RU2475729C1 - Heat-engineering investigation method of buildings and facilities - Google Patents
Heat-engineering investigation method of buildings and facilities Download PDFInfo
- Publication number
- RU2475729C1 RU2475729C1 RU2011137766/28A RU2011137766A RU2475729C1 RU 2475729 C1 RU2475729 C1 RU 2475729C1 RU 2011137766/28 A RU2011137766/28 A RU 2011137766/28A RU 2011137766 A RU2011137766 A RU 2011137766A RU 2475729 C1 RU2475729 C1 RU 2475729C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- heat
- structures
- buildings
- heat transfer
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к строительной теплотехнике, в частности к измерениям теплотехнических характеристик помещений зданий и сооружений и вычислению сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций (стен, перекрытий, покрытий и т.п.).The invention relates to building heating technology, in particular to measuring the thermal characteristics of the premises of buildings and structures and calculating the heat transfer resistance of external building envelopes (walls, ceilings, coatings, etc.).
Известен метод определения теплотехнических характеристик только ограждающих конструкций, включающих измерение температуры и плотности теплового потока и определение теплофизических характеристик по соответствующим теоретическим зависимостям [1].A known method for determining the thermal characteristics of only walling, including measuring the temperature and density of the heat flux and determining the thermal characteristics of the corresponding theoretical dependencies [1].
Недостатком этого метода является неудобство проведения измерений в связи с установкой датчика на наружной стороне ограждающей конструкции.The disadvantage of this method is the inconvenience of taking measurements in connection with the installation of the sensor on the outside of the enclosing structure.
Также известен метод тепловизионного контроля качества теплоизоляции ограждающих конструкций, включающий 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 [2].Also known is the method of thermal imaging quality control of thermal insulation of enclosing structures, including field measurements of temperatures and heat flux densities at the reference point, determination of heat transfer resistance at the reference point, thermal imaging of the building envelope, followed by determination of heat transfer resistance at arbitrary points [2].
Недостатком этого способа является использование сложного и дорогостоящего тепловизионного оборудования, необходимого для определения теплофизических характеристик строительных конструкций, которое требует дополнительных экономических затрат.The disadvantage of this method is the use of complex and expensive thermal imaging equipment necessary to determine the thermophysical characteristics of building structures, which requires additional economic costs.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение возможности оценки теплозащитных свойств ограждающих конструкций в нестационарных условиях с применением минимального количества регистрирующих приборов, с сохранением точности и повышением производительности контроля, а также расширение функциональных возможностей.The technical result of the invention is the ability to assess the heat-shielding properties of building envelopes in unsteady conditions using a minimum number of recording devices, while maintaining accuracy and increasing control performance, as well as expanding the functionality.
Научная новизна состоит в комплексном обследовании зданий и сооружений и определении теплотехнических характеристик их ограждающих конструкций в данный момент эксплуатации с целью выбора в дальнейшем наиболее рациональной системы утепления и ее внедрения для достижения эффекта минимального расхода топливно-энергетических ресурсов.Scientific novelty consists in a comprehensive examination of buildings and structures and determining the thermal characteristics of their building envelopes at the moment of operation in order to select the most rational system of insulation in the future and its implementation to achieve the effect of minimum consumption of fuel and energy resources.
Способ преимущественно применим при определении теплотехнических характеристик панельных домов, так как наличие стыков панелей предполагает значительное увеличение «краевых зон» [3] по сравнению со зданиями и сооружениями других конструктивных решений, и, соответственно, возникает необходимость более адекватного подхода к планированию и проведению замеров.The method is mainly applicable in determining the thermal characteristics of panel houses, since the presence of panel joints implies a significant increase in “marginal zones” [3] compared with buildings and structures of other design solutions, and, accordingly, there is a need for a more adequate approach to planning and conducting measurements.
Способ включает вычисление сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций зданий и сооружений посредством измерения относительной влажности воздуха внутри помещения, измерения температуры внутреннего и наружного воздуха, измерения температуры на внутренней поверхности ограждающих конструкций и измерения плотности теплового потока, проходящего через данные конструкции. Измеренные значения плотности теплового потока на выбранных участках заносятся в электронный блок памяти, затем по известным математическим зависимостям вычисляется сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций здания.The method includes calculating the heat transfer resistance of building envelopes of buildings and structures by measuring the relative humidity of the indoor air, measuring the temperature of the indoor and outdoor air, measuring the temperature on the inner surface of the building envelope, and measuring the density of the heat flux passing through these structures. The measured values of the heat flux density in the selected areas are recorded in the electronic memory unit, then, using the known mathematical dependencies, the heat transfer resistance of the building envelope is calculated.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Теплотехническое обследование производится в зимний период при включенном отоплении здания. Для инструментального контроля используется испытательное оборудование, зарегистрированное в Государственном реестре средств измерений Российской Федерации: термогигрометр, радиационный термометр, измеритель плотности тепловых потоков.Thermal inspection is carried out in the winter with the heating of the building turned on. For instrumental control, testing equipment is used, which is registered in the State Register of Measuring Instruments of the Russian Federation: thermohygrometer, radiation thermometer, heat flux density meter.
При помощи термогигрометра производятся замеры влажности внутреннего воздуха φint и его температуры tint. Выносной зонд прибора помещается в центр помещения на высоту 1,0-1,5 м от уровня пола. Фиксация измеренных значений влажности и температуры воздуха производится после того, как их отклонения в течение определенного времени не превышают заданных величин.Using a thermohygrometer, humidity of internal air φ int and its temperature t int are measured. The remote probe of the device is placed in the center of the room at a height of 1.0-1.5 m from the floor level. The measured values of humidity and air temperature are fixed after their deviations for a certain time do not exceed the specified values.
В зависимости от различных сочетаний полученных значений определяется температура точки росы td либо с помощью самого прибора, обладающего данной функцией, либо по формулеDepending on various combinations of the obtained values, the dew point temperature t d is determined either using the device itself having this function, or by the formula
где а=17,27; b=237,7°C; ln - натуральный логарифм; tint - температура внутреннего воздуха [°C]; φint - относительная влажность [доли] (0<φint<1).where a = 17.27; b = 237.7 ° C; ln is the natural logarithm; t int - internal air temperature [° C]; φ int - relative humidity [fraction] (0 <φ int <1).
Формула обладает погрешностью ±0,4°C в диапазоне значений 0°C<t<60°C; 0,01<φint<1,0; 0°C<td<50°C.The formula has an error of ± 0.4 ° C in the range of 0 ° C <t <60 ° C; 0.01 <φ int <1.0; 0 ° C <t d <50 ° C.
Определяется нормируемая температура τn внутренней поверхности ограждающей конструкции по формулеThe normalized temperature τ n of the inner surface of the building is determined by the formula
где Δtn - нормируемый температурный перепад [°C], принимаемый по таблице 5 СНиП 23-02-2003 [5].where Δt n is the normalized temperature difference [° C], taken according to table 5 of SNiP 23-02-2003 [5].
Если нормируемая температура τn внутренней поверхности ограждающей конструкции выше температуры точки росы td, то ее значение является минимально допустимым и устанавливается в качестве нижнего предела для сигнализации радиационного термометра. В обратном случае минимально допустимой является температура точки росы td, которая устанавливается в качестве нижнего предела для сигнализации.If the normalized temperature τ n of the inner surface of the building envelope is higher than the dew point temperature t d , then its value is the minimum acceptable and is set as the lower limit for signaling the radiation thermometer. In the opposite case, the minimum allowable temperature is the dew point temperature t d , which is set as the lower limit for the alarm.
Радиационным термометром с предустановленным режимом сигнализации производятся зигзагообразные движения по области контролируемой зоны, пока не обследуется вся ее площадь. Если прибор издает соответствующий сигнал, то данная зона подвергается более тщательному сканированию с целью выявления точек с минимальной температурой для дальнейшего измерения в этих точках теплового потока. Недостатком этого способа по сравнению с тепловизионным обследованием является незначительное увеличение времени сканирования ограждающей конструкции.A radiation thermometer with a preset alarm mode produces zigzag movements in the area of the controlled zone until its entire area is examined. If the device emits the corresponding signal, then this zone is subjected to more thorough scanning in order to identify points with a minimum temperature for further measurement at these points of the heat flux. The disadvantage of this method compared with thermal imaging inspection is a slight increase in the scanning time of the building envelope.
Вышеизложенный способ можно представить в виде блок-схемы алгоритма теплотехнического обследования, приведенной на рисунке 1.The above method can be represented in the form of a flowchart of the heat engineering inspection algorithm shown in Figure 1.
По этому принципу проводится обследование внутренних поверхностей наружных стен, пола, потолка, внутренних стен и перегородок, светопрозрачных и непрозрачных элементов окна, оконных откосов и всех углов сопряжений.According to this principle, the examination of the internal surfaces of external walls, floors, ceilings, internal walls and partitions, translucent and opaque window elements, window slopes and all the corners of the joints is carried out.
Полученные данные заносятся в форму, представленную таблицей 1.The obtained data are entered in the form presented in table 1.
Данная методика предполагает более тщательную и качественную подготовку перед проведением измерения плотности теплового потока, которая осуществляется за счет разделения обследуемой ограждающей конструкции на несколько изотермических зон.This technique requires a more thorough and high-quality preparation before measuring the heat flux density, which is carried out by dividing the examined building envelope into several isothermal zones.
Плотность теплового потока, проходящего через ограждающие конструкции, определяется по результатам нескольких измерений в оперативном режиме. В первом случае преобразователи теплового потока размещаются на термически однородных участках, характерных для всей обследуемой ограждающей конструкции, с целью определения усредненной плотности теплового потока и, соответственно, среднего значения сопротивления теплопередаче «по глади». Во втором случае (а при наличии всех трех зон - и в третьем) преобразователи теплового потока размещаются в местах теплопроводных включений с целью определения локальной плотности теплового потока и, соответственно, среднего значения сопротивления теплопередаче «в краевых зонах».The density of the heat flux passing through the building envelope is determined by the results of several measurements in the on-line mode. In the first case, heat flux converters are located in thermally homogeneous areas characteristic of the entire examined building envelope, in order to determine the average heat flux density and, accordingly, the average value of heat transfer resistance “according to surface”. In the second case (and in the presence of all three zones - and in the third), the heat flux converters are located in the places of heat-conducting inclusions in order to determine the local heat flux density and, accordingly, the average value of the heat transfer resistance “in the boundary zones”.
Приведенное сопротивление теплопередаче R0 r ограждающей конструкции, имеющей неравномерность температур поверхностей, вычисляется по формулеThe reduced heat transfer resistance R 0 r of the building envelope having an uneven surface temperature is calculated by the formula
где А - площадь испытываемой ограждающей конструкции [м2]; Ai - площадь характерной изотермической зоны [м2]; R0.i - сопротивление теплопередаче характерной зоны [м2·°C/Вт].where A is the area of the tested building envelope [m 2 ]; A i is the area of the characteristic isothermal zone [m 2 ]; R 0.i is the heat transfer resistance of the characteristic zone [m 2 · ° C / W].
Замер и обработка данных производится в соответствии с ГОСТ 26254-84 [4] с тем отличием, что в настоящем способе сопротивление теплопередаче вычисляется без промежуточных замеров температуры внутренней и наружной поверхности ограждающей конструкции.Measurement and processing of data is carried out in accordance with GOST 26254-84 [4] with the difference that in the present method, the heat transfer resistance is calculated without intermediate measurements of the temperature of the inner and outer surfaces of the building envelope.
где αint, αext - коэффициенты теплоотдачи соответственно внутренней и наружной поверхности ограждающих конструкций [Вт/(м2·°C)], принимаемые по таблице 7 СНиП 23-02-2003 [5] и таблице 8 СП 23-101-2004 [6]; δi - толщина i-того слоя конструкции [м]; λi - расчетный коэффициент теплопроводности i-ого слоя [Вт/(м·°С)], принимаемый по приложению Д СП 23-101-2004 [6]; tint и text - средняя температура соответственно внутреннего и наружного воздуха [°C]; τint и τext - средняя температура соответственно внутренней и наружной поверхности ограждающей конструкции [°C]; q - средняя плотность теплового потока, проходящего через ограждающую конструкцию [Вт/м2].where α int , α ext are the heat transfer coefficients, respectively, of the inner and outer surfaces of the building envelope [W / (m 2 · ° C)], taken according to table 7 of SNiP 23-02-2003 [5] and table 8 of SP 23-101-2004 [6]; δ i is the thickness of the i-th layer of the structure [m]; λ i - calculated coefficient of thermal conductivity of the i-th layer [W / (m · ° С)], adopted according to the appendix D SP 23-101-2004 [6]; t int and t ext are the average temperature of the internal and external air [° C], respectively; τ int and τ ext - the average temperature, respectively, of the inner and outer surfaces of the building [° C]; q is the average density of the heat flux passing through the enclosing structure [W / m 2 ].
Предлагаемый способ неразрушающего контроля наружных ограждающих конструкций позволяет измерять комплекс необходимых теплотехнических характеристик (влажность и температуру воздуха, температуру поверхности и сопротивление теплопередаче) непосредственно в эксплуатируемом здании с внутренней стороны помещения. Неразрушающий контроль подразумевает измерение параметров объекта, не требующее нарушения целостности его конструкций, то есть такой контроль экономически выгоден.The proposed method of non-destructive testing of external building envelopes allows you to measure the set of necessary thermal characteristics (humidity and air temperature, surface temperature and resistance to heat transfer) directly in the operated building from the inside of the room. Non-destructive testing involves measuring the parameters of an object that does not require a violation of the integrity of its structures, that is, such control is economically viable.
Настоящая методика может использоваться при обследовании конструкций любой толщины и состава. В данной методике все измерения производятся в оперативном режиме, что уменьшает время их проведения при сохранении точности. Способ является менее трудоемким, не требует сложного тепловизионного оборудования и связанных с этим высоких экономических затрат (стоимость радиационного термометра при наличии необходимых функций, например, звуковой сигнализации по нижнему уровню температуры, находится в пределах 25000 рублей, а стоимость тепловизора около 300000 рублей и выше).This technique can be used to examine structures of any thickness and composition. In this technique, all measurements are performed online, which reduces the time they are taken while maintaining accuracy. The method is less time-consuming, does not require sophisticated thermal imaging equipment and the associated high economic costs (the cost of a radiation thermometer with the necessary functions, for example, an audible alarm at a lower temperature level, is within 25,000 rubles, and the cost of a thermal imager is about 300,000 rubles and above) .
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ №2421711, 2009 г. - аналог.1. RF patent No. 2421711, 2009 - an analogue.
2. Патент РФ №2285915, 2004 г. - прототип.2. RF patent №2285915, 2004 - a prototype.
3. Корниенко С.В. Повышение энергоэффективности зданий за счет снижения теплопотерь через краевые зоны ограждающих конструкций // Сборник трудов научной конференции НИИСФ РААСН - II академические чтения «Актуальные вопросы строительной физики - энергосбережение и экологическая безопасность». - М., 2005. - С.348-352.3. Kornienko S.V. Improving the energy efficiency of buildings by reducing heat loss through the boundary zones of the enclosing structures // Proceedings of the scientific conference NIISF RAASN - II academic readings “Actual issues of building physics - energy conservation and environmental safety”. - M., 2005 .-- S.348-352.
4. ГОСТ 26254-84. Здания и сооружения. Методы определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций [Текст]. - М.: Госстрой СССР, 1984.4. GOST 26254-84. Buildings and constructions. Methods for determining the heat transfer resistance of building envelopes [Text]. - M.: Gosstroy of the USSR, 1984.
5. СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий [Текст]. - М.: Госстрой России, 2003.5. SNiP 23-02-2003. Thermal protection of buildings [Text]. - M.: Gosstroy of Russia, 2003.
6. СП 23-101-2004. Проектирование тепловой защиты зданий [Текст]. - М.: ОАО «ЦНИИпромзданий» и ФГУП ЦНС, 2004.6. SP 23-101-2004. Design of thermal protection of buildings [Text]. - M .: TsNIIpromzdaniy OJSC and FSUE Central nervous system, 2004.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011137766/28A RU2475729C1 (en) | 2011-09-13 | 2011-09-13 | Heat-engineering investigation method of buildings and facilities |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011137766/28A RU2475729C1 (en) | 2011-09-13 | 2011-09-13 | Heat-engineering investigation method of buildings and facilities |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2475729C1 true RU2475729C1 (en) | 2013-02-20 |
Family
ID=49121076
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011137766/28A RU2475729C1 (en) | 2011-09-13 | 2011-09-13 | Heat-engineering investigation method of buildings and facilities |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2475729C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109086559A (en) * | 2018-09-30 | 2018-12-25 | 机械工业第六设计研究院有限公司 | The heat transfer coefficient design method of sludge composting workshop building enclosure |
RU2697034C2 (en) * | 2015-02-06 | 2019-08-08 | Сэн-Гобэн Изовер | Determination of wall thermal resistance |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2219534C1 (en) * | 2002-09-12 | 2003-12-20 | Будадин Олег Николаевич | Process of thermal nondestructive testing of multilayer objects |
RU2285915C2 (en) * | 2004-10-20 | 2006-10-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Исследовательский Центр "Строительство" | Method of testing heat protecting properties of guarding structure |
RU2321845C2 (en) * | 2006-04-07 | 2008-04-10 | Василий Васильевич Дыбок | Method for estimating heat-protective properties of external protective structures of buildings and structures under conditions of non-stationary heat transmission on basis of results of tests performed under natural conditions |
US20090046759A1 (en) * | 2003-03-12 | 2009-02-19 | Peng Lee | Nondestructive Residential Inspection Method |
RU2383008C1 (en) * | 2008-12-19 | 2010-02-27 | Олег Николаевич Будадин | Method for thermal nondestructive check of thermotechnical characteristics of materials and structures |
-
2011
- 2011-09-13 RU RU2011137766/28A patent/RU2475729C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2219534C1 (en) * | 2002-09-12 | 2003-12-20 | Будадин Олег Николаевич | Process of thermal nondestructive testing of multilayer objects |
US20090046759A1 (en) * | 2003-03-12 | 2009-02-19 | Peng Lee | Nondestructive Residential Inspection Method |
RU2285915C2 (en) * | 2004-10-20 | 2006-10-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Исследовательский Центр "Строительство" | Method of testing heat protecting properties of guarding structure |
RU2321845C2 (en) * | 2006-04-07 | 2008-04-10 | Василий Васильевич Дыбок | Method for estimating heat-protective properties of external protective structures of buildings and structures under conditions of non-stationary heat transmission on basis of results of tests performed under natural conditions |
RU2383008C1 (en) * | 2008-12-19 | 2010-02-27 | Олег Николаевич Будадин | Method for thermal nondestructive check of thermotechnical characteristics of materials and structures |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2697034C2 (en) * | 2015-02-06 | 2019-08-08 | Сэн-Гобэн Изовер | Determination of wall thermal resistance |
CN109086559A (en) * | 2018-09-30 | 2018-12-25 | 机械工业第六设计研究院有限公司 | The heat transfer coefficient design method of sludge composting workshop building enclosure |
CN109086559B (en) * | 2018-09-30 | 2023-03-24 | 机械工业第六设计研究院有限公司 | Heat transfer coefficient design method for sludge composting workshop enclosure structure |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Asdrubali et al. | Evaluating in situ thermal transmittance of green buildings masonries—A case study | |
Ficco et al. | U-value in situ measurement for energy diagnosis of existing buildings | |
O’Grady et al. | Infrared thermography technique as an in-situ method of assessing heat loss through thermal bridging | |
Desogus et al. | Comparing different approaches to in situ measurement of building components thermal resistance | |
Lucchi | Thermal transmittance of historical brick masonries: A comparison among standard data, analytical calculation procedures, and in situ heat flow meter measurements | |
Albatici et al. | A comprehensive experimental approach for the validation of quantitative infrared thermography in the evaluation of building thermal transmittance | |
Peng et al. | In situ measuring and evaluating the thermal resistance of building construction | |
Larbi Youcef et al. | In situ quantitative diagnosis of insulated building walls using passive infrared thermography | |
Plesu et al. | Infrared thermography applications for building investigation | |
Tejedor et al. | Thermographic 2D U-value map for quantifying thermal bridges in building façades | |
Evangelisti et al. | Influence of heating systems on thermal transmittance evaluations: Simulations, experimental measurements and data post-processing | |
Guattari et al. | Influence of internal heat sources on thermal resistance evaluation through the heat flow meter method | |
Evangelisti et al. | Comparison between heat-flow meter and Air-Surface Temperature Ratio techniques for assembled panels thermal characterization | |
Janković et al. | Alternative method for on site evaluation of thermal transmittance | |
Varshney et al. | Air-infiltration measurements in buildings using sound transmission loss through small apertures | |
Grinzato et al. | R-value estimation by local thermographic analysis | |
Yang et al. | In situ methodology for thermal performance evaluation of building wall: A review | |
RU2475729C1 (en) | Heat-engineering investigation method of buildings and facilities | |
Benhmidou et al. | Thermal performance prediction of an existing building with framing system using the IRT method | |
JP3194072U (en) | Inspection diagnostic equipment using infrared camera and calculation software | |
Chen et al. | Remote sensing of indoor thermal environment from outside the building through window opening gap by using infrared camera | |
Anderson | Energy performance of buildings directive | |
RU2497106C1 (en) | Method for nondestructive testing of thermal properties of building envelopes | |
RU2657332C1 (en) | Method for determining reduced thermal resistance of non-uniform enclosing structure in climatic chamber | |
RU2316760C2 (en) | Method of heat nondestructive testing of multi-layered objects |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130914 |