Пример определения диапазона температур наружного воздуха и погрешности вычисления сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции

1. Определяют сопротивление теплопередаче наружных стен жилого дома в зимних условиях эксплуатации здания.

Согласно проекту сопротивление теплопередаче наружной стены по основному полю равно R_о.п = 1 м²×°С/Вт. Среднее экспериментальное значение сопротивления теплопередаче R_о.э вычисляют по результатам измерений по формуле

, (1)

где ¾ средняя температура соответственно внутреннего и наружного воздуха в периоды испытаний, °С;

¾ средняя плотность теплового потока, проходящего через ограждение, Вт/м².

Плотность теплового потока измеряют прибором ИТП-11 в соответствии с ГОСТ 25380 с установкой предела измерения 50 Вт/м². Температуру воздуха измеряют ртутными термометрами с ценой деления 0,2 °С.

2. В соответствии с теорией погрешностей в данном случае абсолютную суммарную погрешность измерений DR_S определяют по формуле

, (2)

где Dq ¾ абсолютная погрешность измерения плотности теплового потока, Вт/м²;

D(Dt_изм) ¾ абсолютная погрешность измерения разности температур, °С.

Основную относительную погрешность прибора ИТП-11 e_q в процентах вычисляют по формуле

, (3)

где q_пр ¾ значение предела измерения, Вт/м²;

q_изм ¾ значение измеренной плотности теплового потока, Вт/м².

Основную абсолютную погрешность измерения прибором ИТП-11 Dq вычисляют по формуле

, (4)

Основную абсолютную погрешность измерения ртутными термометрами принимают равной половине цены деления шкалы

D(Dt) = 0,5 × 0,2 = 0,1 °С.

Так как отношение D(Dt_изм) к Dt пренебрежимо мало, то в дальнейшем его не учитывают.

Экспериментальное значение сопротивления теплопередаче , подлежащей испытанию конструкции, принимают приблизительно равным его проектному значению R_о.п. Подставляя формулу (4) в формулу (2), получают

. (5)

Анализ формулы (5) показывает, что чем больше отношение , тем больше погрешность измерения. При измерении плотности теплового потока прибором ИТП-11 с установкой предела измерения q_пр = 50 Вт/м² и соблюдением относительной погрешности измерений e £ 5 % текущее значение измеряемой плотности теплового потока по формуле (3) будет равно

Вт/м².

Абсолютная погрешность измерений по формуле (5) по основному полю стены с R_о.п = 1 м²×°С/Вт составит:

максимальная

м²×°С/Вт;

минимальная

м2×°С/Вт.

При использовании прибора ИТП-11 при испытаниях необходимо обеспечить условия, при которых измеряемая плотность теплового потока находилась бы в диапазоне 33-50 Вт/м².

Определяют диапазон разностей температур, обеспечивающих этот диапазон плотностей теплового потока.

Из формулы (1) настоящего приложения получают

.

Учитывая, что , получают значения:

D t^min = 33 × 1 = 33 °C;

D t^max = 50 × 1 = 50 °С.

Диапазон наружных температур, при которых необходимо проводить испытания наружной стены жилого здания при соблюдении минимального диапазона суммарной абсолютной погрешности измерений составит:

t_н = (t_в - D t^max) = (18 - 50) = -32 °С;

t_н = (t_в - D t^min) = (18 - 33) = -15 °С.

Сроки испытаний ограждающих конструкций в зимних условиях эксплуатации зданий назначают в соответствии с прогнозом погоды на период стояния наружных температур от минус 15 до минус 32 °С. В этих условиях будет использована верхняя часть шкалы первого диапазона прибора ИТП-11 (от 33 до 50 Вт/м²) и измерения плотности теплового потока будут выполнены с минимальной погрешностью.

Если в результате проведенных испытаний получено, что = 1,04 м²×°С/Вт, то доверительный интервал с учетом вычисленной выше суммарной абсолютной погрешности измерений представляют в виде

м²×°С/Вт.

где D R_S ¾ максимальная абсолютная погрешность измерений.

Если в соответствии с поставленной задачей допускается большая чем в примере погрешность измерения, натурные испытания могут быть проведены при более высоких температурах наружного воздуха.

Так, например, используя формулы (1) ¾ (6), вычислим, что при натурных испытаниях такой же ограждающей конструкции с использованием тех же средств при средней температуре наружного воздуха за расчетные периоды -5 °С, доверительный интервал определения сопротивления теплопередаче составит 0,98 ¾ 1,1 м²×°С/Вт.

Приложение 4
Рекомендуемое

Дата добавления: 2015-06-28