ما هو التوصيل الحراري؟
قياس الموصلية الحرارية هو تحديد مقدار الحرارة التي تنقلها المادة لكل وحدة سمك وفرق درجة حرارة الوحدة. يتم وضع العينة بين لوحين، ويتم إنشاء اختلاف ثابت في درجة الحرارة وقياس تدفق الحرارة المنقولة. يتم إعطاء النتيجة كـ lambda (W/m·K)؛ تم العثور على المقاومة الحرارية بتقسيم السماكة على لامدا.
الغرض من التوصيل الحراري
الهدف هو تحديد الأداء الحراري للمادة رقميًا وتوفير مدخلات في حسابات طاقة المبنى واختيار سمك العزل.
على أي منتجات يُطبَّق التوصيل الحراري؟
- مواد العزل الحراري
- مواد الجدران والأرضيات
- العناصر الهيكلية المركبة
- مواد الجص والممله
- المنتجات الخشبية والخشبية
في أي قطاعات يُستخدم التوصيل الحراري؟
المواصفات المتعلقة بـ التوصيل الحراري
- TS EN 12667 (المقاومة الحرارية في المنتجات ذات المقاومة الحرارية المتوسطة والعالية)
- TS EN 12664 (المقاومة الحرارية في المنتجات الجافة والرطبة)
- TS EN 12939 (المقاومة الحرارية في المنتجات السميكة)
- TS EN ISO 8301 (جهاز قياس التدفق الحراري)
- TS EN ISO 8302 (جهاز التسخين المحمي)
- سلسلة TS EN ISO 22007 (طرق الحالة العابرة)
شروط التوصيل الحراري
- متوسط درجة الحرارة
- يتم إجراء القياس والإبلاغ عنه عند متوسط درجة الحرارة المحددة؛ القيمة تعتمد على درجة الحرارة
- محتوى الرطوبة
- يتم قياس العينة جافة أو عند محتوى رطوبة متوازن محدد؛ الرطوبة تزيد لامدا
- سماكة
- يتم تسجيل السماكة أثناء القياس
- حالة مستقرة
- يتم إجراء القياس بعد أن يصبح التدفق الحراري مستقرًا.
جهاز التوصيل الحراري
- جهاز لوح التسخين المحمي (GHP).
- جهاز قياس التدفق الحراري (HFM).
- تكييف الهواء وخزائن التجفيف
- أنظمة قياس السماكة
- Referans standart numuneler
متطلبات العينة لـ التوصيل الحراري
- إن تكييف مواد البناء يحدد النتيجة بشكل مباشر: فالخرسانة التي لم يكتمل وقت المعالجة أو الخشب الرطب أو المواد العازلة غير المتوازنة لن تظهر أدائها الحقيقي. يتم دائمًا ذكر عمر العينة وظروف التكييف في التقرير.
- حجم عينة مسطح يغطي مساحة قياس الجهاز
- يجب أن تكون الأسطح ناعمة ومتوازية؛ الفجوة تشوه القياس
- يجب الإعلان عن كثافة المواد وسمكها
- يجب قياس المواد الحساسة للرطوبة بعد التجفيف
مدة التوصيل الحراري
ويستمر القياس نفسه حتى الوصول إلى حالة الاستقرار، وهذه المرة يعتمد على المقاومة الحرارية للمادة. بالنسبة للعينات السميكة والعازلة للغاية، يستغرق الأمر وقتًا أطول بكثير للوصول إلى الحالة المستقرة؛ تتم إضافة التكييف المسبق أيضًا إلى الجدول الزمني.
إجراء التوصيل الحراري
- 1حجم العينة ومكيفة.
- 2يتم قياس السماكة والكثافة.
- 3يتم وضع العينة بين لوحات الجهاز.
- 4يتم تحديد متوسط درجة الحرارة المحددة والفرق في درجات الحرارة.
- 5تتم مراقبة التدفق الحراري حتى يتم الوصول إلى حالة مستقرة.
- 6يتم حساب الموصلية الحرارية والمقاومة الحرارية.
معايير قبول التوصيل الحراري
الموصلية الحرارية ليست قيمة نجاح/فشل، ولكنها قيمة أداء معلنة. يتم تحديد الحد الأدنى من المقاومة الحرارية المطلوبة لمكون المبنى من خلال لوائح أداء الطاقة الوطنية. وفي نطاق (الاتحاد الأوروبي) 305/2011، فإن نتيجة الاختبار ليست قرارًا بالنجاح/الرسوب، ولكن قيمة الأداء التي سيتم الإعلان عنها في إعلان الأداء (DoP). تحدد اللوائح الوطنية ومواصفات المشروع الخاصة بالبلد حيث سيتم استخدام المنتج مستوى الأداء الكافي.
تقييم النتائج
ولا يمكن مقارنة النتيجة دون تحديد درجة حرارة القياس وحالة الرطوبة. بالإضافة إلى ذلك، تمثل القيمة المختبرية الظروف الجافة والمثالية؛ ومن الناحية العملية، فإن الرطوبة والضغط والفجوات المتصاعدة تقلل من الأداء الفعلي. هذا الاختلاف هو سبب الهامش في قيم التصميم.
تقرير التوصيل الحراري
- وصف المواد والكثافة والسمك
- التكييف والرطوبة
- قياس متوسط درجة الحرارة والفرق في درجات الحرارة
- الموصلية الحرارية (W/m·K) والمقاومة الحرارية (m²·K/W)
- عدم اليقين في القياس والجهاز المستخدم
الاعتماد
حصلت EUROLAB على اعتماد معترف به دوليًا تم الحصول عليه من هيئات الاعتماد الأطراف في ترتيبات الاعتراف المتعددة الأطراف IAF وILAC، بموجب ISO/IEC 17025 للاختبارات المعملية، وISO/IEC 17020 للتفتيش والمراقبة، وISO/IEC 17021-1 وISO/IEC 17065 لشهادة النظام والمنتجات. تضمن هذه السلسلة قبول التقارير والشهادات الصادرة في جميع أنحاء العالم.
تعتمد إمكانية تقديم هذا الاختبار ضمن النطاق المعتمد على منتجك والمعيار المطبق؛ وبما أن الاعتماد يعتمد على الطريقة، يتم تأكيد النطاق كتابيًا في مرحلة عرض الأسعار.
النطاق والتفويضاتاللوائح ذات الصلة
- لائحة منتجات البناء (الاتحاد الأوروبي) 305/2011
- 2010/31/توجيهات الاتحاد الأوروبي بشأن أداء الطاقة في المباني
اختبارات مواد البناء — ما الذي يغطيه مجال الاختبار هذا؟
يصف القسم أدناه المجال الذي ينتمي إليه اختبار التوصيل الحراري؛ أما شروط ومعايير قبول هذا الاختبار تحديدًا فترد في الأقسام أعلاه. يتم تأكيد النطاق الخاص بمنتجكم كتابيًا في مرحلة العرض السعري.
تُظهر اختبارات مواد البناء ما إذا كان المنتج يؤدي الوظيفة التي يتولاها داخل المبنى. وتجمع هذه العائلة مجالًا واسعًا، من مقاومة الانضغاط للخرسانة إلى النفاذية الحرارية للزجاج، ومن تحليل غربلة الركام إلى مقاومة النوافذ لتسرب الماء.
ما يميز هذه العائلة عن غيرها هو أن النتيجة تتحول مباشرة إلى إقرار تنظيمي. فبالنسبة للمنتجات المشمولة بتشريع منتجات البناء، يكون إقرار الأداء (DoP) إلزاميًا، وتستند كل خاصية جوهرية في الإقرار إلى نتيجة اختبار. وتُقر بهذه الطريقة فئة رد الفعل تجاه الحريق والموصلية الحرارية ومقاومة الانضغاط ونفاذية الماء وانطلاق المواد الخطرة. والإقرار نص قانوني يحمل توقيع المصنّع؛ وسجل الاختبار وراءه هو أول وثيقة تُطلَب في التفتيش.
السمة المميزة الثانية هي تقييم المنتج طوال عمره الافتراضي. فالجهاز الإلكتروني يعمل خمس سنوات؛ أما العنصر الإنشائي فيبقى في مكانه خمسين عامًا ويتعرض طوال تلك المدة لدورات التجمد-الذوبان والأشعة فوق البنفسجية والرطوبة والتأثير الكيميائي والحمل. لذا تحمل اختبارات المتانة (التجمد-الذوبان، الكربنة، تفاعل القلويات-السيليكا، الشيخوخة) وزنًا يعادل وزن اختبارات المقاومة الكلاسيكية في هذا المجال.
تُفصَل الاختبارات حسب نوع المادة وتمتلك كل مجموعة مجموعتها الخاصة من المعايير: الأسمنت والخرسانة، والركام، ووحدات البناء بالحجر، والألواح الخشبية، والعزل الحراري، والزجاج ووحدات التزجيج، والبلاط الخزفي، وأغطية الأرضيات، والطبقات السطحية، وحشوات المفاصل، وأنظمة الطلاء. ويحدد مكان تركيب المنتج أي مجموعة تُطبَّق — إذ يُقيَّم اللوح نفسه بمعايير مختلفة على الجدار وعلى الأرضية.
يُعد ضبط الإنتاج بالمصنع (FPC) عنصرًا مستمرًا في هذا المجال. ولا يُحصَل على علامة CE لمنتج بناء باختبار واحد ثم يُترك؛ بل يجب على المصنّع إنشاء نظام يُظهر أنه يراقب اتساق الإنتاج ويأخذ عينات بانتظام ويتدخل عند حدوث انحراف. وقد يُشترط، حسب فئة المنتج، أن تُدقق جهة مُخطرة هذا النظام.
تُعد الاختبارات في الموقع مجموعة عمل منفصلة. ففي المختبر يُعتمد المنتج؛ وفي الموقع يُتحقَّق من أن المنتج فعلًا من الفئة المُقَر بها ومن أنه طُبِّق بشكل صحيح. ويندرج ضمن هذا النطاق هبوط الخرسانة الطازجة وأخذ عينات أسطوانية وتحليل غربلة الركام واختبارات مقاومة تسرب الماء في الموقع.
مجموعات الطرق في هذا المجال
الخرسانة والأسمنت
الهبوط ومحتوى الهواء والوزن الوحدوي في الخرسانة الطازجة؛ ومقاومة الانضغاط والانحناء ونفاذية الماء ومقاومة التجمد-الذوبان في الخرسانة المتصلبة. أما في الأسمنت فمقاومة الانضغاط وزمن الشك وتحليل التركيب.
الركام
تحليل الغربلة وشكل الحبيبات ومقاومة التآكل بطريقة لوس أنجلوس والتجمد-الذوبان والتفاعل القلوي والكثافة/امتصاص الماء.
الأداء الحراري والطاقي
الموصلية الحرارية والمقاومة الحرارية، وحساب النفاذية الحرارية (قيمة U) في وحدات التزجيج، ونفاذية الطاقة الشمسية.
الواجهة والنجارة
نفاذية الهواء ومقاومة تسرب الماء ومقاومة حمل الرياح في النوافذ والأبواب؛ والأداء الحريقي في أنظمة الواجهات.
الأداء الحريقي
تصنيف رد الفعل تجاه الحريق واختبارات مقاومة الحريق؛ وهما مفهومان منفصلان تتناولهما معايير منفصلة.
البناء بالحجر والبلاط والأرضيات
مقاومة الانضغاط وامتصاص الماء ومقاومة التآكل ومقاومة الانزلاق ومقاومة البقع والمواد الكيميائية.
الانبعاثات والمواد الخطرة
انبعاث الفورمالديهايد من الألواح الخشبية، وانبعاثات المركبات العضوية المتطايرة من منتجات البناء، وسلوك الترشيح في الركام والنفايات.
أمور يشيع الخلط بينها في هذا المجال
- رد الفعل تجاه الحريق ومقاومة الحريق مفهومان مختلفان: يصف أحدهما مساهمة المادة في الحريق، بينما يصف الآخر المدة التي يحتجز فيها العنصر الحريق.
- إقرار الأداء ليس شهادة؛ بل هو إقرار المصنّع. وتختلف مشاركة الجهة المُخطرة حسب فئة المنتج ونظام التقييم.
- تصح نتيجة الاختبار لترتيب التركيب الذي اختُبر فيه المنتج. وقد يتطلب ركيزة مختلفة أو سمكًا مختلفًا أو تفصيل وصلة مختلفًا إعادة تقييم.
- العينة الميدانية والعينة المخبرية ليستا الشيء نفسه. فالأسطوانة الخرسانية المأخوذة في الموقع تعكس أيضًا ظروف التطبيق والمعالجة؛ ولا تحل محل اعتماد المنتج.
- تقيس معايير البناء ASTM وEN كميات متشابهة بعينات ومقاييس مختلفة؛ ولا يمكن تحويل النتائج تحويلًا مباشرًا.
ما القرارات التي تدعمها هذه النتائج
- إقرار الأداء (DoP) وعلامة CE
- إنشاء نظام ضبط الإنتاج بالمصنع والحفاظ عليه
- ضبط مطابقة الخرسانة والركام وجودة التنفيذ في الموقع
- استيفاء متطلبات الأداء الحريقي والطاقي
- التحقق من البنود التقنية في مواصفات المشروع والمناقصة
الاختبارات ذات الصلة
الأسئلة الشائعة حول التوصيل الحراري
لقد حصلنا على قيمة لامدا مختلفة من مختبرات مختلفة، لماذا؟
السبب الأكثر شيوعًا هو اختلاف متوسط درجة حرارة القياس ورطوبة العينة. لامدا حساسة لكليهما. لا يمكن مقارنة النتائج دون تكافؤ الشروط.
هل يمكن إعطاء لامدا واحدة لجدار مركب؟
لا تحتوي البنية ذات الطبقات على قيمة لامدا واحدة؛ يتم حساب المقاومة الحرارية لكل طبقة وجمعها. يتم حساب إجمالي النفاذية الحرارية (قيمة U) بهذه الطريقة أو قياسها بطريقة الصندوق الساخن.