engleski

Determination of thermal properties of building materials

Toplinska svojstva materijala prirodno se pojavljuju pri opisu fenomena prijenosa topline. Određivanje toplinskih svojstava građevnih materijala od presudne je važnosti za njihovu tehničku primjenu: pri kontroli kvalitete i toplinskim proračunima zgrada s ciljem uštede energije. Iznesen je kratki pregled odabranih metoda za određivanje toplinskih svojstava materijala. Težište je dano na usporedbi prednosti i mana pojedinih metoda. Razvijeno je više eksperimentalnih metoda mjerenja toplinske vodljivosti materijala koje prema načelu mjerenja možemo podijeliti na statičke i dinamičke a prema geometrijskom obliku na metode koje se temelje na 1D toku topline u radijalnom (linijski grijači - žice) ili aksijalnom smjeru (pločasti grijači). Uobičajene metode mjerenja toplinske vodljivosti u ustaljenom stanju nisu pogodne za određivanje toplinskih svojstava mokrih i poroznih (cementnih) materijala zbog transporta vode u materijalu prilikom dugotrajnih mjerenja. Dok statičke metode zahtijevaju laboratorijske uvjete (npr. izvrsnu toplinsku izolaciju, toplinski ponor i sl.), dinamičke metode se najčešće lako mogu izvesti i u realnim uvjetima te su pogodne za terenska ispitivanja. Toplinska difuzivnost (a, m2/s) opisuje dinamičko ponašanje materijala pri kondukciji topline (prijelazne pojave, nestacionarni uvjeti), a povezuje specifični toplinski kapacitet (J/kgK), toplinsku vodljivost (W/mK) i gustoću materijala (kg/m3). Uslijed složenosti studiranih procesa prijenosa topline kroz porozne višefazne materijale i ograničenja postojeće teorije, ukupni proces prijenosa topline moguće je pojednostavljeno opisati modelom kondukcije uz prividnu (efektivnu) vrijednost parametra toplinske vodljivosti. Procjena toplinskih svojstava vrlo je osjetljiva prema mjerenim veličinama (promjena temperature) potrebnim za njihovo računanje (engl. inverse, ill-posed problems) pa je interval nesigurnosti procjene veliki. Metode koje koriste grijače kao istodobno temperaturno osjetilo na temelju promjene otpora karakterizira bolja mjerna nesigurnost. Temperaturni reprezentativni odziv se analizira u podudarnosti sa modelom koji uzima u obzir granične i početne uvjete koji se odnose na uvjete eksperimenta. Odstupanja od idealiziranog modela prijenosa topline u eksperimentalnom postavu mogu se svrstati u unutrašnja i vanjska. Unutrašnja odstupanja posljedica su uporabe grijača konačne duljine, promjera i toplinskog kapaciteta, a uklanjaju se odbacivanjem početnog vremenskog razdoblja odziva koji ovisi o svojstvima žice. Vanjska odstupanja nastaju zbog konačnih dimenzija ispitivanog uzorka, a uklanjaju se odabirom maksimalnog vremena trajanja grijanja tijekom kojeg je utjecaj vanjskih granica materijala na odziv neznatan.

thermal properties; building materials; measurement; mathematical modeling

nije evidentirano