УДК 691:536.2.08:006.354 Группа Ж19
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ СТРОИТЕЛЬНЫЕ
Метод определения теплопроводности и термического сопротивления
при стационарном тепловом режиме
BUILDING MATERIALS AND PRODUCTS
Method of determination of steady-state thermal
conductivity and thermal resistance
ОКС 27.220
ОКСТУ 5709
Дата введения 2000-04-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским институтом строительной физики (НИИСФ) Российской Федерации
ВНЕСЕН Госстроем России
2 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС) 20 мая 1999 г.
За принятие проголосовали
|
Наименование государства |
Наименование органа государственного управления строительством |
|
Республика Армения |
Министерство градостроительства Республики Армения |
|
Республика Казахстан |
Комитет по делам строительства Министерства энергетики, индустрии и торговли Республики Казахстан |
|
Кыргызская Республика |
Государственная инспекция по архитектуре и строительству при Правительстве Кыргызской Республики |
|
Республика Молдова |
Министерство развития территорий, строительства и коммунального хозяйства Республики Молдова |
|
Российская Федерация |
Госстрой России |
|
Республика Таджикистан |
Комитет по делам архитектуры и строительства Республики Таджикистан |
|
Республика Узбекистан |
Государственный Комитет по архитектуре и строительству Республики Узбекистан |
|
Украина |
Государственный Комитет строительства, архитектуры и жилищной политики Украины |
3 ВЗАМЕН ГОСТ 7076-87
4 ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ с 1 апреля 2000 г. в качестве государственного стандарта Российской Федерации постановлением Госстроя России от 24 декабря 1999 г. № 89
Введение
Настоящий стандарт гармонизирован со стандартами ИСО 7345:1987 [1] и ИСО 9251:1987 [2] в части терминологии и соответствует основным положениям ИСО 8301:1991 [3], ИСО 8302:1991 [4], устанавливающих методы определения термического сопротивления и эффективной теплопроводности с помощью прибора, оснащенного тепломером, и прибора с горячей охранной зоной.
В соответствии со стандартами ИСО в настоящем стандарте установлены требования к образцам, прибору и его градуировке, приняты две основные схемы испытания: асимметричная (с одним тепломером) и симметричная (с двумя тепломерами).
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на строительные материалы и изделия, а также на материалы и изделия, предназначенные для тепловой изоляции промышленного оборудования и трубопроводов, и устанавливает метод определения их эффективной теплопроводности и термического сопротивления при средней температуре образца от минус 40 до + 200 °С.
Стандарт не распространяется на материалы и изделия с теплопроводностью более 1,5 Вт/(м×К).
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 166—89 Штангенциркули. Технические условия
ГОСТ 427—75 Линейки измерительные металлические. Технические условия
ГОСТ 17177—94 Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Методы испытаний
ГОСТ 24104—88 Весы лабораторные общего назначения и образцовые. Общие технические условия
3 Определения и обозначения
3.1 В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями.
Тепловой поток — количество теплоты, проходящее через образец в единицу времени.
Плотность теплового потока — тепловой поток, проходящий через единицу площади.
Стационарный тепловой режим — режим, при котором все рассматриваемые теплофизические параметры не меняются со временем.
Термическое сопротивление образца — отношение разности температур лицевых граней образца к плотности теплового потока в условиях стационарного теплового режима.
Средняя температура образца — среднеарифметическое значение температур, измеренных на лицевых гранях образца.
Эффективная теплопроводность leffматериала (соответствует термину «коэффициент теплопроводности», принятому в действующих нормах по строительной теплотехнике) — отношение толщины испытываемого образца материала d к его термическому сопротивлению R.
(1)
3.2 Обозначения величин и единицы измерения приведены в таблице 1.
Таблица 1
|
Обозначение |
Величина |
Единица измерения |
|
leff |
Эффективная теплопроводность |
Вт/(м×К) |
|
R |
Термическое сопротивление |
м2×К/Вт |
|
d |
Толщина образца до испытания |
м |
|
RS1, RS2 |
Термические сопротивления стандартных образцов |
м2×К/Вт |
|
DT1, DТ2 |
Разность температур лицевых граней стандартных образцов |
К |
|
e1, e2 |
Выходные сигналы тепломера прибора при его градуировке при помощи стандартных образцов |
мВ |
|
f1, f2 |
Градуировочные коэффициенты тепломера прибора при его градуировке при помощи стандартных образцов |
Вт/(мВ×м2) |
|
du |
Толщина образца в процессе испытания |
м |
|
Ru |
Термическое сопротивление испытываемого образца |
м2×К/Вт |
|
mr |
Относительное изменение массы образца после сушки |
— |
|
mw |
Относительное изменение массы образца в процессе испытания |
— |
|
M1 |
Масса образца при его получении от изготовителя |
кг |
|
M2 |
Масса образца после сушки |
кг |
|
M3 |
Масса образца после испытания |
кг |
|
DTu |
Разность температур лицевых граней испытываемого образца |
К |
|
Тти |
Средняя температура испытываемого образца |
К |
|
Т1u |
Температура горячей лицевой грани испытываемого образца |
К |
|
Т2u |
Температура холодной лицевой грани испытываемого образца |
К |
|
fu |
Значение градуировочного коэффициента тепломера прибора, соответствующее значению теплового потока, протекающего через испытываемый образец после установления стационарного теплового режима (при асимметричной схеме испытания) |
Вт/(мВ×м2) |
|
eu |
Выходной сигнал тепломера прибора после установления стационарного теплового потока через испытываемый образец (при асимметричной схеме испытания) |
мВ |
|
Rk |
Термическое сопротивление между лицевой гранью образца и рабочей поверхностью плиты прибора |
м2 К/Вт |
|
leffu |
Эффективная теплопроводность материала испытываемого образца |
Вт/(м×К) |
|
rl |
Термическое сопротивление листового материала, из которого изготовлены дно и крышка ящика для образца насыпного материала |
м2×К/Вт |
|
f¢u, f²u |
Значения градуировочного коэффициента первого и второго тепломеров прибора, соответствующие значению теплового потока, протекающего через испытываемый образец после установления стационарного теплового режима (при симметричной схеме испытания) |
Вт/(мВ×м2) |
|
e¢u, e²u |
Выходной сигнал первого и второго тепломеров после установления стационарного теплового потока через испытываемый образец (при симметричной схеме испытания) |
мВ |
|
qu |
Плотность стационарного теплового потока, проходящего через испытываемый образец |
Вт/м2 |
|
A |
Площадь зоны измерения |
м2 |
|
Ф |
Электрическая мощность, подаваемая на нагреватель зоны измерения горячей плиты прибора |
Вт |
4 Общие положения
4.1 Сущность метода заключается в создании стационарного теплового потока, проходящего через плоский образец определенной толщины и направленного перпендикулярно к лицевым (наибольшим) граням образца, измерении плотности этого теплового потока, температуры противоположных лицевых граней и толщины образца.
4.2 Число образцов, необходимое для определения эффективной теплопроводности или термического сопротивления, и порядок отбора образцов должны быть указаны в стандарте на конкретный материал или изделие. Если в стандарте на конкретный материал или изделие не указано число образцов, подлежащих испытанию, эффективную теплопроводность или термическое сопротивление определяют на пяти образцах.
4.3 Температура и относительная влажность воздуха помещения, в котором проводят испытания, должны быть соответственно (295 ± 5) К и (50 ± 10) %.
5 Средства измерения
Для проведения испытания применяют:
прибор для измерения эффективной теплопроводности и термического сопротивления, аттестованный в установленном порядке и удовлетворяющий требованиям, приведенным в приложении А;
прибор для определения плотности волокнистых материалов по ГОСТ 17177;
прибор для определения толщины плоских волокнистых изделий по ГОСТ 17177;
электрошкаф сушильный, верхний предел нагрева которого не менее 383 К, предел допустимой погрешности задания и автоматического регулирования температуры — 5 К;
штангенциркуль по ГОСТ 166:
- для измерения наружных и внутренних размеров с диапазоном измерения 0—125 мм, значением отсчета по нониусу — 0,05 мм, пределом допускаемой погрешности — 0,05 мм;
- для измерения наружных размеров с диапазоном измерения 0—500 мм, значением отсчета по нониусу — 0,1 мм, пределом допускаемой погрешности —0,1 мм;
линейка металлическая измерительная по ГОСТ 427 с верхним пределом измерения 1000 мм, пределом допускаемого отклонения от номинальных значений длины шкалы и расстояний между любым штрихом и началом или концом шкалы — 0,2 мм;
весы лабораторные общего назначения по ГОСТ 24104:
- с наибольшим пределом взвешивания 5 кг, ценой деления — 100 мг, среднее квадратичное отклонение показаний весов — не более 50,0 мг, погрешность от неравноплечности коромысла — не более 250,0 мг, предел допустимой погрешности — 375 мг;
- с наибольшим пределом взвешивания 20 кг, ценой деления — 500 мг, среднее квадратичное отклонение показаний весов — не более 150,0 мг, погрешность от неравноплечности коромысла — не более 750,0 мг, предел допустимой погрешности — 1500 мг.
Допускается применение других средств измерения с метрологическими характеристиками и оборудования с техническими характеристиками не хуже указанных в настоящем стандарте.
6 Подготовка к испытанию
6.1 Изготавливают образец в виде прямоугольного параллелепипеда, наибольшие (лицевые) грани которого имеют форму квадрата со стороной, равной стороне рабочих поверхностей плит прибора. Если рабочие поверхности плит прибора имеют форму круга, то наибольшие грани образца также должны иметь форму круга, диаметр которого равен диаметру рабочих поверхностей плит прибора (приложение А, п. А. 2.1).
6.2 Толщина испытываемого образца должна быть меньше длины ребра лицевой грани или диаметра не менее чем в пять раз.
6.3 Грани образца, контактирующие с рабочими поверхностями плит прибора, должны быть плоскими и параллельными. Отклонение лицевых граней жесткого образца от параллельности не должно быть более 0,5 мм.
Жесткие образцы, имеющие разнотолщинность и отклонения от плоскостности, шлифуют.
6.4 Толщину образца-параллелепипеда измеряют штангенциркулем с погрешностью не более 0,1 мм в четырех углах на расстоянии (50,0 ± 5,0) мм от вершины угла и посередине каждой стороны.
Толщину образца-диска измеряют штангенциркулем с погрешностью не более 0,1 мм по образующим, расположенным в четырех взаимно перпендикулярных плоскостях, проходящих через вертикальную ось.
За толщину образца принимают среднеарифметическое значение результатов всех измерений.
6.5 Длину и ширину образца в плане измеряют линейкой с погрешностью не более 0,5 мм.
6.6 Правильность геометрической формы и размеры образца теплоизоляционного материала определяют по ГОСТ 17177.
6.7 Средний размер включений (гранулы заполнителя, крупные поры и т.п.), отличных по своим теплофизическим показателям от основного образца, должен составлять не более 0,1 толщины образца.
