この規格 プレビューページの目次
※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。
序章
伝導に関する方法は、フーリエの熱伝導の法則からの直接的な数学的導出であるため、国際的なコンセンサスは純粋に数学的検証の問題です。加盟国で使用される方程式に大きな違いはありません。しかし、対流と放射については、経験的要素がなければ、ニュートンの冷却の法則または熱放射のステファン・ボルツマンの法則に数学的に追跡できる実用的な方法はありません。特に対流については、実験室のデータに基づいて、さまざまな方程式が開発されています。さまざまな方程式がさまざまな国で普及しており、これらの方程式から選択するための正確な手段はありません。
与えられた制限内で、これらの方法はほとんどのタイプの産業、断熱、熱伝達の問題に適用できます。
これらの方法は、空気の透過や透明な媒体を通る熱放射の透過率を考慮していません。
これらの方法の方程式では、解を得るために、いくつかのシステム変数が既知、与えられている、想定されている、または測定されている必要があります。いずれの場合も、結果の精度は入力変数の精度に依存します。この国際規格には、変数の正確な測定に関するガイドラインは含まれていません。ただし、多くの産業用熱システムの変数の一部を推定するのに十分であることが証明されているガイドが含まれています。
定常状態の計算は境界条件に依存することに注意してください。多くの場合、境界条件の 1 つのセットでの解は、変化する熱環境 (たとえば、年間を通して屋外で動作するプロセス機器) で動作する熱システムを特徴付けるのに十分ではありません。このような場合、この規格の計算には、気象変数の年間平均または年間極値に基づく地域の気象データを使用する必要があります (特定の計算の性質による)
特に、使用者は、この国際規格の方法から、最小限の簡単な測定とここに示す基本的な計算方法の適用に基づいて、絶縁品質または結露の回避が確実に保証できると推測してはなりません。ほとんどの産業用熱流面では、等温状態 (表面全体で均一な温度) はなく、変化する温度プロファイルがあります。この条件は、任意の 1 つの表面の熱特性を適切にモデル化するために多数の計算が必要であることを示唆しています。さらに、任意の点で表面を通過する熱流は、断熱品質に直接関係しないいくつかの変数の関数です。とりわけ、これらの変数には、周囲温度、空気の動き、熱流面の粗さと放射率、および周囲との放射交換 (多くの場合、大きく変化する) が含まれます。結露の計算では、局所湿度の変動性が重要な要素です。
建物内を除いて、放射背景の平均温度が気温に対応することはめったになく、背景温度、放射率、および曝露面積の測定は、この国際規格の範囲を超えています。これらの理由から、表面温度も表面と空気の温度差も、断熱性能や結露防止の信頼できる指標として使用することはできません。
この国際規格の箇条 4 および 5 は、より具体的な規格ではカバーされていない工業用断熱計算に使用される方法を示しています。熱エネルギー保存または（断熱された）表面温度の正確な値を保証する必要がないアプリケーション、または結露の臨界温度に近づいていないか要因ではないアプリケーションでは、これらの方法を使用して熱流量を計算できます.
この国際規格の箇条 6 および 7 は、パイプおよびその他の容器内の熱流温度降下および凍結時間を計算する特定のアプリケーションに対する一般式の適応です。
この国際規格の附属書 B および C は、情報提供のみを目的としています。
Introduction
Methods relating to conduction are direct mathematical derivations from Fourier’s law of heat conduction, so international consensus is purely a matter of mathematical verification. No significant difference in the equations used in the member countries exists. For convection and radiation, however, there are no methods in practical use that are mathematically traceable to Newton’s law of cooling or the Stefan-Boltzman law of thermal radiation, without some empirical element. For convection in particular, many different equations have been developed, based on laboratory data. Different equations have become popular in different countries, and no exact means are available to select between these equations.
Within the limitations given, these methods can be applied to most types of industrial, thermal-insulation, heat-transfer problems.
These methods do not take into account the permeation of air or the transmittance of thermal radiation through transparent media.
The equations in these methods require for their solution that some system variables be known, given, assumed or measured. In all cases, the accuracy of the results depends on the accuracy of the input variables. This International Standard contains no guidelines for accurate measurement of any of the variables. However, it does contain guides that have proven satisfactory for estimating some of the variables for many industrial thermal systems.
lt should be noted that the steady-state calculations are dependent on boundary conditions. Often a solution at one set of boundary conditions is not sufficient to characterize a thermal system that operates in a changing thermal environment (process equipment operating year-round, outdoors, for example). In such cases, it is necessary to use local weather data based on yearly averages or yearly extremes of the weather variables (depending on the nature of the particular calculation) for the calculations in this International Standard.
In particular, the user should not infer from the methods of this International Standard that either insulation quality or avoidance of dew formation can be reliably assured based on minimal, simple measurements and application of the basic calculation methods given here. For most industrial heat flow surfaces, there is no isothermal state (no one, homogeneous temperature across the surface), but rather a varying temperature profile. This condition suggests the requirement for numerous calculations to properly model thermal characteristics of any one surface. Furthermore, the heat flow through a surface at any point is a function of several variables that are not directly related to insulation quality. Among others, these variables include ambient temperature, movement of the air, roughness and emissivity of the heat flow surface, and the radiation exchange with the surroundings (which often vary widely). For calculation of dew formation, variability of the local humidity is an important factor.
Except inside buildings, the average temperature of the radiant background seldom corresponds to the air temperature, and measurement of background temperatures, emissivities and exposure areas is beyond the scope of this International Standard. For these reasons, neither the surface temperature nor the temperature difference between the surface and the air can be used as a reliable indicator of insulation performance or avoidance of dew formation.
Clauses 4 and 5 of this International Standard give the methods used for industrial thermal insulation calculations not covered by more specific standards. In applications where it is not necessary to assure precise values of heat energy conservation or (insulated) surface temperature, or where critical temperatures for dew formation are either not approached or not a factor, these methods can be used to calculate heat flow rates.
Clauses 6 and 7 of this International Standard are adaptations of the general equation for specific applications of calculating heat flow temperature drop and freezing times in pipes and other vessels.
Annexes B and C of this International Standard are for information only.