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ISO 10051:1996 断熱—熱伝達に対する湿気の影響—湿った材料の熱伝達率の決定 | ページ 2

※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。

序文

ISO (国際標準化機構) は、国家標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合体です。国際規格の作成作業は通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。政府および非政府の国際機関も ISO と連携してこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するあらゆる事項について国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。

技術委員会によって採択された国際規格草案は、投票のために加盟団体に回覧されます。国際規格として発行するには、投票を行った加盟団体の少なくとも 75% による承認が必要です。

国際規格 ISO 10051 は、技術委員会 ISO/TC 163, 断熱、小委員会 SC 1, 試験および測定方法によって作成されました。

この国際規格の附属書 A, В、C, D, および E は情報提供のみを目的としています。

導入

湿った材料の熱透過率は、ISO 10456 1)に記載されている使用条件下での熱伝導率と熱抵抗の設計値を評価するために必要です。湿気材料の熱透過率も、熱と湿気の伝達を組み合わせた計算に必要です。湿った多孔質材料内の熱伝達には、以下の複雑な組み合わせが含まれます。

  • 放射線、
  • 固相、液相、気相における伝導、
  • 対流 (一部の動作条件下)、
  • 物質移動 (湿った材料中)、

そして彼らのやりとり。これらの熱と質量流の現象は本質的に一時的なものですが、その一部は長期的な影響を及ぼし、断熱性能の評価において認識する必要があります。この国際規格は、熱透過率に対する材料構造と水分の両方の長期的な寄与を決定します。この透過率は湿った材料の熱透過率と呼ばれ、材料の特性であり、材料の含水量の関数です。通常、湿分材料の熱透過率は材料内で局所的に変化し、各層の含水量の関数となります。

湿った材料の熱透過率を取得するために使用される装置を正しく操作し、実験結果を解釈することは、細心の注意を必要とする難しい作業です。オペレーターと測定データのユーザーは両方とも、ガード付きホットプレートまたは熱流量計装置を使用して行われた測定の経験と合わせて、評価対象の材料、製品、およびシステムにおける熱と水分の伝達メカニズムに関する十分な背景知識を持っていることが推奨されます。

1 スコープ

この国際規格は、定常状態の湿気条件下、つまり湿気の移動の影響を受けない、湿気材料の熱透過率 ( λ * ) を決定する方法を指定します。これは、標準化されたガード付きホット プレートおよび熱流量計の方法を使用して、0 °C 以上の温度で測定されます。この材料特性は含水量の関数であり、使用条件下での材料の熱性能を表すものではありません。ただし、材料内の水分状態の知識と組み合わせて使用​​すると、実際の熱性能を予測できます。

λ * の使用、使用条件下での水分の分布、および結果として使用条件下での熱性能の予測は、この国際規格の範囲外です。ただし、 λ * を決定する際には、使用条件下での水分分布をここで, 可能な限り考慮する必要があります。さらに、一時的な測定方法は、結果の分析と解釈が難しいため含まれていません。

2 規範的参照

以下の規格には、本文中の参照を通じてこの国際規格の条項を構成する条項が含まれています。発行時点では、示されているエディションは有効です。すべての規格は改訂される可能性があり、この国際規格に基づく協定の当事者は、以下に示す規格の最新版を適用する可能性を調査することが推奨されます。 IEC および ISO のメンバーは、現在有効な国際規格の登録簿を維持しています。

  • ISO 7345:1987, 断熱材 - 物理量と定義。
  • ISO 9346:1987, 断熱 - 物質移動 - 物理量と定義。
  • ISO 8301:1991, 断熱 - 定常状態の熱抵抗および関連特性の決定 - 熱流量計装置。
  • ISO 8302:1991, 断熱 — 定常状態の熱抵抗および関連特性の決定 — ガード付きホット プレート装置。
  • ISO 6946-1:1986, 断熱 - 計算方法 - Part 7;建築コンポーネントおよび建築要素の定常状態の熱特性。
  • ISO 9288:1989, 断熱 - 放射による熱伝達 - 物理量と定義。
  • ISO 10456:— 2) 、断熱 — 建築材料および製品 — 宣言および設計熱値の決定。

3 つの定義

この国際規格の目的のために、次の定義が適用されます。

3.1

湿った材料の熱透過率

λ *

材料固有の特性は、水分含有量と温度に依存しますが、試験条件には依存しません。他の場所では、湿った材料の熱伝導率と呼ばれることがよくあります。湿った材料の場合、定常状態条件下では次の微分方程式によって定義されます。

材料内の水分分布が定常状態にあり、材料内に液体の動きがない場合。

注記 1:乾燥した材料 (ISO 9288, ISO 8301 および ISO 8302 を参照) または湿った材料 (この文書を参照) の透過率は、熱伝導率の次元を持つが、それを置き換えることしかできない材料特性を表します。いくつかの式では（ほとんどの場合、スラブ内の定常状態の熱と物質移動に関連する式）。通常、熱拡散率や非定常状態の問題の表現において、ほとんどの 2 次元および 3 次元の流れパターンでは、透過率は導電率に代わることはできません。熱と物質移動の問題は複雑であるため、透過率は 1 回の実験で決定できることはほとんどなく、手順または特定のテスト条件が必要です。たとえば、熱透過率と水分の分布と不在の平衡を決定するための厚い厚さでのテストが必要です。湿った材料の熱透過率を決定するための水分の流れの測定 (非定常状態の方法は通常、透過率の決定から除外されます)

3.2

吸湿範囲:

相対湿度 98% 以下で平衡状態にある水分含有量。

付録E

(参考)

参考文献

1A chtziger , J. および C ammerer , J. 断熱された外部コンポーネントを介した熱輸送に対する湿気のアプリケーション関連の影響の調査。 『建築物理学』、 12, 1990 年、42 ～ 46 ページ。
2Bomberg , M. およびShirtliffe , CJ 多孔質建築材料を通る熱伝達における水分および水分勾配の影響。断熱材の熱伝達測定、 ASTM STP 660, RP Туе、編集者、米国試験材料協会、フィラデルフィア、1978 年。
3Kumaran 、MK 温度勾配の存在下でのガラス繊維断熱材を介した水分輸送。 Journal of Thermal Insulation, 1, 1987, p. 243.
4Künzel , H. 建材の熱伝導率に対する湿気の影響は、今日の条件下でどのように評価されるべきですか? 『建築物理学』、 11, 1989, 185-189 ページ。
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6Pedersen 、CR およびCourville 、GE 過渡条件下でわずかに濡れた繊維質ガラス断熱材を使用した屋根システムの年間熱性能のコンピューター分析。 Journal of Thermal Insulation, 15, 1991 年 10 月、110-136 ページ。
7Pedersen 氏、CR建築構造における熱と水分の複合伝達、 Ph.D.論文、レポート 214, デンマーク工科大学断熱研究所、1990 年。
8Sandberg 、PI 湿潤鉱物繊維断熱材の熱抵抗。 「断熱: 材料とシステム」、 ASTM STP 922, FJ Powell および SL Matthews, 編集者、米国試験材料協会、フィラデルフィア、1987 年、394 ～ 404 ページ。
9Sandberg 、PI湿潤断熱材の熱抵抗。スウェーデン国立試験機関。テクニカルレポート 29, ボラス、1986 年。
10S andberg , PI セルロースファイバールーズフィル断熱材の熱伝達率に対する水分の影響の測定。 Thermal Performance of the Exterior Envelopes of Buildings, ASHRAE/DOE/B/BTECC Conference, フロリダ州クリアウォータービーチ、1992 年 12 月、517 ～ 525 ページ。
11トーマス、WC, バル、GP, オネガ、RJ ガラス繊維屋根断熱材における熱と湿気の伝達。 「80 年代の断熱材とエネルギー節約のためのシステム」、 ASTM STP 789, FA Govan, DM Greason および JD McAllister, 編集者、米国試験材料協会、フィラデルフィア、1983 年、582 ～ 601 ページ。

Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.

Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.

International Standard ISO 10051 was prepared by Technical Committee ISO/TC 163, Thermal insulation, Subcommittee SC 1, Test and measurement methods.

Annexes A, В, C, D and E of this International Standard are for information only.

Introduction

The thermal transmissivity of a moist material is needed for the assessment of design values of thermal conductivity and thermal resistance under service conditions as described in ISO 10456 1) . The thermal transmissivity of a moist material is also necessary for any calculation of combined heat and moisture transfer. Heat transfer within moist porous materials involves a complex combination of

  • radiation,
  • conduction in the solid, liquid and gas phases,
  • convection (in some operating conditions),
  • mass transfer (in the moist materials),

and their interactions. While these heat and mass flow phenomena are transitory in nature, some of them have a long term contribution that must be recognised in the evaluation of thermal insulation performance. This International Standard determines the long-term contribution of both material structure and moisture on thermal transmissivity. This transmissivity, called thermal transmissivity of a moist material, is a material property and a function of the moisture content of the material. Normally, thermal transmissivity of a moist material varies locally in the material and is a function of the moisture content of each layer.

The correct operation of the apparatus used to obtain the thermal transmissivity of a moist material and the interpretation of experimental results are difficult tasks that require great care. It is recommended that the operator and the user of measured data both have a thorough background knowledge of heat and moisture transfer mechanisms in the materials, products and systems being evaluated, coupled with experience of measurements made using guarded hot plate or heat flow meter apparatus.

1 Scope

This International Standard specifies a method to determine the thermal transmissivity of a moist material (λ*) under steady-state moisture conditions, i.e. not affected by moisture movement. It is measured using standardized guarded hot plate and heat flow meter methods, at temperatures above 0 °C. This material property is a function of the moisture content and does not represent the thermal performance of a material under service conditions. However, it can be used, together with knowledge of the moisture conditions in the material, to predict the practical thermal performance.

The use of λ*, the distribution of moisture under service conditions and consequently the prediction of thermal performance under service conditions are outside the scope of this International Standard. However, the moisture distribution under service conditions should ここで, possible, be considered when λ* is determined. Furthermore, transient methods of measurement are not included due to the difficulty involved in analysing and interpreting the results of these methods.

2 Normative references

The following standards contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of this International Standard. At the time of publication, the editions indicated were valid. All standards are subject to revision, and parties to agreements based on this International Standard are encouraged to investigate the possibility of applying the most recent editions of the standards indicated below. Members of IEC and ISO maintain registers of currently valid International Standards.

  • ISO 7345:1987, Thermal insulation — Physical quantities and definitions.
  • ISO 9346:1987, Thermal insulation — Mass transfer — Physical quantities and definitions.
  • ISO 8301:1991, Thermal insulation — Determination of steady-state thermal resistance and related properties — Heat flow meter apparatus.
  • ISO 8302:1991, Thermal insulation — Determination of steady-state thermal resistance and related properties — Guarded hot plate apparatus.
  • ISO 6946-1:1986, Thermal insulation — Calculation methods — Part 7; Steady state thermal properties of building components and building elements.
  • ISO 9288:1989, Thermal insulation — Heat transfer by radiation — Physical quantities and definitions.
  • ISO 10456:— 2) , Thermal insulation — Building materials and products — Determination of declared and design thermal values.

3 Definitions

For the purposes of this International Standard, the following definitions apply.

3.1

thermal transmissivity of a moist material

λ*

Intrinsic material property dependent upon moisture content and temperature but not on testing conditions. It is often referred to elsewhere as thermal conductivity of a moist material. It is defined for a moist material by the following differential equation during steady-state conditions:

when moisture distribution within the material is in the steady-state and there is no liquid movement within the material.

Note 1 to entry: The transmissivity, either for dry materials (see ISO 9288, ISO 8301 and ISO 8302) or for moist materials (see this document) expresses a material property that has the dimension of a thermal conductivity but that can replace it only in some expressions (in most cases those related to steady-state heat and mass transfer in a slab). Usually transmissivity cannot replace conductivity in most two- and three-dimensional flow patterns, in the expression of thermal diffusivity and non steady-state problems. Due to the complexity of heat and mass transfer problems, transmissivity can seldom be determined through one single experiment, rather a procedure or particular testing conditions are required, e.g. tests at high thicknesses for the determination of the thermal transmissivity and equilibrium of moisture distribution and absence of moisture flow for the determination of thermal transmissivity of a moist material (non steady-state methods are usually excluded from the determination of transmissivity).

3.2

hygroscopic range:

Moisture content in equilibrium with 98 % relative humidity or lower.

Annex E

(informative)

Bibliography

1Achtziger, J. and Cammerer, J. Untersuchung des anwendungsbedingten Einflusses der Feuchtigkeit auf den Wärmetransport durch gedämmte Aussenbauteile. Bauphysik, 12 , 1990, pp. 42-46.
2Bomberg, M. and Shirtliffe, C.J. Influence of Moisture and Moisture Gradients on Heat Transfer Through Porous Building Materials. Thermal Transmission Measurements of Insulation, ASTM STP 660, R.P. Туе, Editor, American Society for Testing and Materials, Philadelphia, 1978.
3Kumaran, M.K. Moisture Transport Through Glass-Fibre Insulation in the Presence of a Thermal Gradient. Journal of Thermal Insulation, 10 (April), 1987, p. 243.
4Künzel, H. Wie ist der Feuchteeinfluss auf die Wärmeleitfähigkeit von Baustoffen under heutigen Bedingungen zu bewerten? Bauphysik, 11 , 1989, pp. 185-189.
5Langlais, C., Hyrien, M. and Klarsfeld, S. Influence of Moisture on Heat Transfer Through Fibrous-Insulating Materials. Thermal Insulation, Materials and Systems for Energy Conservation in the '80s, ASTM STP 789, F.A. Govan, D.M. Greason and J.D. McAllister, Editors, American Society for Testing and Materials, Philadelphia, 1983, pp. 563-581.
6Pedersen, C.R. and Courville, G.E. A Computer Analysis of the Annual Thermal Performance of a Roof System with Slightly Wet Fibrous Glass Insulation under Transient Conditions. Journal of Thermal Insulation, 15 , October 1991, pp. 110-136.
7Pedersen, C.R. Combined Heat and Moisture Transfer in Building Constructions, Ph.D. thesis, Report 214, Thermal Insulation Laboratory, Technical University of Denmark, 1990.
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9Sandberg, P.I. Thermal Resistance of Wet Insulation Materials. Swedish National Testing Institute. Technical Report 29, Boras, 1986.
10Sandberg, P.I. Determination of the Effects of Moisture on the Thermal Transmissivity of Cellulose Fiber Loose-Fill Insulation. Thermal Performance of the Exterior Envelopes of Buildings, ASHRAE/DOE/B/BTECC Conference, Clearwater Beach, Florida, December 1992, pp. 517-525.
11Thomas, W.C., Bal, G.P. and Onega, R.J. Heat and Moisture Transfer in a Glass Fiber Roof Insulation Material. Thermal Insulation Materials, and Systems for Energy Conservation in the '80s, ASTM STP 789, F.A. Govan, D.M. Greason and J.D. McAllister, Editors, American Society for Testing and Materials, Philadelphia, 1983, pp. 582-601.

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