ГОСТ 25380-82 (1987)

ГОСТ 25380-82


УДК669.8.001.4:006.354 Группа Ж19


ГОСУДАРСТВЕННЫЙСТАНДАРТ СОЮЗА ССР



ЗДАНИЯ ИСООРУЖЕНИЯ


Методизмерения плотности тепловых потоков,

проходящихчерез ограждающие конструкции


Buildings andstructures.

Method ofmeasuring density of heat flows

passing throughehglosure structures


Дата введения 1983 - 01-01


РАЗРАБОТАН

Научно-исследовательскиминститутом строительной физики (НИИСФ) Госстроя СССР

Институтомтехнической 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


ВНЕСЕННаучно-исследовательским институтом строительной физики (НИИСФ)Госстроя СССР

ДиректорВ.А.Дроздов


УТВЕРЖДЕН ИВВЕДЕН в действие постановлением Государственного комитета СССРпо делам строительства от 14 июля 1982 г. № 182


ПЕРЕИЗДАНИЕ.Июнь 1987 г.



Настоящийстандарт устанавливает единый метод определения плотности тепловыхпотоков, проходящих через однослойные и многослойные ограждающиеконструкции жилых, общественных, производственных исельскохозяйственных зданий и сооружений при экспериментальномисследовании и в условиях их эксплуатации.


Измеренияплотности тепловых потоков проводят при температуре окружающеговоздуха от 243 до 323 К (от минус 30 до плюс 50°С) иотносительной влажности воздуха до 85%.


Измеренияплотности тепловых потоков позволяют количественно оценитьтеплотехнические качества ограждающих конструкций зданий и сооруженийи установить реальные расходы тепла через наружные ограждающиеконструкции.


Стандарт нераспространяется на светопрозрачные ограждающие конструкции.


1.Общиеположения


1.1. Методизмерения плотности теплового потока основан на измерении перепадатемпературы на "вспомогательной стенке" (пластинке),устанавливаемой на ограждающей конструкции здания. Этот температурныйперепад, пропорциональный в направлении теплового потока егоплотности, преобразуется в э.д.с. батареей термопар, расположенных во"вспомогательной стенке" параллельно по тепловому потоку исоединенных последовательно по генерируемому сигналу."Вспомогательная стенка" и батарея термопар образуютпреобразователь теплового потока.


1.2. Плотностьтеплового потока отсчитывается по шкале специализированного прибора,в состав которого входит преобразователь теплового потока, илирассчитывается по результатам измерения э.д.с. на предварительноотградуированных преобразователях теплового потока.


Схема измеренияплотности теплового потока приведена на чертеже.


Схема измеренияплотности теплового потока



1 - ограждающаяконструкция; 2 -преобразователь теплового потока; 3 - измерительэ.д.с.;

,,- температура внутреннего и наружного воздуха;,,-температура наружной, внутренней поверхностей ограждающей конструкциивблизи и под преобразователем соответственно;

,-термическое сопротивление ограждающей конструкции и преобразователятеплового потока;

,-плотность теплового потока до и после закрепления преобразователя.


2. Аппаратура


2.1. Дляизмерения плотности тепловых потоков применяют прибор ИТП-11(допускается применение предшествующей модели прибора ИТП-7) потехническим условиям.


Техническиехарактеристики прибора ИТП-11 приведены в справочном приложении 1.


2.2. Притеплотехнических испытаниях ограждающих конструкций допускаетсяпроводить измерения плотности тепловых потоков при помощи отдельноизготовленных и отградуированных преобразователей теплового потока стермическим сопротивлением до 0,025-0,06 (м2 ×K )/Вт и приборов,измеряющих э.д.с., генерируемую преобразователями.


Допускаетсяприменение преобразователя, используемого в установке для определениятеплопроводности по ГОСТ 7076-78.


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

материалы для"вспомогательной стенки" (пластинки) должны сохранять своифизико-механические свойства при температуре окружающего воздуха от243 до 323 К (от минус 30 до плюс 50°С);

материалы недолжны смачиваться и увлажняться водой в жидкой и парообразной фазах;

отношениедиаметра преобразователя к его толщине должно быть не менее 10;

преобразователидолжны иметь охранную зону, расположенную вокруг батареи термопар,линейный размер которой должен составлять не менее 30% радиуса илиполовины линейного размера преобразователя;

каждыйизготовленный преобразователь теплового потока должен бытьотградуирован в организациях, которые в установленном порядкеполучили право на выпуск этих преобразователей;

в указанных вышеусловиях внешней среды градуировочные характеристики преобразователядолжны сохраняться не менее одного года.


2.4. Градуировкупреобразователей по п.2.2 допускается проводить на установке дляопределения теплопроводности по ГОСТ 7076-78, в которой плотностьтеплового потока рассчитывают по результатам измерения температурногоперепада на эталонных образцах материалов, аттестованных по ГОСТ8.140-82 и установленных вместо испытуемых образцов. Методградуировки преобразователя теплового потока приведен в рекомендуемомприложении 2.


2.5. Проверкапреобразователей производится не реже одного раза в год, как этоуказано в пп. 2.3, 2.4.


2.6. Дляизмерения э.д.с. преобразователя теплового потока допускаетсяиспользовать переносной потенциометр ПП-63 по ГОСТ 9245-79, цифровыевольтамперметры В7-21, Ф30 или другие измерители э.д.с., у которыхрасчетная погрешность в области измеряемых э.д.с. преобразователятеплового потока не превышает 1% и входное сопротивление не менее чемв 102 раз превышает внутреннеесопротивление преобразователя.


Притеплотехнических испытаниях ограждающих конструкций с использованиемотдельных преобразователей предпочтительно применять автоматическиерегистрирующие системы и приборы.


3.Подготовка кизмерению


3.1. Измерениеплотности тепловых потоков проводят, как правило, с внутреннейстороны ограждающих конструкций зданий и сооружений.


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


3.2. Участкиповерхности выбирают специфические или характерные для всейиспытываемой ограждающей конструкции в зависимости от необходимостиизмерения локальной или усредненной плотности теплового потока.


Выбранные наограждающей конструкции участки для измерений должны иметьповерхностный слой из одного материала, одинаковой обработки исостояния поверхности, иметь одинаковые условия по лучистомутеплообмену и не должны находиться в непосредственной близости отэлементов, которые могут изменить направление и значение тепловыхпотоков.


3.3. Участкиповерхности ограждающих конструкций, на которые устанавливаютпреобразователь теплового потока, зачищают до устранения видимых иосязаемых на ощупь шероховатостей.


3.4.Преобразователь плотно прижимают по всей его поверхности кограждающей конструкции и закрепляют в этом положении, обеспечиваяпостоянный контакт преобразователя теплового потока с поверхностьюисследуемых участков в течение всех последующих измерений.


При креплениипреобразователя между ним и ограждающей конструкцией не допускаетсяобразование воздушных зазоров. Для исключения их на участкеповерхности в местах измерений наносят тонкий слой техническоговазелина, перекрывающий неровности поверхности.


Преобразователь может быть закреплен по его боковой поверхности при помощи растворастроительного гипса, технического вазелина, пластилина, штанги спружиной и других средств, исключающих искажение теплового потока взоне измерения.


3.5. Приоперативных измерениях плотности теплового потока незакрепленнуюповерхность преобразователя склеивают слоем материала или закрашиваюткраской с той же или близкой степенью черноты с различием 0,1,что и у материала поверхностного слоя ограждающей конструкции.


3.6. Отсчетноеустройство располагают на расстоянии 5-8 м от места измерения или всоседнем помещении для исключения влияния наблюдателя на значениетеплового потока.


3.7. Прииспользовании приборов для измерения э.д.с., имеющих ограничения потемпературе окружающего воздуха, их располагают в помещении стемпературой воздуха, допустимой для эксплуатации этих приборов, иподключение к ним преобразователя теплового потока производят припомощи удлинительных проводов.


При проведенииизмерений прибором ИТП-11 преобразовательтеплового потока и измерительное устройство располагают в одномпомещении независимо от температуры воздуха в помещении.


3.8. Аппаратурупо п.3.7 подготавливают к работе в соответствии с инструкцией поэксплуатации соответствующего прибора, в том числе учитываютнеобходимое время выдержки прибора для установления в нем новоготемпературного режима.


4.Проведениеизмерений


4.1. Измерениеплотности теплового потока проводят:


прииспользовании прибора ИТП-11 - после восстановления условийтеплообмена в помещении вблизи контрольных участков ограждающихконструкций, искаженных при выполнении подготовительных операций, ипосле восстановления непосредственно на исследуемом участке прежнегорежима теплообмена, нарушенного при креплении преобразователя;


притеплотехнических испытаниях с использованием преобразователейтеплового потока по п.2.2 - после наступления нового установившегосярежима теплообмена под преобразователем.


После выполненияподготовительных операций по пп. 3.2-3.5 при использовании прибораИТП-11 режим теплообмена на участке измерения восстанавливаетсяориентировочно через 5 - 10 мин, при использовании преобразователейтеплового потока по п.2.2 - через 2-6 ч.


Показателемзавершения переходного режима теплообмена и возможности проведенияизмерений плотности теплового потока может считаться повторяемостьрезультатов измерения плотности тепловых потоков в пределахустановленной погрешности измерения.


4.2. Приизмерении теплового потока в ограждающей конструкции с термическимсопротивлением менее 0,6 (м2 ×K)/Втодновременно измеряют с помощью термопар температуру ее поверхностина расстоянии 100 мм от преобразователя ,под ним и температуру внутреннего и наружного воздуха на расстоянии 100 мм от стены.


5. Обработкарезультатов


5.1. Прииспользовании приборов ИТП-11 непосредственно по шкале прибораполучают значение плотности тепловых потоков (Вт/м2).


5.2. Прииспользовании отдельных преобразователей и милливольтметров дляизмерения э.д.с. плотность теплового потока, проходящего черезпреобразователь, ,Вт/м2, рассчитывают по формуле


(1)


где

-градуировочный коэффициент преобразователя при температуреиспытаний, Вт/(м2·мВ); за среднюю температуруиспытаний принимают температуру поверхности ограждающейконструкции под преобразователем;


- значение э.д.с., мВ.



5.3. Определениеградуировочного коэффициента преобразователя с учетом температурыиспытаний производят по рекомендуемому приложению 2.


5.4. Значениеплотности теплового потока ,Вт/м2, при измерениях по п.4.3 вычисляют по формуле


(2)

где -


и-


температуранаружного воздуха напротив преобразователя, К (°С);


температураповерхности на участке измерения вблизи преобразователя и подпреобразователем соответственно, К (°С).



5.5. Результатыизмерений записывают по форме, приведенной в рекомендуемом приложении3.


5.6. Зарезультат определения плотности теплового потока принимают среднееарифметическое значение результатов пяти измерений при одномположении преобразователя на ограждающей конструкции.



Приложение 1

Справочное


Техническиехарактеристики прибора ИТП-11


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


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


2. Цена деленияшкалы прибора: 1; 5 Вт/м2.


3. Основнаяпогрешность прибора в процентах при температуре воздуха 20 °С.



где


-значение предела измерения;




-текущее значение измеряемой плотности теплового потока.



4.Дополнительная погрешность от изменения температуры воздуха,окружающего измерительное устройство, не превышает 1% на каждые 10 K (°С) изменения температуры в диапазоне от 273 до 323 K (от 0 до50°С).


Дополнительнаяпогрешность от изменения температуры преобразователя теплового потокане превышает 0,83% на 10 K (°С) изменения температуры в диапазонеот 273 до 243 K (от 0 до минус 30 °С).


5. Термическоесопротивление преобразователя теплового потока - не более 3·10-32 · K)/Вт.


6. Времяустановления показаний - не более 3,5 мин.


7. Габаритныеразмеры футляра - 290х175х100 мм.


8. Габаритныеразмеры преобразователя теплового потока: диаметр 27 мм, толщина 1,85мм.


9. Габаритныеразмеры измерительного устройства - 215х115х90 мм.


10 Длинасоединительного электрического провода - 7 м.


11. Массаприбора без футляра - не более 2,5 кг.


12. Источникпитания - 3 элемента "316".



Приложение 2

Рекомендуемое


Методградуировки преобразователя теплового потока



Изготовленныйпреобразователь теплового потока подвергают градуировке на установкедля определения теплопроводности строительных материалов по ГОСТ7076-78, в которой вместо испытуемого образца устанавливаютградуируемый преобразователь и эталонный образец материала по ГОСТ8.140-82.


При градуировкепространство между термостатирующей плитой установки и эталоннымобразцом за пределами преобразователя должно быть заполненоматериалом, близким по теплофизическим свойствам к материалупреобразователя, с тем, чтобы обеспечить одномерность проходящегочерез него теплового потока на рабочем участке установки. Измерениеэ.д.с. на преобразователе и эталонном образце осуществляется одним изприборов, перечисленных в п.2.6 настоящего стандарта.


Градуировочныйкоэффициент преобразователя ,Вт/(м2·мВ) при данной средней температуре опытанаходят по результатам измерений плотности теплового потока и э.д.с.по следующему соотношению



где


-


значениеплотности теплового потока в опыте, Вт/м2 ;




-


вычисленноезначение э.д.с., мВ.



Плотностьтеплового потока рассчитывают по результатам измерения температурного перепада наэталонном образце по формуле


,


где


-


теплопроводностьматериала эталона, Вт/(м×K);



,


-


температураверхней и нижней поверхностей эталона соответственно, K(°С);



-


толщинаэталона, м.



Среднюютемпературу в опытах при градуировке преобразователя рекомендуетсявыбирать в интервале от 243 до 323 K (от минус 30 до плюс 50 °С)и выдерживать ее с отклонением не более ±2 K (°C).


За результатопределения коэффициента преобразователя принимают среднееарифметическое значение величин, вычисленных по результатам измеренийне менее чем 10 опытов. Число значащих цифр в значенииградуировочного коэффициента преобразователя берется в соответствии с погрешностью измерения.


Температурныйкоэффициент преобразователя ,K(),находят по результатам измерений э.д.с. в градуировочных опытах приразличных средних температурах преобразователя по соотношению


,


где ,


-средние температуры преобразователя в двух опытах, K (°С);



,


-градуировочные коэффициенты преобразователя при средней температуре соответственно и , Вт/(м2·В).



Различие междусредними температурами и должно быть не менее чем 40 K ( °C).


За результатопределения температурного коэффициента преобразователя принимаютсреднее арифметическое значение плотности, вычисленное по результатамне менее чем 10 опытов с различной средней температуройпреобразователя.


Значениеградуировочного коэффициента преобразователя теплового потока притемпературе испытаний ,Вт/(м2·мВ), находят по следующей формуле


,


где


-градуировочный коэффициент преобразователя, найденный притемпературе градуировки, Вт/(м2·мВ);




-температурный коэффициент изменения градуировочного коэффициентапреобразователя, K(°C);




-разность между температурами преобразователя при измерении и приградуировке,K

(°С).



Приложение 3

Рекомендуемое


Форма записирезультатов измерения тепловых потоков,

проходящих черезограждающую конструкцию



Наименованиеобъекта, на котором проводят измерения____________________


Тип и номерпреобразователя теплового потока___________________________


Градуировочныйкоэффициент преобразователя _________Вт/(м2·мВ)

при температуреградуировки ___________ K()


Температурныйкоэффициент преобразователя ____________ K ()


Температурынаружного и внутреннего воздуха , ______________ K ()


Температурыповерхности ограждающей конструкции вблизи преобразователя

и по ним ____________ K ()


Значениеградуировочного коэффициента преобразователя при температуреиспытаний

________Вт/(м2·мВ)


Тип и номеризмерительного прибора________________________________________





Видог- раждаю-



Показаниеприбора, мВ


Значениеплотности теплового потока

щей

конст-


Номеручастка


Номеризмерения


Среднеепо участку


отсчитанноепо шкале


действительное


рукции




1


2


3


4


5


















Подписьоператора ___________________


Дата проведенияизмерений ___________




1.Общиеположения

Схема измеренияплотности теплового потока

2. Аппаратура

3.Подготовка кизмерению

4.Проведениеизмерений

5. Обработкарезультатов

Приложение 1(справочное). Технические характеристики прибора ИТП-11

Приложение 2(рекомендуемое). Метод градуировки преобразователя теплового потока

Приложение 3(рекомендуемое). Форма записи результатов измерения тепловых потоков,проходящих через ограждающую конструкцию