ГОСТ 26602.1-99: "Блоки оконные и дверные. Методы определения сопротивления теплопередаче"

Межгосударственный стандарт ГОСТ 26602.1-99
"Блоки оконные и дверные. Методы определения сопротивления теплопередаче"
(введен в действие постановлением Госстроя РФ от 17 ноября 1999 г. N 60)

Windows and doors. Methods of determination of resistance of thermal transmission

Дата введения 1 января 2000 г.

Взамен ГОСТ 26602-85, СТ СЭВ 4183-83

1. Область применения

2. Нормативные ссылки

3. Термины, обозначения и определения

4. Сущность методов

5. Испытательное оборудование и средства контроля

6. Отбор и подготовка образцов

7. Подготовка к испытаниям

8. Проведение испытаний

9. Обработка результатов испытаний

10. Оформление результатов испытаний

Приложение А. Методика поверки испытательного оборудования

Приложение Б. Формы записи результатов испытаний

Приложение В. Расчетный метод определения сопротивления теплопередаче

Приложение Г. Сведения о разработчиках стандарта

1. Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы определения сопротивления теплопередаче оконных и дверных остекленных блоков и их элементов (далее - оконных блоков), изготавливаемых из различных материалов, для отапливаемых зданий и сооружений различного назначения.

Методы, установленные в настоящем стандарте, применяют при проведении типовых, сертификационных и других периодических лабораторных испытаний.

Допускается использование методов настоящего стандарта для определения сопротивления теплопередаче глухих дверных блоков, зенитных фонарей, витражей и их фрагментов, а также стеклопакетов и профильных систем.

2. Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 112-78 Термометры метеорологические стеклянные. Технические условия

ГОСТ 1790-77 Проволока из сплавов хромель Т, алюмель, копель и константан для термоэлектродов термоэлектрических преобразователей. Технические условия

ГОСТ 5774-76 Вазелин конденсаторный. Технические условия

ГОСТ 7502-98 Рулетки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 8711-93 Приборы аналоговые показывающие электроизмерительные прямого действия и вспомогательные части к ним. Часть 2. Особые требования к амперметрам и вольтметрам

ГОСТ 9736-91 Приборы электрические прямого преобразования для измерения неэлектрических величин. Общие технические требования и методы испытаний

ГОСТ 9871-75 Термометры стеклянные ртутные электроконтактные и терморегуляторы. Технические условия

ГОСТ 10616-90 Вентиляторы радиальные и осевые. Размеры и параметры

ГОСТ 13646-68 Термометры стеклянные ртутные для точных измерений. Технические условия

ГОСТ 14791-79 Мастика герметизирующая нетвердеющая строительная. Технические условия

ГОСТ 15588-86 Плиты пенополистирольные. Технические условия

ГОСТ 20477-86 Лента полиэтиленовая с липким слоем. Технические условия

ГОСТ 25380-82 Здания и сооружения. Метод измерения плотности тепловых потоков, проходящих через ограждающие конструкции

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

ГОСТ 27382-87 Переключатели поворотные. Общие технические условия

3. Термины, обозначения и определения

В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями.

Светопрозрачная ограждающая конструкция - ограждающая конструкция, предназначенная для освещения естественным светом помещений зданий.

Теплопередача - перенос теплоты через ограждающую конструкцию от среды с более высокой температурой к среде с более низкой температурой.

Тепловой поток Q, Вт - количество теплоты, проходящее через ограждающую конструкцию в единицу времени.

Плотность теплового потока q, Вт/м2 - количество теплоты, проходящее через ограждающую конструкцию в единицу времени, отнесенное к площади расчетной поверхности размером 1 м2.

Термическое сопротивление однородной ограждающей конструкции R_к, м2 х °С/Вт - отношение разности температур внутренней и внешней поверхностей однородной ограждающей конструкции к плотности теплового потока через конструкцию в условиях стационарной теплопередачи, вычисляемое по формуле

тау - тау

в н

R = ────────────, (1)

к q

где t , t - температура внутренней и внешней поверхностей

в н ограждающей конструкции, °С;

q - плотность теплового потока через ограждающую

конструкцию, Вт/м2.

Сопротивление теплопередаче однородной ограждающей конструкции R_0, м2 х °С/Вт - отношение разности температур окружающей среды по обе стороны однородной ограждающей конструкции к плотности теплового потока через конструкцию в условиях стационарной теплопередачи, вычисляемое по формуле

t - t

в н

R = ───────, (2)

o q

где t , t - температура окружающей среды по обе стороны ограждающей

в н конструкции, °С.

Приведенное термическое сопротивление неоднородной ограждающей конструкции R(пр)_к, м2 х °С/Вт - усредненное по площади расчетной поверхности неоднородной ограждающей конструкции значение термического сопротивления, вычисляемое по формуле

Формула (3)"

Приведенное сопротивление теплопередаче неоднородной ограждающей конструкции R(пр)_0, м2 х °С/Вт - усредненное по площади расчетной поверхности неоднородной ограждающей конструкции значение сопротивления теплопередаче, вычисляемое по формуле

Формула (4)"

Расчетные зоны светопрозрачной ограждающей конструкции - участки конструкции (коробка, рама, створка, разделительные элементы: импосты, горбыльки, бруски переплета, центральные и краевые зоны остекления), являющиеся или принимаемые за однородные температурные зоны.

Серия изделий, типоразмерный ряд - ряд ограждающих конструкций, характеризующихся единым конструктивным решением и отличающихся габаритными размерами, архитектурным рисунком, а также относительной площадью и вариантами остекления.

4. Сущность методов

Лабораторные методы определения сопротивления теплопередаче оконных блоков заключаются в создании постоянного во времени перепада температур по обеим сторонам испытываемого образца, измерении температур воздуха и поверхностей участков образца, а также теплового потока (или тепловой мощности на его создание), проходящего через образец при стационарных условиях испытания, и последующем вычислении значений термического сопротивления и сопротивления теплопередаче.

5. Испытательное оборудование и средства контроля

5.1 Для проведения испытаний применяют:

- климатическую камеру по ГОСТ 26254, имеющую теплое и холодное отделения, а также перегородку с проемом (рисунок 1), в которую устанавливают испытываемый образец;

- термоэлектрические преобразователи (термопары) по ГОСТ 1790, градуированные в установленном порядке, с диапазоном измерения температуры от минус 50 до + 50 °С;

- измерители теплового потока - тепломеры по ГОСТ 25380, градуированные в установленном порядке, с диапазоном измерения плотности теплового потока до 250 Вт/м2;

- приставную калориметрическую камеру, устанавливаемую в теплом отделении климатической камеры, с примыканием к перегородке по периметру испытываемого образца (рисунок 1);

- источник постоянного тока по нормативному документу (далее - НД);

- амперметр по ГОСТ 8711;

- вольтметр по ГОСТ 8711;

- милливольтметр по ГОСТ 9736;

- стеклянные термометры по ГОСТ 112, ГОСТ 13646 с диапазоном измерения температур от минус 50 до + 50 °С;

- электроконтактные термометры по ГОСТ 9871;

- метеорологические термографы и гигрографы по НД;

- аспирационный психрометр по НД с погрешностью измерения не более +-1,0%;

- щитовые переключатели по ГОСТ 27382;

- сосуд Дьюара по НД;

- рулетки металлические по ГОСТ 7502;

- вентиляторы осевые по ГОСТ 10616.

При проведении испытаний допускается использование других приборов, оборудования и измерительных средств, отвечающих условиям проведения испытаний и поверенных в установленном порядке.

5.2 Поверку аппаратуры, применяемой для определения сопротивления теплопередаче по настоящему стандарту, проводят по методике, изложенной в приложении А.

"Рисунок 1. Схемы климатической камеры для проведения испытаний"

6. Отбор и подготовка образцов

6.1 Испытания оконных блоков проводят на образцах полной заводской готовности, изготовленных в соответствии с нормативной и технической документацией на эти изделия.

6.2 Отбор образцов осуществляют методом случайной выборки. Для испытаний рекомендуется отбирать не менее двух однотипных образцов. В случае, если отбор образцов производят без участия представителей испытательного центра (лаборатории), об этом делают соответствующую запись в протоколе испытаний.

6.3 Рекомендуемые размеры образцов оконных блоков для испытаний (высота х ширина): (15 х 12) дм и (15 х 13,5) дм с отношением площади остекления к площади заполнения светового проема не менее 0,5.

6.4 При испытаниях системы профилей (комбинации створок, коробок и других элементов) из них в соответствии с технической документацией на изделия изготавливают образцы оконного блока, в которых светопрозрачную часть заменяют теплоизоляционной плитой толщиной не менее 24 мм из плитного теплоизоляционного материала по ГОСТ 15588.

Допускается проводить испытания линейных элементов профилей при обеспечении требований 7.2 и 7.3 настоящего стандарта. При этом размеры образцов, подлежащих испытаниям, должны составлять не менее 900 мм.

Торцы полых образцов изолируют при помощи полиэтиленовой липкой ленты по ГОСТ 20477 или другими аналогичными материалами по НД.

6.5 При испытаниях стеклопакетов их монтируют в деревянную или пластмассовую раму соответствующих размеров, при этом толщина брусков рамы должна в два или более раз превышать толщину стеклопакета. Размеры образцов стеклопакетов рекомендуются не менее 0,8 х 0,8 м.

6.6 Размеры испытываемого образца оконного блока и его деталей измеряют с помощью металлической рулетки, при этом определяют их соответствие размерам, установленным в НД, а также площади светопропускающей А_ст и непрозрачной А_р, частей конструкции.

7. Подготовка к испытаниям

7.1 Подготовку к испытаниям начинают с рассмотрения технической документации на изделия конкретного вида и составления программы испытаний, в которой учитывают конструктивные особенности изделия и устанавливают требования к температурно-влажностному режиму воздуха в теплом и холодном отделениях климатической камеры, при этом принимают решение о выборе метода измерения тепловых потоков и определяют схему размещения датчиков на поверхностях испытываемого образца.

7.2 Образец оконного блока устанавливают в проем перегородки вертикально, без перекосов и деформаций, монтажные зазоры уплотняют пенополистирольным плитным утеплителем по ГОСТ 15588. Толщина утеплителя должна быть больше или равна толщине рамы оконного блока, но не менее 100 мм. После установки оконного блока стыки между теплоизоляционными плитами и испытываемой конструкцией герметизируют мастикой по ГОСТ 14791 или липкой лентой по ГОСТ 20477.

7.3 При размерах образца, меньших, чем размеры проема перегородки, свободную часть проема перед испытанием заполняют плитным утеплителем по ГОСТ 15588 толщиной, обеспечивающей превышение значения термического сопротивления этой зоны по сравнению с прогнозируемым значением термического сопротивления примыкающей к утеплителю части образца не менее чем в два раза.

7.4 Термопары на поверхностях образца оконного блока устанавливают по вертикальной и горизонтальной осям в центрах предполагаемых однородных температурных зон светопропускающей и непрозрачной частей, а также в местах теплопроводных включений (рисунок 2). Для оценки геометрических границ однородных зон может быть использован метод моделирования процесса теплопередачи через светопрозрачные ограждающие конструкции на ЭВМ (приложение В) с последующим их уточнением экспериментальным методом по 8.2.

При испытаниях системы профилей (комбинаций створок, коробок и других деталей) термопары устанавливают в однородных зонах на поверхностях створок и коробок.

При испытаниях стеклопакета термопары размещают в центральной и краевых зонах поверхностей стеклопакета.

На наружной и внутренней поверхностях образца спаи термопар должны располагаться напротив друг друга по направлению нормали к поверхности.

"Рисунок 2. Схема размещения термопар и тепломеров на образце оконного блока"

7.5 Для измерения температуры воздушной среды с теплой и холодной сторон образца оконного блока устанавливают термопары, располагая их на расстоянии 0,15 м от наружной и внутренней поверхностей. Число устанавливаемых термопар должно быть не менее трех с каждой стороны образца.

7.6 При измерении плотности тепловых потоков с помощью тепломеров их устанавливают в центрах однородных температурных зон на внутренней поверхности образца оконного блока.

При испытаниях системы профилей (комбинаций створок, коробок) тепломеры устанавливают на поверхностях створок и коробок. Тепломеры должны иметь ширину, не превышающую половины ширины профиля.

При испытаниях стеклопакета тепломеры устанавливают в центральной и краевых зонах стеклопакета.

Примерные схемы расстановки термопар и тепломеров на образце показаны на рисунке 3.

Тепломеры, используемые для измерения плотности тепловых потоков, следует выбирать с учетом соответствия излучательной способности их поверхности и поверхности однородной зоны испытываемого образца (относительная излучательная способность поверхности должна быть не менее 0,8).

7.7 Спаи термопар и тепломеры крепят к поверхностям образца при помощи прозрачной липкой ленты по ГОСТ 20477 или пластилина, толщина слоя которого не должна превышать 2 мм. На рабочую поверхность тепломера предварительно наносят тонкий слой вазелина по ГОСТ 5774.

7.8 При измерении тепловых потоков с помощью приставной калориметрической камеры ее устанавливают в теплое отделение климатической камеры и прижимают торцевыми поверхностями к поверхностям перегородки, граничащим с испытываемым образцом. Места примыкания приставной камеры к откосам проема уплотняют и герметизируют согласно требованиям 7.2.

Перед установкой приставной камеры на поверхностях испытываемого образца закрепляют термопары согласно 7.4 и 7.5.

"Рисунок 3. Схема размещения термопар и тепломеров на образце дверного блока"

7.9 Свободные спаи термопар погружают в термостат, а рабочие спаи термопар и тепломеры подключают к системе сбора данных.

7.10 После проверки готовности оборудования и измерительных средств в холодном и теплом отделениях и приставной калориметрической камере (при ее использовании) на регулирующей аппаратуре устанавливают заданные значения температур и включают систему автоматического поддержания температуры воздуха, холодильное, нагревательное, вентиляционное и другое испытательное оборудование.

Температура воздуха в теплой зоне климатической камеры или в приставной камере должна быть в пределах 18 - 20°С.

Температуру в холодной зоне климатической камеры задают согласно программе испытаний с учетом предполагаемого климатического района эксплуатации оконного блока, но не выше минус 20°С.

Допускается проведение испытаний при условии выполнения требования к температурному режиму камеры (t_в - t_н) >= 30°С.

8. Проведение испытаний

8.1 Измерения температуры и теплового потока при испытаниях в климатической камере проводят единовременно при помощи дистанционных приборов и аппаратуры. Нахождение людей и не используемой при испытаниях измерительной аппаратуры в климатической камере во время проведения измерений не допускается.

8.2 При измерении плотности тепловых потоков с помощью тепломеров режим теплопередачи через испытываемый образец считают стационарным, если результаты повторных, с интервалом не менее 0,5 ч, измерений температуры на поверхностях однородных зон образца со стороны теплого отделения отличаются друг от друга не более чем на 0,3°С, а значения термического сопротивления, вычисленные по результатам последовательных измерений сигналов термодатчиков, отличаются друг от друга не более чем на 5% при условии, что эти значения не возрастают и не убывают монотонно.

После установления стационарного режима теплопередачи проверяют правильность выбора однородных температурных зон на образце путем измерения плотности тепловых потоков и температуры его внутренней поверхности. В случае существенных отклонений температуры и плотности тепловых потоков в пределах зоны (превышающих 10%) производят корректировку расположения датчиков температур и тепловых потоков.

Измерение температуры и плотности тепловых потоков проводят не менее трех раз с интервалом не менее 1 ч.

Результаты измерений заносят в протокол испытаний, форма которого приведена в приложении Б (таблица Б).

8.3 При измерении теплового потока с помощью приставной калориметрической камеры электрический нагреватель в приставной камере подключают к регулируемому источнику постоянного тока и методом подбора устанавливают регулятор на уровень, обеспечивающий равенство температуры воздуха в теплом отделении климатической камеры и приставной камере.

Режим теплопередачи через испытываемый образец считают стационарным, если разность значений температур воздуха внутри приставной камеры и теплого отделения климатической камеры не превышает 0,5°С, а результаты повторных, с интервалом не менее 0,5 ч измерений тепловой мощности нагревателя отличаются не более чем на 5%.

Измерения температуры поверхностей образца, а также напряжения и силы тока в сети электрического нагревателя приставной калориметрической камеры проводят не менее трех раз с интервалом 15 мин.

Результаты измерений оформляют в соответствии с приложением Б (таблица Б).

9. Обработка результатов испытаний

9.1 За расчетные значения температуры для каждой однородной зоны принимают среднеарифметические значения измеренных величин.

9.2 Термическое сопротивление i-й однородной зоны испытываемого образца R_ki при измерении плотности тепловых потоков с помощью тепломеров определяют по формуле

R = (тау - тау )/q , (5)

ki вi нi i

где тау , тау - средние температуры соответственно внутренней и

вi нi наружной поверхностей i-й зоны за период

измерений, °С;

q - средняя плотность теплового потока, проходящего

i через i-ю зону за период измерений, Вт/м2.

9.3 Приведенное термическое сопротивление светопропускающей R(ст)_k и непрозрачной R(р)_к частей оконного блока, а также полотна R(п)_к и коробки R_(к)к дверного блока, м2 х С/Вт, определяют по формулам:

Формулы (6), (7)"

9.4 Приведенное термическое сопротивление испытанного оконного блока R(пр)_к, м2 х °С/Вт, определяют по формуле

пр ст р

R = (A + A )/[(A /R ) + (A /R )], (8)

к ст р ст к р к

где A , A - площадь расчетной поверхности светопропускающей и

ст р непрозрачной части оконного блока, м2.

9.5 Приведенное термическое сопротивление испытанного дверного блока R(пр)_к, м2 х °С/Вт, определяют по формуле

пр п к

R = (A + A )/[(A /R ) + (A /R )], (9)

к п к п к к к

где A , A - площади расчетной поверхности полотна и коробки

п к дверного блока, м2.

9.6 Приведенное сопротивление теплопередаче испытанного оконного или дверного блока R(пр)_0, м2 х °С/Вт, при измерении плотности тепловых потоков с помощью тепломеров определяют по формуле

пр пр

R = 1/альфа + R + 1/альфа , (10)

0 в к н

пр

где R - приведенное термическое сопротивление испытанного

к оконного и дверного блоков, м2 х °С/Вт;

альфа , альфа - коэффициенты теплоотдачи внутренней и наружной

в н поверхностей блока, принимаемые равными:

альфа = 8,0 Вт/(м2 х °С), альфа = 23,0 Вт/(м2 х °С).

в н

9.7 Среднее значение плотности теплового потока, проходящего через испытываемый оконный или дверной блок q(пр), при его измерении с помощью приставной калориметрической камеры определяют по формуле

Формула (11)"

9.8 Приведенное термическое сопротивление испытанного оконного (дверного) блока R(пр)_к, м2х°С/Вт, при измерении плотности теплового потока с помощью приставной калориметрической камеры определяют по формуле

пр пр

R = (тау - тау )/q , (12)

к в н

где тау , тау - средние температуры соответственно внутренней и

в н наружной поверхностей испытываемого образца за

период измерений, определяемые по результатам

пр расчета температурного поля, °С;

q - средняя плотность теплового потока, проходящего

через испытываемый образец, Вт/м2.

9.9 Приведенное сопротивление теплопередаче испытываемого оконного (дверного) блока R, м2х°С/Вт, при измерении плотности теплового потока с помощью приставной калориметрической камеры определяют по формуле (10).

9.10 Результаты теплотехнических испытаний оконного блока могут быть распространены на типоразмерный ряд изделий (серию), отличающихся габаритными размерами и относительной площадью остекления. Значения приведенного термического сопротивления оконных блоков типоразмерного ряда определяют по формуле

пр 1

R = ─────────────────────────, (13)

к ст р

бета/R + (1 - бета)/R

к к

ст

где R - приведенное термическое сопротивление светопропускающей

к части испытанного оконного блока, определенное по формуле

p (6), м2 х °С/Вт;

R - приведенное термическое сопротивление непрозрачной части

k испытанного оконного блока, определенное по формуле (7),

м2 х °С/Вт;

бета - отношение площади остекления к площади заполнения

светового проема рассчитываемого оконного блока

типоразмерного ряда.

Приведенное сопротивление теплопередаче оконных блоков типоразмерного ряда вычисляют по формуле (10) с учетом значений приведенного термического сопротивления, рассчитанных по формуле (13).

10. Оформление результатов испытаний

Результаты испытаний оформляют протоколом, в котором указывают:

- наименование испытательного центра (лаборатории) с указанием номера аттестата аккредитации;

- наименование, юридический адрес организации - заказчика испытаний;

- наименование, юридический адрес организации - изготовителя образцов;

- наименование испытываемой продукции, маркировку и нормативный документ на объект испытаний;

- описание, эскиз и техническую характеристику объекта испытаний (включая площадь образцов, коэффициент остекления, полную характеристику светопрозрачной части конструкции, другие необходимые сведения);

- нормативный документ, в соответствии с которым проводят испытания изделия (обозначение настоящего стандарта);

- программу и результаты испытаний;

- дату проведения испытаний;

- подписи ответственных за проведение работ и испытаний лиц;

- другие данные по согласованию с заказчиком.

Приложение А

(справочное)

Методика поверки средств измерений

А.1 Поверку средств измерений, применяемых в лабораторных экспериментальных методах определения сопротивления теплопередаче, проводят согласно настоящему приложению не реже чем раз в полгода, а также при замене датчиков температуры (термопар) и измерителей плотности тепловых потоков (тепломеров).

А.2 При поверке средств измерений экспериментально оценивают методическую погрешность, обусловленную влиянием контактного сопротивления термопар и тепломеров при их креплении к поверхности ограждающей конструкции, изменением характеристик тепломеров в процессе естественного старения, инерционности терморегулирующих приборов и т.д.

Допустимое значение погрешности определения термического сопротивления для эталонного заполнения проема климатической камеры не должно превышать 5%.

А.3 В качестве эталонного заполнения проема климатической камеры используют плоскопараллельную пластину из полиметилметакрилата по НД толщиной не менее 10 мм, аттестованную в установленном порядке. Эталонную пластину устанавливают в проеме камеры с максимальным зазором не более 50 мм и закрепляют по периметру проема на пенополистирольном плитном утеплителе по ГОСТ 15588 с учетом требований 7.2.

А.4 Термопары и тепломеры на поверхности эталонного заполнения при поверке средств измерений размещают согласно 7.4 - 7.6, аналогично условиям испытаний стеклопакетов. Коэффициент однородности теплового потока, проходящего через эталонное заполнение, не должен быть менее 0,9.

А.5 Относительную погрешность дельта, %, определения термического сопротивления вычисляют по формуле

эт эт

дельта = 100(R - R )/R , (А.1)

к к к

где R - приведенное термическое сопротивление эталонного

k заполнения, измеренное согласно настоящему стандарту,

эт м2 х °С/Вт;

R - термическое сопротивление эталонного заполнения,

k полученное при его аттестации, м2 х °С/Вт.

А.6 Термическое сопротивление эталонного заполнения R(эт)_k определяют по формуле

эт эт

R = дельта/ламбда , (А.2)

к

где дельта - толщина пластины эталонного заполнения, м;

эт

ламбда - теплопроводность образца из полиметилметакрилата при

средней температуре образца в соответствии с

требованием 7.10, аттестованного в установленном

порядке.

А.7 Результаты поверки средств измерений оформляют "Актом поверки средств измерений" в соответствии с разделом 10 с указанием рассчитанной относительной погрешности.

Приложение Б

(рекомендуемое)

Формы записи результатов испытаний

Таблица Б.1 - Формы записи результатов испытаний оконного (дверного) блока при измерении тепловых потоков с помощью тепломеров

Дата испытания "__" ___________

Характеристика испытываемого образца _____________

Температура в теплом отделении камеры t_в, °С _____________

Температура в холодном отделении камеры t_н, °С ________