---

ДСТУ 4035-2001

ДСТУ 4035-2001

(ГОСТ 25380-2001*)

ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ

Енергозбереження

БУДІВЛІ ТА СПОРУДИ

Методи вимірювання поверхневої густини

теплових потоків та визначення коефіцієнтів

теплообміну між огороджувальними конструкціями

та довкіллям

Київ

ДЕРЖСТАНДАРТ УКРАЇНИ

2001

* Поправка – УПС № 2 - 2002

ПЕРЕДМОВА

1. РОЗРОБЛЕНО І ВНЕСЕНО Інститутом технічної теплофізики Національної Академії наук України (ІТТФ НАН України), Міждержавним технічним комітетом 111 «Енергозбереження»

2. ЗАТВЕРДЖЕНО ТА НАДАНО ЧИННОСТІ наказом Держстандарту України від 27 червня 2001 р. № 317

3. НА ЗАМІНУ ГОСТ 25380-82

4. РОЗРОБНИКИ: Т. Грищенко, д-р техн.наук; Л.Декуша, канд.техн.наук;

Т. Менделєєва, канд.техн. наук; Л. Воробйов; А. Єрьоміна

ЗМІСТ

с.

1 Сфера застосування 1

2 Нормативні посилання 1

3 Визначення, позначення та скорочення 2

4 Загальні положення й основні розрахункові формули 5

5 Засоби вимірювання та допоміжні пристрої 9

6 Порядок підготування до вимірювання 12

7 Порядок проведення вимірювання 14

8 Опрацювання результатів 16

Додаток А Алгоритм визначення коригувальної поправки б і порядок користування нею 18

Додаток Б Терморадіаційні характеристики матеріалів і покриттів 25

Додаток В Програма (Р4_3) розрахунку поверхневих густин теплового потоку та коефіцієнтів теплообміну між ОК і Д без застосування додаткових джерел теплового випромінення за формулами (18)-(21) 28

Додаток Г Програма (Р4_4) розрахунку поверхневих густин теплового потоку та коефіцієнтів теплообміну між ОК і Д за наявності додаткових джерел теплового випромінення за формулами (22)-(28) 31

Додаток Д Кутові коефіцієнти випромінення для різних випадків розташування додаткових дтв відносно контрольованої поверхні ОК 36

Додаток Е Технічні характеристики приладу моделі ИТП-22 47

Додаток Ж Технічні характеристики приладу моделі ИТП-23 48

Додаток И Технічні характеристики приладу моделі ИТП-24 50

Додаток К Технічні характеристики спеціалізованого теплометричного пристрою моделі РКТП 51

Додаток Л Технічні характеристики інформаційно-вимірювального пристрою моделі ІВП-1 53

Додаток М Приклад розрахунку дійсного значення поверхневої густини сумарного теплового потоку 55

ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ

ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ

БУДІВЛІ ТА СПОРУДИ

Методи вимірювання поверхневої густини

теплових потоків та визначення коефіцієнтів теплообміну

між огороджувальними конструкціями та довкіллям

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ

ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ

Методы измерения поверхностной плотности

тепловых потоков и определения коэффициентов теплообмена

между ограждающими конструкциями и окружающей средой

ENERGY SAVING

BUILDING AND STRUCTURES

Methods of measuring of heat flows density

and heat transfer coefficients of protecting constructions with environment

Чинний від 2002-01-01

1 СФЕРА ЗАСТОСУВАННЯ

Цей стандарт поширюється на огороджувальні конструкції житлових, суспільних, виробничих будівель та споруд: зовнішні стіни, вікна, покриття, перекриття горищ, перекриття над проїздами, холодними підпіллями та підвалами, ворота й двері у зовнішніх стінах та інші огороджувальні конструкції, що розділяють помешкання з різними температурно-вологісними умовами.

Стандарт встановлює методи вимірювання поверхневої густини сумарного теплового потоку та визначення поверхневої густини його конвективного та радіаційних складників, а також коефіцієнтів теплообміну під час досліджування теплообміну між огороджувальними конструкціями та довкіллям. ИСС «З о д ч и й»

Стандарт дає змогу забезпечити єдність і правильність визначення теплових втрат або теплових притоків через огороджувальні конструкції.

Стандарт придатний для цілей сертифікації.

2 НОРМАТИВНІ ПОСИЛАННЯ

У цьому стандарті є посилання на такі стандарти:

ДСТУ 2681-94 Метрологія. Терміни та визначення

ДСТУ 2837-94 (ГОСТ 3044-94) Перетворювачі термоелектричні. Номінальні статичні характеристики перетворення

ДСТУ 2858-94 (ГОСТ 6651-94) Термоперетворювачі опору. Загальні технічні вимоги і методи випробувань

ДСТУ 3651.1-97 Метрологія. Одиниці фізичних величин. Похідні одиниці фізичних величин Міжнародної системи одиниць та позасистемні одиниці. Основні поняття, назви та позначення

ДСТУ 3756-98 (ГОСТ 30619-98) Енергозбереження. Перетворювачі теплового потоку термоелектричні загального призначення. Загальні технічні умови.

ГОСТ 5774-76 Вазелин конденсаторный. Технические условия

ГОСТ 26254-84 Здания и сооружения. Метод определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций

ГОСТ 26602-85 Окна. Метод определения сопротивления теплопередаче.

3 ВИЗНАЧЕННЯ, ПОЗНАЧЕННЯ ТА СКОРОЧЕННЯ

3.1 У цьому стандарті застосовують такі скорочення:

ОК - огороджувальна конструкція;

Д - довкілля;

ПТП - перетворювач теплового потоку;

ПТ - перетворювач температури;

ДТВ - джерело теплового випромінення.

3.2 У цьому стандарті та його додатках застосовують терміни згідно з ДСТУ 2681 і ДСТУ 3651.1, а також такі терміни та позначення:

тепловий потік - кількість теплоти, що проходить за одиницю часу через ізотермічну поверхню в напрямку нормалі до неї;

сумарний тепловий потік на поверхні ОК - тепловий потік, зумовлений одночасною дією конвекції та теплового випромінення;

4 ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ Й ОСНОВНІ РОЗРАХУНКОВІ ФОРМУЛИ

4.1 Поверхневу густину сумарного теплового потоку через ОК вимірюють ПТП, виконаним як допоміжна стінка з відомим термічним опором, який розташовують на контрольованій поверхні ОК по нормалі до напрямку теплового потоку.

1. Результат вимірювання поверхневої густини сумарного теплового потоку та її дійсне значення неоднакові через неадекватність температурних полів контрольованої поверхні ОК з установленим на ній ПТП та без ПТП.

2. Дійсне значення поверхневої густини сумарного теплового потоку через контрольовану поверхню ОК обчислюють за формулою:

4.2 У разі конвективно-радіаційного теплообміну між ОК і Д, спричиненого наявністю ненульової різниці температур поверхні ОК і Д, на поверхні ОК виникає сумарний тепловий потік, що дорівнює:

4.3 У разі теплообміну між ОК і Д без застосування додаткових ДТВ поверхневу густину сумарного теплового потоку, що проходить через контрольовану поверхню ОК без застосування ПТП, обчислюють за формулою:

1. У разі теплообміну між ОК і Д згідно з 4.3 для експериментального визначення поверхневих густин сумарного теплового потоку та його конвективного та радіаційного складників, а також коефіцієнтів теплообміну з Д застосовують ПТП і ПТ.

2. Дійсне значення шуканої поверхневої густини сумарного теплового потоку обчислюють за формулою (14), де як результат вимірювання з застосуванням ПТП поверхневої густини сумарного теплового потоку q_Σ,вим беруть значення, обчислені за формулою (13) або зчитані з табло спеціалізованого цифрового пристрою у ватах на квадратний метр.

3. Дійсні значення поверхневих густин конвективного та радіаційного складників сумарного теплового потоку й коефіцієнтів теплообміну між ОК і Д обчислюють за таким алгоритмом:

а) обчислюють коефіцієнт сумарного теплообміну з формули (17) з урахуванням формули (14) за формулою:

1. У разі теплоообміну між OK і Д згідно з 4.4 для експериментального визначення поверхневих густин сумарного теплового потоку, його конвективного та радіаційних складників і коефіцієнтів теплообміну з Д застосовують два ПТП, що мають однаковий термічний опір (R₁= R₂) але контрастні терморадіаційні характеристики , і ПТ для вимірювання температур Д (Т_Д), поверхні ОК (Т_ОК) та відкритих поверхонь обох ПТП (Т₁, Т₂).

2. Дійсні значення поверхневих густин сумарного теплового потоку та його складників і коефіцієнтів теплообміну з Д знаходять із системи трьох рівнянь теплового балансу, аналогічних формулі (23), для поверхонь обох ПТП, встановлених на ОК, і контрольованої поверхні ОК за таким алгоритмом:

а) обчислюють дійсне значення поверхневої густини сумарного теплового потоку за формулою:

б) обчислюють поверхневу густину потоку теплового випромінення, що надходить на поверхню ОК, за формулою:

в) обчислюють поверхневу густину потоку поглиненого теплового випромінення за формулою:

із використанням результату обчислення за формулою (25);

г) обчислюють поверхневу густину потоку власного теплового випромінення за формулою (5);

д) обчислюють поверхневу густину потоку вислідного теплового випромінення за формулою (7), використовуючи результати обчислень за формулами (26) і (5) відповідно до 4.4.2, г);

е) обчислюють коефіцієнт сумарного теплообміну за формулою:

з) обчислюють поверхневу густину конвективного складника сумарного теплового потоку за формулою (1), використовуючи результат обчислення за формулою (28).

Програму розрахунку за зазначеним алгоритмом і приклад для тестування наведено в додатку Г.

4.5 Вибір алгоритму визначення дійсних значень поверхневої густини сумарного теплового потоку, його конвективного й радіаційних складників і коефіцієнтів теплообміну з Д згідно з 4.3 або 4.4 роблять, оцінюючи ступінь впливу додаткових ДTВ на результат вимірювання.

Якщо відношення суми значень поверхневих густин потоку теплового випромінення всіх наявних додаткових ДТВ до результату вимірювання поверхневої густини сумарного теплового потоку через ОК задовольняє вимогу:

5 ЗАСОБИ ВИМІРЮВАННЯ ТА ДОПОМІЖНІ ПРИСТРОЇ

1. Вимірювання поверхневої густини сумарного теплового потоку та визначення її дійсного значення, а також поверхневої густини конвективного й радіаційних складників та коефіцієнтів теплообміну з Д поєднують із натурними теплотехнічними випробуваннями ОК будівельних об'єктів та (або) теплотехнічними випробуваннями зразків ОК у лабораторних умовах із дотриманням вимог до добору зразків згідно з ГОСТ 26254 і застосуванням спеціалізованого випробувального устатковання згідно з ГОСТ 26254, ГОСТ 26602.

2. Для вимірювання поверхневої густини сумарного теплового потоку, що проходить через ОК, без застосування додаткових ДТВ використовують залежно від обсягу поставлених задач контролю та (або) дослідження ОК такі засоби вимірювання:

- ПТП згідно з ДСТУ 3756 у комплекті зі стандартним вимірювачем напруги постійного струму;

- нестандартизований одноканальний цифровий прилад «Вимірювач теплового потоку» моделі ИТП-22 з технічними характеристиками згідно з додатком Є;

- нестандартизований двоканальний цифровий прилад моделі ИТП-23 з технічними характеристиками згідно з додатком Ж;

- нестандартизований двоканальний цифровий прилад моделі ИТП-24 з технічними характеристиками згідно з додатком И.

Допускається застосування аналогічних приладів інших моделей з характеристиками не гірше зазначених вище.

5.3 Для вимірювання поверхневої густини сумарного теплового потоку за наявності додаткових ДТВ застосовують:

- два ПТП згідно з ДСТУ 3756 відповідно до 4.4.1;

- нестандартизований спеціалізований теплометричний пристрій моделі РКТП з технічними характеристиками згідно з додатком К у комплекті зі стандартним вимірювачем напруги.

4. Застосовуваний стандартний вимірювач напруги постійного струму повинен мати вхідний опір не менше ніж 10 МОм. Похибка в області значень вимірюваних сигналів ПТП не повинна перевищувати ±0,5 %. Наприклад, це може бути вольтметр Щ68003 або В7-35.

5. Для вимірювання температури Д і поверхонь, що беруть участь у теплообміні між ОК і Д, застосовують такі ПТ:

- перетворювачі термоелектричні згідно з ДСТУ 2837 (термопари),

- термоперетворювачі опору згідно з ДСТУ 2858.

Для вимірювання зазначених температур краще віддавати перевагу використанню диференціальної схеми вимірювання.

5.6 ПТП повинні задовольняти вимоги ДСТУ 3756, а також такі:

- лінійний поперечний розмір ПТП повинен бути не менше ніж 20 мм, а висота ПТП - не більше ніж 5 мм.

Примітка. Допускається за потреби застосовувати ПТП із розмірами, що відрізняються від встановлених цим стандартом;

- відношення лінійного поперечного розміру до висоти для конкретного ПТП повинно бути не менше ніж 10;

- охоронна зона вздовж периметра чутливого елемента ПТП повинна бути завширшки не менше двох товщин ПТП;

- ПТП повинен мати індивідуальну статичну функцію перетворення, наведену в експлуатаційному документі ПТП (паспорті);

- основна (відносна) похибка ПТП повинна забезпечувати необхідну точність визначення поверхневої густини складників сумарного теплового потоку та коефіцієнтів теплообміну й не повинна перевищувати ±10 %;

- значення ефективного термічного опору ПТП повинне бути в діапазоні від 10^-4 до 10^-2 м² ∙ К/Вт;

- у випадку застосування згідно з 4.4.1 одночасно двох ПТП інтегральна напівсферична поглинальна здатність поверхні одного ПТП повинна бути не менше ніж 0,80 і другого - не більше ніж 0,25 в області спектра інфрачервоного випромінення, а інтегральний ступінь чорноти поверхонь ПТП повинен бути не більше ніж 0,25 для першого й не менше ніж 0,80 - для другого ПТП в області значень власних температур від 223 до 373 К;

7. У разі одночасного вимірювання густини теплового потоку та температур в кількох містах контрольованого об'єкта краще віддавати перевагу застосуванню автоматичної багатоканальної вимірювально-реєструвальної системи, здатної передавати вимірювальну інформацію на персональний комп'ютер. Наприклад, це може бути система з технічними характеристиками згідно з додатком Л.

8. Усі застосовувані засоби вимірювання: ПТ, ПTП, прилади моделей ИТП, спеціалізовані теплометричні пристрої моделі РКТП і вимірювачі напруги постійного струму повинні проходити періодичну повірку (калібрування) та технічне обслуговування у встановленому порядку згідно з технічною документацією на них. Спеціалізоване устатковання для проведення теплотехнічних випробувань у лабораторних умовах (у кліматичних камерах) - згідно з ГОСТ 26254 та з ГОСТ 26602.