RU2285915C2 - Method of testing heat protecting properties of guarding structure - Google Patents
Method of testing heat protecting properties of guarding structure Download PDFInfo
- Publication number
- RU2285915C2 RU2285915C2 RU2004130599/28A RU2004130599A RU2285915C2 RU 2285915 C2 RU2285915 C2 RU 2285915C2 RU 2004130599/28 A RU2004130599/28 A RU 2004130599/28A RU 2004130599 A RU2004130599 A RU 2004130599A RU 2285915 C2 RU2285915 C2 RU 2285915C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat transfer
- reference point
- heat
- transfer resistance
- temperature
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области обследования наружных ограждающих конструкций зданий и сооружений и может быть использовано в системе контроля качества производства строительных работ, а также в области энергетики и др.The invention relates to the field of inspection of external building envelopes of buildings and structures and can be used in the quality control system of construction works, as well as in the field of energy, etc.
Известен метод определения теплотехнических характеристик ограждающих конструкций, включающий регистрацию температуры наружного воздуха за некоторый предшествующий период, мгновенное (в момент проведения тепловизионного обследования) измерение температур и тепловых потоков на внутренней и наружной поверхности ограждения и математическую обработку результатов, в основе которой лежит решение обратной коэффициентной задачи теплообмена вариационным методом [1].A known method for determining the thermal characteristics of enclosing structures, including recording the temperature of the outside air for some previous period, instantly (at the time of the thermal imaging inspection) measuring temperatures and heat fluxes on the inner and outer surfaces of the enclosure and mathematical processing of the results, which is based on solving the inverse coefficient problem heat transfer by the variational method [1].
Недостатками этого способа является сложность проведения математической обработки результатов, необходимость наличия информации о конструкции (составе) исследуемого ограждения и неточность расчета погрешности определения теплотехнических характеристик.The disadvantages of this method are the complexity of the mathematical processing of the results, the need for information about the design (composition) of the studied fencing and the inaccuracy of calculating the error in determining the thermal characteristics.
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является метод тепловизионного контроля качества теплоизоляции ограждающих конструкций, заключающийся в дистанционном измерении тепловизором полей температур поверхности ограждающей конструкции и вычислении относительного сопротивления теплопередаче [2]. Сопротивление теплопередаче в реперных точках ограждающей конструкции определяют по результатам натурных измерений температур и плотности тепловых потоков в соответствии с ГОСТ 26254-84 [3].Closest to the proposed method in terms of technical nature and the achieved result is the method of thermal imaging quality control of thermal insulation of enclosing structures, which consists in remotely measuring the temperature fields of the surface of the building with a thermal imager and calculating the relative heat transfer resistance [2]. The heat transfer resistance at the reference points of the building envelope is determined by the results of field measurements of temperatures and heat flux density in accordance with GOST 26254-84 [3].
Недостатком известного метода является возможность определения сопротивления теплопередаче лишь при стационарных условиях, которые редко реализуются в реальных климатических условиях, и, поэтому требуется длительный период времени для их обеспечения.A disadvantage of the known method is the ability to determine heat transfer resistance only under stationary conditions, which are rarely realized in real climatic conditions, and therefore a long period of time is required to ensure them.
Техническая задача заключается в упрощении способа контроля теплозащитных свойств ограждающей конструкции, сокращении периода обследования и трудозатрат за счет исключения необходимости обеспечения стационарных условий для измерений, при сохранении точности измерений и расширении диапазона условий проведения тепловизионной съемки.The technical task is to simplify the method of controlling the heat-shielding properties of the building envelope, reducing the inspection period and labor costs by eliminating the need to provide stationary conditions for measurements, while maintaining the accuracy of measurements and expanding the range of conditions for thermal imaging.
Техническая задача решается таким образом, что в способе контроля теплозащитных свойств ограждающей конструкции, включающем натурные измерения температур и плотности тепловых потоков в реперной точке, определение сопротивления теплопередаче в реперной точке, тепловизионную съемку ограждающей конструкции с последующим определением сопротивления теплопередаче в произвольных точках, согласно изобретению натурные измерения температур и плотности тепловых потоков в реперной точке производят в реальных климатических условиях эксплуатации здания в период не менее двух суток, при этом сопротивление теплопередаче в реперной точке определяют путем обработки результатов натурных измерений с отбраковкой отдельных значений сопротивлений теплопередаче, а сопротивление теплопередаче в произвольных точках определяют по формуле:The technical problem is solved in such a way that in the method for controlling the heat-shielding properties of the building envelope, including field measurements of temperatures and heat fluxes at the reference point, determining the heat transfer resistance at the reference point, thermal imaging of the building with subsequent determination of the heat transfer resistance at arbitrary points, according to the invention temperature and heat flux density measurements at the reference point are carried out in real climatic conditions. buildings during a period of at least two days, while the heat transfer resistance at the reference point is determined by processing the results of field measurements with the rejection of individual values of heat transfer resistance, and the heat transfer resistance at arbitrary points is determined by the formula:
где τнт - температура наружной поверхности в произвольной точке, °С;where τ NT - the temperature of the outer surface at an arbitrary point, ° C;
τнр - температура наружной поверхности в реперной точке, °С;τ nr is the temperature of the outer surface at the reference point, ° C;
tн - температура наружного воздуха, °С;t n - outdoor temperature, ° C;
Rp - сопротивление теплопередаче в реперной точке, м2·°С/Вт, по которому судят о качестве теплоизоляционных свойств ограждающей конструкции.R p is the heat transfer resistance at the reference point, m 2 · ° C / W, which is used to judge the quality of the thermal insulation properties of the building envelope.
Натурные измерения температур и плотности теплового потока производят с интервалом регистрации не более 30 мин.Field measurements of temperatures and heat flux density are carried out with a recording interval of not more than 30 minutes.
Предлагаемый способ отличается от известного тем, что натурные измерения температуры и плотности тепловых потоков в реперной точке производят в реальных климатических условиях эксплуатации здания в период не менее двух суток, при этом сопротивление теплопередаче в реперной точке определяют путем обработки результатов натурных измерений с отбраковкой отдельных значений сопротивлений теплопередаче, а сопротивление теплопередаче в произвольных точках определяют по формуле, полученной эмпирическим путем, по которому судят о качестве теплоизоляционных свойств ограждающей конструкции.The proposed method differs from the known one in that full-scale measurements of the temperature and density of heat fluxes at the reference point are carried out in real climatic conditions of operation of the building for at least two days, while the heat transfer resistance at the reference point is determined by processing the results of field measurements with the rejection of individual resistance values heat transfer, and heat transfer resistance at arbitrary points is determined by the formula obtained empirically by which quality is judged eploizolyatsionnyh properties enclosing structure.
Тепловизионную съемку осуществляют при наружной температуре, близкой к среднесуточной. Коэффициенты обеспечивают заданную погрешность в диапазоне 0,3...6,0 м2·°С/Вт.Thermal imaging is carried out at an outdoor temperature close to the daily average. The coefficients provide a given error in the range of 0.3 ... 6.0 m 2 · ° C / W.
Предлагаемая последовательность измерений и расчетов по приведенной формуле сопротивления теплопередаче позволяет значительно упростить и ускорить определение теплозащитных свойств ограждающей конструкции за счет сокращения времени измерений, при этом получить характеристику теплозащитных свойств ограждающей конструкции с заданной погрешностью. Кроме того, предлагаемый режим измерений обеспечивает достоверность получения теплозащитных характеристик ограждающих конструкций за счет осуществления измерений в условиях эксплуатации ограждающей конструкции в естественных условиях.The proposed sequence of measurements and calculations according to the given formula for heat transfer resistance can significantly simplify and accelerate the determination of the heat-shielding properties of the building envelope by reducing the measurement time, while obtaining a characteristic of the heat-shielding properties of the building envelope with a given error. In addition, the proposed measurement mode provides the reliability of obtaining the heat-shielding characteristics of the building envelope due to the measurement in the environment of the building in natural conditions.
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
Контроль теплозащитных свойств ограждающей конструкции здания осуществляют предпочтительно в зимний период. На глади ограждения определяют характерную зону - реперную точку. Проводят измерение и регистрацию температуры наружного и внутреннего воздуха в помещении, а также температуры и плотности теплового потока на внутренней и наружной поверхности ограждающей конструкции в реперной точке в течение не менее двух суток.The control of the heat-shielding properties of the building envelope is preferably carried out in winter. On the surface of the fence determine the characteristic zone - the reference point. Measure and record the temperature of the external and internal air in the room, as well as the temperature and density of the heat flux on the internal and external surface of the building envelope at the reference point for at least two days.
Расчет сопротивления теплопередаче в реперной точке проводят по результатам измерения температур и плотностей теплового потока для каждого i-го измерения по формуле:The calculation of heat transfer resistance at the reference point is carried out according to the results of measuring temperatures and heat flux densities for each i-th measurement according to the formula:
где Rp - сопротивление теплопередаче в реперной точке (м2·°С/Вт),where R p is the heat transfer resistance at the reference point (m 2 · ° C / W),
tвi, tнi - значения температур соответственно внутреннего и наружного воздуха (°С),t bi , t ni - temperature values, respectively, of indoor and outdoor air (° C),
τвi, τнi - значения температур соответственно на внутренней и наружной поверхности (°С),τ bi , τ ni - temperature values, respectively, on the inner and outer surfaces (° C),
qi - значение плотности теплового потока (Вт/м2).q i is the value of the heat flux density (W / m 2 ).
За оценку истинного значения сопротивления теплопередаче в реперной точке принимают среднее значениеThe average value is taken as an estimate of the true value of the heat transfer resistance at the reference point
где n - количество измерений (объем выборки).where n is the number of measurements (sample size).
Отбраковку отдельных значений Rpi производят при невыполнении условияThe rejection of individual values of R pi is performed if the condition
где 
- выборочное стандартное отклонение для результата отдельного измерения.- sample standard deviation for the result of a single measurement.
Процедуру отбраковки продолжают до тех пор, пока все единичные значения Rpi будут удовлетворять условию отбраковки.The rejection procedure is continued until all unit values of R pi satisfy the rejection condition.
Погрешность определения сопротивления теплопередаче в реперной точке вычисляют по формуле:The error in determining the heat transfer resistance at the reference point is calculated by the formula:
где σприб - приборная погрешность;where σ prib - instrument error;
σмет - методическая погрешность, определяемая при математическом моделировании нестационарной теплопередачи через ограждающую конструкцию с R0=Rр и фактическими граничными условиями третьего рода (результатами измерений tвi, tтi, τвi, τнi, qвi, qнi).σ meth - systematic error, defined in the mathematical modeling of non-stationary heat transfer through the guard structure with R 0 = R r and the actual boundary conditions of the third kind (t measurements Bi, Ti t, τ Bi, τ HI, q Bi, q HI).
Если 
Тепловизионную съемку ограждающей конструкции проводят после завершения измерений в реперной точке. Чувствительность тепловизионного оборудования должна быть не ниже 0,1°С.Thermal imaging of the building envelope is carried out after completion of measurements at the reference point. The sensitivity of thermal imaging equipment should be at least 0.1 ° C.
Расчет сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции в произвольных точках проводят по температурным полям, полученным в результате тепловизионной съемки, и результатам расчета сопротивления теплопередаче в реперной точке по формуле:The calculation of the heat transfer resistance of the building envelope at arbitrary points is carried out according to the temperature fields obtained as a result of the thermal imaging survey, and the results of calculating the heat transfer resistance in the reference point according to the formula:
Для сравнения с нормативными или проектными значениями вычисляют приведенное сопротивление теплопередаче при расчетных (нормируемых) температурных условиях:For comparison with standard or design values, the reduced heat transfer resistance is calculated under the calculated (normalized) temperature conditions:
Приведенное сопротивление теплопередаче наружных ограждающих конструкций рассчитывают по формуле:The reduced resistance to heat transfer of the external walling is calculated by the formula:
где Fт - площадь участка поверхности с сопротивлением Rт, м;where F t - surface area with resistance R t , m;
К - количество участков с одинаковым значением сопротивления теплопередаче.K is the number of sections with the same value of heat transfer resistance.
Полученный результат сравнивают с нормируемым значением, таким образом оценивают теплозащитные свойства ограждающей конструкции.The result obtained is compared with the normalized value, thus the heat-shielding properties of the building envelope are evaluated.
Пример.Example.
Производим контроль теплозащитных свойств ограждающей конструкции здания (наружной стены) в реальных климатических условиях.We control the heat-shielding properties of the building envelope (external wall) in real climatic conditions.
По технической документации определяем характерный участок наружной стены (реперную точку), в которой проводим измерения температуры поверхности и тепловых потоков. Кроме того, измеряем температуру воздуха - наружного и внутри здания. Все измерения проводим в течение 2 суток с помощью регистраторов "Терем-3", "Терем-4". Регистрацию измеренных величин производим с интервалом 30 минут.According to the technical documentation, we determine the characteristic section of the outer wall (reference point), in which we measure the surface temperature and heat fluxes. In addition, we measure the temperature of the air - outside and inside the building. All measurements are carried out for 2 days using the registrars "Terem-3", "Terem-4". We record the measured values with an interval of 30 minutes.
Результаты измерений в графическом виде представлены на чертеже, где на оси абсцисс - точки измерения с интервалом 30 минут, на оси ординат - температура (°С), плотность теплового потока (Вт/м2), сопротивление теплопередаче (м2°С/Вт).The measurement results are presented in graphical form on the drawing, where on the abscissa axis are measurement points with an interval of 30 minutes, on the ordinate axis are temperature (° C), heat flux density (W / m 2 ), heat transfer resistance (m 2 ° C / W )
Кривая 1 - температура внутреннего воздуха внутри помещения tвi, кривая 2 - температура внутренней поверхности стены в реперной точке τвi, кривая 3 - температура наружного воздуха tнi, кривая 4 - температура наружной поверхности в реперной точке τнi, кривая 5 - плотность теплового потока на внутренней поверхности qi, кривая 6 - сопротивление теплопередаче реперного участка, рассчитанное по формуле 
Сопротивление теплопередаче реперного участка, рассчитанное по результатам измерений в течение первых двух суток (точки 0...96), после отбраковки составляет 
Приборная погрешность определения сопротивления теплопередаче составила σприб=0,12 м2°C/Вт, методическая - σмет=0,56 м2°C/Вт.The instrumental error in determining the heat transfer resistance was σ ar = 0.12 m 2 ° C / W, the methodical error was σ met = 0.56 m 2 ° C / W.
Суммарная абсолютная погрешность определения сопротивления теплопередаче реперного участка составляет σR=0,57 м2°C/Вт.The total absolute error in determining the heat transfer resistance of the reference section is σ R = 0.57 m 2 ° C / W.
Относительная погрешность:Relative error:
Так как относительная погрешность определения сопротивления теплопередаче реперного участка превышает 15%, измерения продолжаются еще 2 суток (на графике - точки 97...192). Расчет, проведенный по следующему периоду натурного наблюдения, дает следующий результат: 
Относительная погрешность при этом составляет: 
Измерение температур и тепловых потоков прекращается, сопротивление теплопередаче реперного участка принимается равным 2.91 м2°C/Вт.The measurement of temperatures and heat fluxes stops, the heat transfer resistance of the reference section is taken to be 2.91 m 2 ° C / W.
Тепловизионную съемку проводят через сутки после окончания измерений. Средняя температура наружного воздуха во время тепловизионной съемки составила -9,5°С. По полученным термограммам, используя формулу (6), определяют сопротивления теплопередаче в произвольных точках ограждающей конструкции, по которым судят о теплозащитных свойствах ограждающей конструкции здания.Thermal imaging is carried out one day after the end of the measurements. The average outdoor temperature during thermal imaging was -9.5 ° C. According to the obtained thermograms, using formula (6), heat transfer resistance is determined at arbitrary points of the building envelope, which is used to judge the heat-shielding properties of the building envelope.
Натурные испытания длились 4 суток. По их результатам определены теплозащитные характеристики ограждающей конструкции здания.Field tests lasted 4 days. Based on their results, the thermal protection characteristics of the building envelope were determined.
Приведенное сопротивление теплопередаче наружной стены составило 2,67 м2°C/Вт при требуемом 3,13 м2°C/Вт.The reduced heat transfer resistance of the outer wall was 2.67 m 2 ° C / W with the required 3.13 m 2 ° C / W.
Источники информации:Information sources:
1. Будадин О.Н. и др. Тепловой неразрушающий контроль изделий. Научно-методическое пособие. М.: Наука, 2002.1. Budadin O.N. etc. Thermal non-destructive testing of products. Scientific and methodological manual. M .: Nauka, 2002.
2. ГОСТ 26629-85 «Метод тепловизионного контроля качества теплоизоляции ограждающих конструкций». 01.07.86 /прототип/.2. GOST 26629-85 "Method of thermal imaging quality control of thermal insulation of building envelopes." 07/01/86 / prototype /.
3. ГОСТ 26254-84 Здания и сооружения «Методы определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций», 01.01.85.3. GOST 26254-84 Buildings and Structures "Methods for determining the heat transfer resistance of building envelopes", 01.01.85.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004130599/28A RU2285915C2 (en) | 2004-10-20 | 2004-10-20 | Method of testing heat protecting properties of guarding structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004130599/28A RU2285915C2 (en) | 2004-10-20 | 2004-10-20 | Method of testing heat protecting properties of guarding structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004130599A RU2004130599A (en) | 2006-03-27 |
| RU2285915C2 true RU2285915C2 (en) | 2006-10-20 |
Family
ID=36388758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004130599/28A RU2285915C2 (en) | 2004-10-20 | 2004-10-20 | Method of testing heat protecting properties of guarding structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2285915C2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2468359C1 (en) * | 2011-06-09 | 2012-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Method of determining heat-transfer resistance of building enclosures |
| RU2475729C1 (en) * | 2011-09-13 | 2013-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" | Heat-engineering investigation method of buildings and facilities |
| RU2497106C1 (en) * | 2012-05-22 | 2013-10-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук" (НИИСФ РААСН) | Method for nondestructive testing of thermal properties of building envelopes |
| RU2771267C1 (en) * | 2021-03-22 | 2022-04-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" | Method for automatic control of heat losses of recuperative heat exchangers at low-temperature gas separation plants operated in the north of the russian federation |
-
2004
- 2004-10-20 RU RU2004130599/28A patent/RU2285915C2/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГОСТ 26254-84. Методы определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций. ГОСТ 26629-85. Метод теплоизоляционного контроля качества теплоизоляции ограждающих конструкций. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2468359C1 (en) * | 2011-06-09 | 2012-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Method of determining heat-transfer resistance of building enclosures |
| RU2475729C1 (en) * | 2011-09-13 | 2013-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" | Heat-engineering investigation method of buildings and facilities |
| RU2497106C1 (en) * | 2012-05-22 | 2013-10-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук" (НИИСФ РААСН) | Method for nondestructive testing of thermal properties of building envelopes |
| RU2771267C1 (en) * | 2021-03-22 | 2022-04-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" | Method for automatic control of heat losses of recuperative heat exchangers at low-temperature gas separation plants operated in the north of the russian federation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004130599A (en) | 2006-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Nardi et al. | U-value assessment by infrared thermography: A comparison of different calculation methods in a Guarded Hot Box | |
| Danielski et al. | Diagnosis of buildings’ thermal performance-a quantitative method using thermography under non-steady state heat flow | |
| US7769201B2 (en) | Method for analyzing multi-layer materials from one-sided pulsed thermal imaging | |
| Nardi et al. | Quantitative thermography for the estimation of the U-value: state of the art and a case study | |
| Tejedor et al. | Thermographic 2D U-value map for quantifying thermal bridges in building façades | |
| Larbi Youcef et al. | In situ quantitative diagnosis of insulated building walls using passive infrared thermography | |
| JP6413058B2 (en) | A method for predicting flaking of concrete structures. | |
| Evangelisti et al. | Comparison between heat-flow meter and Air-Surface Temperature Ratio techniques for assembled panels thermal characterization | |
| Yang et al. | In situ methodology for thermal performance evaluation of building wall: A review | |
| Nardi et al. | Validation of quantitative IR thermography for estimating the U-value by a hot box apparatus | |
| Evangelisti et al. | A methodological approach for heat-flow meter data post-processing under different climatic conditions and wall orientations | |
| Crisóstomo et al. | The importance of emissivity on monitoring and conservation of wooden structures using infrared thermography | |
| Janković et al. | Alternative method for on site evaluation of thermal transmittance | |
| RU2285915C2 (en) | Method of testing heat protecting properties of guarding structure | |
| Simões et al. | Laboratory assessment of thermal transmittance of homogeneous building elements using infrared thermography | |
| Larbi Youcef et al. | Quantitative diagnosis of insulated building walls of restored old constructions using active infrared thermography | |
| RU2457471C2 (en) | Method of determining thermal resistance of section of structural element in nonsteady heat-transfer mode | |
| Vavilov | How accurate is the IR thermographic evaluation of heat losses from buildings? | |
| RU2262686C1 (en) | Method of thermal non-destructive inspection | |
| Rezvani et al. | Evaluating in-situ thermal transmittance measurement to analyze deviations between actual house thermal performance and modelled one by means of energy simulation software | |
| Kazemi et al. | Heat and moisture transfer measurement protocols for building envelopes | |
| Nardi et al. | Combining infrared thermography and numerical analysis for evaluating thermal bridges in buildings: A case study | |
| RU2316760C2 (en) | Method of heat nondestructive testing of multi-layered objects | |
| RU2650052C1 (en) | Method for determining changes in thermal resistance and the coefficient of thermal conductivity through thickness of the external wall fencing results of thermophysical tests in nuclear conditions | |
| RU2644087C1 (en) | Method of determining the time interval when carrying out field thermophysical researches of external walls of brick buildings, in which in the wall fencing, occur conditions of the quasi-stationary heat transfer regime |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HK4A | Changes in a published invention |