Кінець таблиці НА.1

ДОДАТОК НБ

(обов'язковий)

КАЛОРИМЕТРИЧНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА ЕМІСІЇ [5, 6]

НБ.1 Калориметричний метод визначення значення інтегрального напівсферичного коефіцієнта емісії (ступеня чорноти) ґрунтується на закономірностях радіаційного теплообміну в замкненому просторі, утвореному двома поверхнями з різною температурою [7]. Якщо одна поверхня зі дзеркальним або дифузним відбиванням має температуру Т₁, площу F, та коефіцієнт емісії ε₁ , а друга дифузно-відбивна поверхня відповідно Т₂, F₂ і ε₂,то тепловий потік, що проходить крізь першу поверхню, визначається згідно з формулою:

НБ.2 Засоби та допоміжні пристрої

Прилад для вимірювання інтегрального напівсферичного коефіцієнта емісії калориметричним методом [6]. Схема приладу наведена на рисунку 1.

Замкнений простір утворений основою 1 та випромінювачем 2, які виконані з високотеплопровідного металу. Основа 1 виконана у вигляді пласкої плити, а випромінювач 2 – у вигляді переверненого короткого циліндричного стакана. Внутрішня поверхня випромінювача 2 (циліндр і дно), звернена до основи 1, покрита дрібними V-подібними канавками та має чорне покриття, що забезпечує коефіцієнт емісії ε₂ не менше 0,95. Основа 1 та випромінювач 2 повинні мати вбудовані елементи, що дозволяють підтримувати задані значення температури цих вузлів – нагрівачі, канали для теплоносія, перетворювачі температури тощо (на рисунку 1 ці елементи не показані).

1 – основа; 2 – випромінювач; 3 – пластина термоперетворювачів; 4 – зразок матеріалу; 5 – перетворювач теплового потоку (ПТП); 6, 7 – перетворювачі температури поверхні; 8 – прошарок теплопровідного мастила; 9 – еластична прокладка; 10 – патрубок для вакуумування замкненого простору; D₂- внутрішній діаметр випромінювача; D₄ – розмір (діаметр, ширина, довжина) зразка; D₅– розмір (діаметр, ширина, довжина) чутливої зони ПТП; h – товщина досліджуваного зразка; Н – відстань між поверхнями випромінювача і зразка

Рисунок НБ.1 – Схема приладу для вимірювання інтегрального напівсферичного коефіцієнта емісії калориметричним методом

На поверхні основи 1, поверненої до випромінювача 2, розташована пластина термоперетворювачів 3, у центральній частині якої розташована чутлива зона термоелектричного перетворювача теплового потоку (ПТП) 5 та термоелектричний перетворювач температури поверхні 6. У випромінювачі 2 розташований термоелектричний перетворювач температури поверхні випромінювача 7.

Крім представлених на рисунку 1 вузлів та елементів, прилад повинен бути оснащений: електронними регуляторами або термостатами, що підтримують задані значення температури основи та випромінювача; багатоканальною вимірювальною системою для збору даних від первинних перетворювачів температури та теплового потоку; контролером або персональним комп'ютером для накопичення, оброблення та документування результатів вимірювань.

НБ.3 Методика та правила проведення контролювання

Зразок досліджуваного матеріалу 4 (скла з низькоемісійним покриттям) встановлюють на поверхню пластини термоперетворювачів 3 за допомогою тонкого шару теплопровідного мастила 8, при цьому поверхня зразка з низькоемісійним прикриттям орієнтована до випромінювача.

З'єднання основи 1 та випромінювача 2 повинно бути рознімним, причому в зоні їх стикування у вибірці по периферії основи повинна бути розташована теплоізолювальна та ущільнювальна еластична прокладка 9.

У центральній зоні пластини термоперетворювачів 3 може бути розташовано декілька ПТП та перетворювачів температури поверхні так, щоб можна було над ними розташувати одночасно кілька досліджуваних зразків. При цьому для кожного ПТП та кожного зразка повинні виконуватися зазначені нижче співвідношення розмірів.

Для виключення можливої конвективної складової теплообміну рекомендується передбачити наявність патрубка 10 для вакуумування замкненого простору. При роботі до патрубка під'єднують форвакуумний насос (на рисунку не показаний), що знижує тиск повітря всередині замкненої порожнини приладу.

Для мінімізації впливу крайових спотворень та інших факторів, що впливають на результат вимірювань, повинні бути витримані зазначені нижче теплові режими та співвідношення розмірів приладу та досліджуваного зразка. Ці співвідношення визначені за результатами математичного моделювання процесів теплообміну в замкненій порожнині приладу та їх експериментальної перевірки:

- тепловий режим:

- стабільність підтримання значень температури Т₁ і Т₂ – не більше 0,05 К;

• просторова нерівномірність підтримання температури поверхні основи Т₁ та випромінювача Т₂ – не більше 0,1 К.

Співвідношення розмірів, м:

де h – товщина досліджуваного зразка;

Н – відстань між поверхнями випромінювача та зразка;

D₂ – внутрішній діаметр випромінювача;

D₄ – розмір (діаметр, ширина, довжина) зразка;

D₅ – розмір (діаметр, ширина, довжина) чутливої зони ПТП.

НБ.3.1 Методика проведення вимірювань

Штангенциркулем .згідно з ДСТУ ГОСТ 166 (ИСО 3599) вимірюють товщину досліджуваного зразка h, вимірюють або визначають за довідковим даними коефіцієнт теплопровідності зразка.

Розсувають основу 1 та випромінювач 2 приладу.

На сторону досліджуваного зразка, на якій немає низькоемісійного покриття, наносять теплопровідне мастило, наприклад, кремнійорганічний вазелін.

Встановлюють зразок змазаною стороною на поверхню пластини термоперетворювачів 3 і притискають його, видаляючи повітряні пузирі з-під зразка.

Для видалення слідів мастила та інших можливих забруднень протирають поверхню зразка з покриттям тампоном із тканини, змоченим у спирті.

Зістиковують основу 1 та випромінювач 2.

Вмикають вимірювальну та регулювальну апаратуру і задають на регулювальних пристроях необхідні значення температури.

За наявності системи вакуумування вмикають її та знижують тиск повітря в замкненій порожнині приладу до значення в діапазоні (0,01...1,3) кПа.

Починають проводити періодичні вимірювання показів первинних перетворювачів температури та теплового потоку та контролюють вихід на усталений тепловий режим.

Після настання усталеного теплового режиму проводять не менше 50 циклів вимірювань з інтервалом (20...60) с сигналів первинних перетворювачів.

Визначають середні значення температури основи T₁ температури поверхні пластини термоперетворювачів T₃ , температури випромінювача Т₂, густини теплового потоку q₁.

НБ.3.2 Розрахунок коефіцієнта емісії

Розрахунок коефіцієнта емісії поверхні зразка ε_PH виконується у наступній послідовності:

а) розраховують температуру зовнішньої поверхні досліджуваного зразка згідно з формулою:

б) обчислюють радіаційну складову густини теплового потоку крізь зразок згідно з формулою:

в) обчислюють коефіцієнт емісії поверхні зразка згідно з формулою:

де q_ПТП – густина теплового потоку, що проходить крізь зразок, виміряна ПТП, Вт/м²;

Т₂– температура випромінювача К;

Т₃ – температура поверхні пластини термоперетворювачів К;

Т₄ – температура поверхні зразка К;

σ₀ = 5,67ּ10^-8 Вт/(м²ּК⁴) – стала Стефана-Больцмана;

F₁/F₂– співвідношення площі поверхонь основи та випромінювача;

ε₂ – коефіцієнт емісії (ступінь чорноти) поверхні випромінювача;

h – товщина зразка, м;

Н – відстань між поверхнями випромінювача та зразка, м;

λ₁ – коефіцієнт теплопровідності зразка, Вт/(мּК);

λ₂ – коефіцієнт теплопровідності повітря 0,027 Вт/(мּК);

ΔR_Т – додатковий тепловий опір між перетворювачем температури 6 та поверхнею зразка.

Середні значення q₁, T₂ і T₃ визначають безпосередньо за результатами вимірювань під час експерименту.

Значення F₁/F₂, ε₂ і ΔR_T обчислюють і визначають при проектуванні та градуюванні приладу.

Товщину зразка h та його коефіцієнт теплопровідності λ₁ вимірюють перед встановленням зразка до приладу.

Допускається λ₁ визначати за довідковим даними для матеріалу зразка.

Відстань Н обчислюють за значенням товщини зразка h і за відстанню між поверхнями випромінювача 2 та пластиною термоперетворювачів 3, які задані конструкцією приладу.

Якщо прилад дозволяє одночасно встановлювати декілька зразків, то вимірюють густину теплового потоку та температуру поверхні кожного зразка, а розрахунок коефіцієнтів емісії кожного зразка проводять окремо згідно з аналогічними формулами.

НБ.4 Правила опрацювання, оформлення результатів та допустимі похибки – відповідно до 5.1.5, 9.9.

ДОДАТОК НВ

(обов'язковий)

ПЕРЕЛІК НАЦІОНАЛЬНИХ НОРМАТИВНИХ ДОКУМЕНТІВ, НА ЯКІ Є ПОСИЛАННЯ У СТАНДАРТІ

1. ДСТУ 1.5:2003 Національна стандартизація. Правила побудови, викладення, оформлення та вимоги до змісту нормативних документів (І5О/1ЕС Оігесtіvез, Рагt 2, 2001, NEQ)

2. ДСТУ 1.7:2001 Національна стандартизація. Правила і методи прийняття та застосування міжнародних і регіональних стандартів (ІISO/ІЕС Guidе 21:1999, NEQ)

3. ДСТУ Б В.2.6-17-2000 (ГОСТ 26602.1-99) Конструкції будинків і споруд. Блоки віконні та дверні. Методи визначення опору теплопередачі

4. ДСТУ Б В.2.7-13-95 (ГОСТ 26302-93) Будівельні матеріали. Скло. Методи визначення коефіцієнтів направленого пропускання і відбиття світла

5. ДСТУ Б В.2.7-107-2001 (ГОСТ 24866-99) Будівельні матеріали. Склопакети клеєні будівельного призначення. Технічні умови

6. ДСТУ Б В.2.7-110-2001 (ГОСТ 30698-2000) Будівельні матеріали. Скло загартоване будівельне. Технічні умови

7. ДСТУ Б В.2.7-123:2004 (ГОСТ 30826-2001) Будівельні матеріали. Скло багатошарове будівельного призначення. Технічні умови

8. ДСТУ Б В.2.7-122:2009 Будівельні матеріали. Скло листове. Технічні умови (EN 572:2004, NEQ)

9. ДСТУ Б В.2.8-19:2009 Будівельна техніка, оснастка, інвентар та інструмент. Рівні будівельні. Технічні умови

10. ДСТУ ГОСТ 166:2009 (ИСО 3599-76) Штангенциркулі. Технічні умови (ГОСТ 166-89 (ИСО 3599-76), IDT)

11. ДСТУ ГОСТ 427:2009 Лінійки вимірювальні металеві. Технічні умови

12. ДСТУ 3467-96 (ГОСТ 1908-97) Папір конденсаторний. Загальні технічні умови

13. ДСТУ 4179-2003 Рулетки вимірювальні, металеві. Технічні умови (ГОСТ 7502-98, MOD)

БІБЛІОГРАФІЯ

[1] ISO 9050:2003 Скло у будівництві – Визначення світлопропускання, прямого сонячного пропускання, загального пропускання сонячної енергії та ультрафіолетового пропускання і відповідні параметри скління

[2] ISO 10292:1994 Скло у будівництві – Розрахунок коефіцієнта термічного пропускання U у стаціонарному режимі для багатошарового скління

[3] РД 04882451-03-2001 Методика розрахунку опору теплопередачі склопакетів, ЗАТ "Інститут скла"

[4] МСН 2.04-01-97 Будівельна кліматологія

Код УКНД 81.040.20

Ключові слова: листове скло, низькоемісійне м'яке покриття, крайова зона, клас енергозбереження, коефіцієнт емісії, упакування, маркування, методи контролювання

5