¢ ______ К (°С)

Значение градуировочного коэффициента преобразователя при температуре испытаний с ____ Вт/(м2×мВ)

Тип и номер измерительного прибора ________________________________

^ Вид ограждающей конструкции

Номер участка

Показание прибора, мВ

Значение плотности теплового потока

^ Номер измерения

Среднее по участку

отсчитанное по шкале

действительное

1

2

3

4

5
































Подпись оператора______________________

Дата проведения измерений ______________