Основы строительной климатологии, теплотехники, акустики и свето. Лабораторная работа 2 по учебному курсу Основы строительной климатологии, теплотехники, акустики и светотехники
 Скачать 1.28 Mb.
|
|
М  ИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИфедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тольяттинский государственный университет» АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ (наименование института полностью) Центр архитектурных, конструктивных решений и организации строительства (наименование центра полностью) 08.03.01 Строительство (код и наименование направления подготовки) Промышленное и гражданское строительство (направленность (профиль)) Лабораторная работа № 2
Тольятти 2023 Лабораторная работа №2 ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ КОНТАКТНЫМ И БЕСКОНТАКТНЫМ СПОСОБАМИ Цель работы: научиться работать с приборами, предназначенными для измерения температуры поверхности конструкций; провести тепловизионную съемку помещения лаборатории; выявить дефекты ограждающих конструкций и составить отчет. Приборы и оборудование: : контактный термометр с зондом, инфракрасный термометр, тепловизор. Контактный способ определения температуры поверхности Принцип действия прибора: Контактный метод наиболее точен, но имеет ряд недостатков. Результат появляется не сразу. Нужно ждать, пока зонд примет температуру измеряемого объекта, что может занять несколько минут. Его сложно применять для определения температуры в труднодоступных местах, например на большой высоте. Также не получится обеспечить контакт зонда и движущейся детали строительной машины или подъемного механизма. Измерение же контактным термометром приборов и установок под напряжением может обернуться трагедией. В случае невозможности или трудоемкости применения контактных термометров используются инфракрасные (ИК) термометры, ИК-пирометры и тепловизоры. Любое физическое тело, температура которого отличается от абсолютного нуля (-273 ºС), излучает невидимое для человека инфракрасное излучение. Но была выявлена взаимосвязь между температурой тела и интенсивностью его инфракрасного излучения. Т.е., измеряя ИК-излучение, можно определить температуру предмета, который его испускает, причем сделать это на расстоянии. Принцип действия ИК-термометров заключается в измерении фотодатчиком прибора инфракрасного излучения, попавшего в область измерения, которое представляет собой не точку, а пятно, на которое направлен термометр. Размер пятна зависит от расстояния, а его границы на поверхности обозначаются двумя лазерными указателями. Однако при бесконтактных замерах возникают определенные сложности, связанные с самой природой излучения. Не все ИК- излучение, попадающее в фотодатчик прибора, пришло от измеряемого объекта. Часть излучения — это погрешность от объектов окружения. А вот насколько она существенна, зависит от каждого конкретного случая. Все ИК-излучение состоит из трех составляющих (рис. 3). Непосредственно излучение испускается объектом измерения и выражается коэффициентом излучения ε. Отраженное внешнее излучение от любых объектов окружения (стен, потолков, пола, мебели, а снаружи — зданий и даже неба) выражается коэффициентом отражения ρ. Наименее заметной составляющей является пропущенное насквозь объектом измерения излучение, определяемое коэффициентом пропускания τ. Рис 1 – Измерения температуры контактным термометром  Безконтактный способ определения температуры поверхности Принцип действия прибора: Все вышеописанные приборы измеряют температуру лишь в отдельно взятых точках, а для более полной характеристики ограждающей конструкции необходима точная картина распределения температурных полей. Для данной цели применяют специальные приборы — тепловизоры, которые способны измерять ИК-излучение и выводить изображение на экран в видимом для человеческого глаза спектре. Необходимо учитывать, что получаемый тепловой снимок показывает распределение температур только на поверхности тела, не позволяя измерять температуру внутри объекта. Даже стекла не являются прозрачными для тепловизионной съемки (рис. 4).  Рис. 4 –. Тепловизор Testo 881 Основным условием для тепловизионной съемки является перепад температур между наружным воздухом и воздухом внутри помещения минимум в 10-15 ºС. Данный перепад должен сохраняться в течение нескольких суток до проведения исследования. По результатам съемки составляется отчет, в котором фиксируются температурные поля, свидетельствующие о наличии «мостиков холода». Обработка термограмм производится с помощью специального программного обеспечения. Закон теплового излучения: ε + ρ + τ = 1. Инфракрасное излучение, состоит из: Непосредственно излучение испускается объектом измерения и выражается коэффициентом излучения ε. Отраженное внешнее излучение от любых объектов окружения (стен, потолков, пола, мебели, а снаружи — зданий и даже неба) выражается коэффициентом отражения ρ. Наименее заметной составляющей является пропущенное насквозь объектом измерения излучение, определяемое коэффициентом пропускания τ. Все эти величины безразмерные и считаются в долях (процентах) общего ИК-излучения, что можно выразить в упрощенной формуле закона теплового излучения Кирхгофа: ε + ρ + τ =1 Но поскольку в строительной отрасли в качестве объектов измерения не выступают очень тонкие объекты (бумага, ткани, пленки), за которыми могут находиться источники тепла, то коэффициент пропускания τ считается равным нулю. Т.е. остаются только два компонента: из лучение и отражение. Обычно указывается только один коэффициент —излучение.  Рис 2 – Измерения температуры Рис 3 – Тепловизор ИК термометром Наименование дефекта  Рис. 4 – Термограммы Таблица 1
Выводы: Для данной цели применяю специальные приборы — тепловизоры, которые способны измерять ИК-излучение и выводить изображение на экран в видимом для человеческого глаза спектре. Температура комнат разная, это связанно с тем что выявлены скважины в дверном проеме и в оконных проемах а так же не соответствует нормам геометрическое положение стеновых стыков и перегородок. Измерение происходило на внутреннем положении поверхности. Контрольные вопросы. Температура поверхности ограждающей конструкции является основной характеристикой теплозащитных свойств конструкции. Температура внутренней поверхности ограждающей конструкции характеризует уровень комфортности микроклимата помещения, показывает вероятность выпадения конденсата на поверхности. Помимо перечисленного, на основании санитарных норм ограничивается перепад температур внутренней поверхности и воздуха в помещении. Существуют два способа определения температуры поверхности конструкции — контактный и бесконтактный. 3. Используемые приборы и принадлежности: контактный термометр с зондом, инфракрасный термометр, тепловизор. Контактный метод наиболее точен, но имеет ряд недостатков. Результат появляется не сразу. Нужно ждать, пока зонд примет температуру измеряемого объекта, что может занять несколько минут. Его сложно применять для определения температуры в труднодоступных местах, например на большой высоте. Также не получится обеспечить контакт зонда и движущейся детали строительной машины или подъемного механизма. Измерение же контактным термометром приборов и установок под напряжением может обернуться трагедией. 4. В случае невозможности или трудоемкости применения контактных термометров используются инфракрасные (ИК) термометры, ИК-пирометры и тепловизоры. Любое физическое тело, температура которого отличается от абсолютного нуля (-273 ºС), излучает невидимое для человека инфракрасное излучение. Но была выявлена взаимосвязь между температурой тела и интенсивностью его инфракрасного излучения. Т.е., измеряя ИК-излучение, можно определить температуру предмета, который его испускает, причем сделать это на расстоянии. 5. Способ основан на восприятии тепловой энергии, передаваемой лучеиспусканием и воспринимаемой на расстоянии от исследуемого объекта. Верхний предел измерения Т таким способом теоретически не ограничен. Любая поверхность, Т которой выше абсолютного нуля, испускает тепловую энергию в виде электромагнитного излучения. Пирометрия – измерение Т тел по их тепловому излучению. Методы измерения температур основаны на физ.законах излучения абсолютно чёрного тела. Под абс. чёрным телом понимают тело, поглощающее всю падающую на него лучистую энергию. Для измерения действительной Т реальных тел по их излучению необходимо точно измерить условную Т(яркостную, цветовую, радиационную), а затем к полученной Т ввести поправку, величина которой зависит от интегрального коэф-та черноты реального тела . Для большинства реальных тел эти коэф-ты известны. Закон Стефана-Больцмана:, В-интегральная энергетическая яркость. Энергетическая яркость реальных физ.тел меньше яркости абс.чёрного тела. Спектральная эн-ая яркость реального тела связана с энергетической яркостью абс.чёрного тела соотношением. 1 |