Средства измерения теплового потока, применяемые в строительной отрасли

Средства измерения теплового потока, применяемые в строительной отрасли

Ковтун С.И., Шмаров Е.В., Декуша Л.В., Воробьев Л.И., Грищенко Т.Г., Декуша О.Л.

Надано огляд засобів вимірювання поверхневої густини теплового потоку, що застосовуються для визначення теплоізоляційних властивостей огороджувальних конструкцій будівель та споруд.

Представлен обзор средств измерения поверхностной плотности теплового потока, применяемых для определения теплоизоляционных свойств ограждающих конструкций зданий и сооружений.

Overview of the measuring equipment of the surface heat flux density applied for measurement the thermal insulation properties of building envelopes and structures is presented.

тепловой поток, средства измерения, ограждающие конструкции.

В непростых условиях мирового энергетического и экономического кризиса особое внимание обращено к вопросу эффективного и рационального использования энергоресурсов во всех отраслях экономики. Потребление энергии в нашей стране, как и во всем мире, неуклонно растет, и, прежде всего, на теплообеспечение зданий и сооружений. Известно, что на теплоснабжение жилых, общественных и производственных зданий расходуется более трети всего добываемого органического топлива [1]. Следовательно, мероприятия, направленные на экономию потребляемой энергии, сегодня актуальны, поскольку позволяют снизить зависимость Украины от стран-поставщиков топливно-энергетических ресурсов.

Задача энергосбережения в жилищно-коммунальной и строительной отраслях выдвигает требование повсеместного уменьшения теплопотерь через ограждающие конструкции (далее ОК) зданий и сооружений. В нормативном документе [2] установлены новые, более жесткие требования к тепловой изоляции. Эти требования должны выполняться при проектировании и строительстве новых объектов и при термомодернизации старых зданий. Степень соответствия новым нормам фактических значений теплофизических характеристик ограждающих конструкций устанавливают при теплотехническом обследовании, которое проводят с целью получения достоверной информации о состоянии теплозащиты здания и реальных значениях трансмиссионных теплопотерь через его оболочку.

Испытания ограждающих конструкций с целью определения их теплоизоляционных свойств согласно [3, 4] проводят посредством измерения фактических значений тепловых величин: температуры на внутренних и наружных поверхностях ограждающих конструкций и поверхностной плотности теплового потока, проходящего через ограждающую конструкцию, с применением контактных средств измерения. Алгоритм проведения экспериментальных исследований хорошо изложен в документе [5], где рассмотрены методы определения плотности теплового потока, его конвективной и радиационной составляющей и коэффициентов теплообмена ограждающих конструкций с окружающей средой с применением первичных преобразователей теплового потока (ПТП) и температуры.

Для строительной отрасли характерны малые значения плотности теплового потока на уровне 5…20 Вт/м2. Поэтому для проведения исследований с необходимой точностью средство измерения должно обладать чувствительностью не хуже 0,1 мВ·м2/Вт. Кроме того, в нормативном документе [6], где изложена методика определения тепловых потоков через ограждающие конструкции, показано, что для обеспечения минимальной методической погрешности необходимо применять средства измерения, тепловое сопротивление которых составляет не более 3% значения теплового сопротивления теплообмену ограждающей конструкции с окружающей средой в отсутствии измерителя теплового потока.

Из чего следует, что тепловое сопротивление средства измерения, в зависимости от его расположения (на внутренней или наружной поверхности ограждающей конструкции), должно находится в интервале значений (1,25…3,75)·10-3 м2·К/Вт.

Многолетний опыт по созданию средств для прямых измерений плотности теплового потока, температуры и теплофизических свойств различных материалов, накопленный в отделе теплометрии Института технической теплофизики Национальной академии наук Украины, позволил создать ПТП для определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций зданий и сооружений (рис. 1), которые полностью удовлетворяют требованиям [7].

Конструкция преобразователя теплового потока
Рис. 1. Конструкция преобразователя теплового потока для определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций зданий и сооружений

Определение плотности теплового потока на поверхностях ограждающих конструкций занимает значительную часть экспериментальных исследований при теплотехническом обследовании зданий и сооружений, определении мостиков холода, модернизации систем кондиционирования ремонт чиллеров. От корректности применения тех или иных средств измерения зависит достоверность получаемых данных, на основании которых проводится оценка качества строительных материалов и ограждающих конструкций в целом.

1. http://www.ukrstat.gov.ua
2. Теплова ізоляція будівель: ДБН В.2.6–31:2006. – [Чинні від 2007–04–01] // Мінбуд України. – К.: Укрархбудінформ, 2006. – 65 с. – (Державні будівельні норми України).
3. Конструкції будинків і споруд. Метод визначення опору теплопередачі огороджувальних конструкцій: ДСТУ Б В.2.6-101:2010.. – К.: Мінрегіонбуд України, 2010. – 53с.
4. Енергозбереження. Будівлі та споруди. Методи вимірювання поверхневої густини теплових потоків та визначення коефіцієнтів теплообміну між огороджувальними конструкціями та довкіллям: ДСТУ 4035-2001 (ГОСТ 25380-2001).
5. Опір теплопередаванню крізь огороджувальні конструкції будівель та споруд різного призначення: Методика М 081/24-0778-11. / Розробники: Воробйов Л.Й., Грищенко Т.Г., Декуша Л.В. та ін. – Київ: ІТТФ НАН України. – 2012.– 29 с.
6. Определение тепловых потоков через ограждающие конструкции: Методика М 00013184.5.023-01. / Разработчики: Грищенко Т.Г., Декуша Л.В., Воробьев Л.И. и др. – Киев: ЛОГОС. – 2002. – 133 с.
7. Енергозбереження. Перетворювачі теплового потоку термоелектричні загального призначення. Загальні технічні умови: ДСТУ 3756-98.
8. Блоки віконні та дверні. Методи визначення опору теплопередачі: ДСТУ Б В.2.6-17-2000 (ГОСТ 26602.1-99).
9. Пат. 102475 Україна, МПК G01K 17/08. Перетворювач теплового потоку / Декуша Л.В., Шмаров Є.В., Воробйов Л.Й., Грищенко Т.Г.; заявник і патентовласник Інститут технічної теплофізики НАН України. – № а 2012 05405; заявл. 03.05.2012; опубл.10.07.2013, Бюл. № 13.
10. Конструирование преобразователей теплового потока на базе константан-никелевых и копельникелевых гальванических термоэлементов / [Е.В. Шмаров, Л.В. Декуша, Л.И. Воробьев, Т.Г. Грищенко] // Промышленная теплотехника. – 2012. – Т. 34/ - № 2. – С.87-94/
11. Назаренко Л.А. Державний спеціальний еталон одиниці енергетичної освітленості некогерентним випромінюванням / Л.А. Назаренко, В.І. Полевой, Л.І. Бондаренко // УМЖ. – 1995. – Вип. 1. – С. 31 - 36.
12. Ковтун С.І. Эталонная установка для аттестации преобразователей теплового потока вида вспомогательной стенки: дис. … канд. техн. наук: 05.11.04 / Ковтун Светлана Ивановна. – К., 2013. – 180 с.
Категория: Із будівництва | Добавил: admin (2014-06-21)
Просмотров: 1530 | Теги: фотогальванические панели, здания, энергосбережение, ветроэ-нергоустановки. | Рейтинг: 4.0/1
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
ДБНУ