Л. 2 порядок определения расчетныХтеплофизических характеристик строительных материалов

Для строительных материалов, которые не указаны в таблице Л. 1, расчетные значения теплофизических характеристик определяют на основании экспериментальных испытаний с выполнением следующих процедур.

Л.2.1. Теплопроводность материала в сухом и увлажненном состоянии определяют согласно ДСТУ Б В.2.7-105 (ГОСТ 7076).

Л.2.2 Испытания проводят с применением испытательного оборудования и средств измерительной техники:

прибор по определению теплопроводности в соответствии с ДСТУ Б В. 2.7-105, с точностью определения коэффициента теплопроводности материалов ± 3 %; устройство для увлажнения образцов; лабораторные сушильные печи; климатическая камера, которая позволяет задавать температуру воздуха в диапазоне от минус 30 ⁰С до +60⁰С с точностью ± 1⁰С, весы, измерительные средства. Все средства измерений должны сопровождаться удостоверениями государственной метрологической поверки в установленном порядке.

Л.2.3 Испытания выполняют на образцах, изготовленных соответственно нормативной технической документации на эти изделия. Допускается проведение испытаний новых материалов на стадии их разработки из-за отсутствия комплекта технической документации.

Отбор образцов осуществляют методом случайной выборки. Для испытаний отбирают не менее 5 однотипных образцов.

Испытания выполняют на образцах в виде прямоугольного параллелепипеда, лицевые грани которого имеют форму квадрата с длиной стороны не меньше чем 250 мм. Толщина образца может составлять от 20 мм до 50 мм. Лицевые грани образца должны быть плоскими и параллельными. Отклонение лицевых граней образца от параллельности не должно быть более чем 0,5 мм. Толщину образца измеряют штангенциркулем с погрешностью не более чем 0,1 мм. Длину и ширину образца измеряют линейкой с погрешностью не более чем 0,5 мм.

Образец высушивают до постоянной массы при температуре, указанной в нормативном документе на материал или изделие. Образец считается высушенным до постоянной массы, если разность между двумя последовательными измерениями массы после очередного взвешивания не превышает 0,5% за период не менее чем 0,5 часа. До проведения испытаний образец выдерживается в эксикаторе с относительной влажностью не более чем 20%.

Л. 2.4 Определение коэффициента теплопроводности материала, λ_0и, Вт/(м·К), выполняют на образцах в сухом их состоянии в соответствии с ДСТУ Б В. 2.7-105. Испытания выполняют при средней температуре образца (25-30)⁰С.

Определяют массу каждого образца, m_0и,кг, и плотностьρ_0и, кг/м³_.

Определяют характеристики материала всухомсостоянии:

, (Л.1)

где N- количество образцов, которые испытывались;

, (Л.2)

где δ_λ- суммарная методическая и систематическая погрешность измерений, Вт/(м·К).

Л.2.5 Определение расчетной влажности материала

При наличии в таблице Л1 аналогичных материалов по составу и структуре с материалом, который испытывается, расчетные значения влажности, w_А,w_Б, принимаются соответственно данным для аналога. При отсутствии аналога проводят экспериментальное определение характеристикw_А,w_Б, путем сорбционного увлажнения образцов материала согласно ГОСТ 24816 последовательно при относительной влажности воздуха соответственно 80% и 95%.

После определения значений w_А (при 80% относительной влажности воздуха) иw_Б (при 95% относительной влажности воздуха) осуществляют увлажнение образца до значений близких кw_А,w_Б(в дальнейшем расчете значениеw_р).

Л. 2.6 Массу образца, до которой его необходимо увлажнить, чтобы получить значение, которое соответствует w_р, определяют по формуле:

m_Wр =m₀(1+0.01w_р), (Л. 3)

Осуществляют увлажнение образца на установке, которая обеспечивает принудительное насыщение водяным паром или капельно-воздушной смесью. Для этого образец располагают в горизонтальном положении в специальном прямоугольном коробе таким образом, чтобы образец разделял его на две части. К верхней части короба присоединяется пылесос, который создает разрежение в этой половине. В нижнюю половину короба подается капельно-воздушная смесь или пар. Процедура увлажнения продолжается от 5 до 15 мин. Процедуру увлажнения повторяют, переворачивая образец до получения близкого к необходимому значению массы m_wр.

Примечание При увлажнении волокнистых материалов применять капельно-воздушное увлажнение не допускается.

После достижения необходимого значения влажности образец завертывают в полиэтиленовую пленку, которую запаивают по всем граням, и размещают на горизонтальной поверхности. Каждый час на протяжении 4 часов образец переворачивают с одной лицевой стороны на другую. Устанавливают образец вертикально и выдерживают на протяжении не менее чем 2 суток для материалов на основе минеральной или стеклянной ваты, для материалов из пенопластов - на протяжении не менее чем 10 суток, для всех других материалов - на протяжении не менее чем 14 суток, переворачивая образец каждые сутки.

Процедуру увлажнения выполняют для всей выборки образцов.

Л. 2.7 Определение коэффициента теплопроводности материала в увлажненном состоянии, при значениях влажности образцов близких к расчетным, выполняют в соответствии с ДСТУ Б В. 2.7-105 при расчетной температуре материала в конструкции за отопительный период года (+10⁰С). Градиент температуры в образце во время испытаний не должен превышать 1⁰С/см.

Допускается проведение испытаний при средней температуре образца +25⁰С.

Л. 2.8 По результатам испытаний определяют зависимость λ(w) при расчетной температуре материала. Соответственно определенной зависимости λ(w) устанавливают характеристики теплопроводности,материала приw_А,w_Б.

Л.2.9 Расчетные значения коэффициента теплопроводности определяют по формулам:

,, (Л. 4)

При проведении испытаний при средней температуре образца +25⁰С расчетные значения теплопроводности определяют по формулам:

,, (Л. 5)

где κ_к- коэффициент учета влияния климатической деструкции материалов в процессе эксплуатации на их теплопроводность, определяется на основании экспериментальных исследований материалов, при их отсутствии принимается равным 1,2 для полимерных материалов, для волокнистых материалов - 1,1, для изделий из природного органического сырья - 1,05, для др. материалов – 1,0;

κ_г – коэффициент учета влияния качества строительно-монтажных работ на изменение теплопроводности материала, для мягких материалов с прочностью на сжатие меньше чем 0,035 МПа при 10%-ой деформации принимается равным 1,1, для материалов с прочностью на сжатие 0,035 МПа и более при 10%-ой деформации принимается равным 1;

κ_t – коэффициент учета разности температур при условиях испытаний и расчетных условиях эксплуатации, определяется на основании экспериментальных исследований или принимается по аналогу по составу и структуре материала.

Л. 2.10 Коэффициенты теплоусвоения материалов, s_А s_Бприw_А,w_Бопределяются по формулам:

(Л. 8)

(Л. 9)

где ρ₀– плотность материала, кг/м³,

c₀– теплоемкость материала, кДж/(кг·К), которая определяется по ГОСТ 23250, или принимается по табл. Л1 по аналогу относительно состава и структуры материала.