The knowledge of dynamic thermal properties of building elements is necessary to investigate temperature and heat flux changes in natural daily and annual cycles. The basic dynamic parameter is thermal diffusivity. A method for determining its value for real objects has been proposed. This method is based on measuring the temperature in the element’s volume and on assuming that the obtained results meet the Fourier equation. Validation by a numerical experiment was made. The wall of the building with known thermal parameters was assumed and the temperature distribution was calculated over time in the process of non-stationary heat exchange. From the results, the diffusivity value was calculated and compared with the data entered into the model. Validations were performed for several accuracy of the temperature value and for two forms of function which approximated the temperature values obtained from calculation. A preliminary analysis of errors has been carried out.
PL
Znajomość dynamicznych własności elementów budynku jest konieczne do określania zmian temperatury i strumieni ciepła w naturalnych dziennych i rocznych cyklach. Podstawowym parametrem dynamicznym jest dyfuzyjność cieplna. Zaproponowano metodę wyznaczania tej wartości dla rzeczywistych obiektów budowlanych. Metoda bazuje na pomiarze temperatury w objętości obiektu i założeniu że wyniki pomiaru spełniają równanie Fouriera. Przeprowadzono walidację metody za pomocą eksperymentu numerycznego. Symulowano ścianę budynku o znanych parametrach cieplnych i wyznaczono zmienność temperatury w nieustalonym stanie wymiany ciepła. Z otrzymanych wyników obliczono dyfuzyjność cieplną i porównano z danymi wprowadzonymi do modelu. Walidacja została przeprowadzona dla kilku dokładności otrzymanych wyników i dwóch postaci funkcji aproksymującej wartości temperatury otrzymanych z obliczeń. Przeprowadzono również podstawową analizę błędu.
To obtain temperature distribution in solid using the Fourier equation a thermal diffusivity is needed. This paper outlines a method for determining diffusivity for real objects. Methods of measurement described in the literature take into account the layers of material close to the surface. A diffusion measurement method dedicated to large elements, for example walls, is needed in assessment of buildings thermal properties. This method works by measuring the temperature in the element's volume and assuming that the obtained results meet the Fourier equation. Temperature measurements for the actual wall were made, discrete values were approximated by a square polynomial developed in relation to two parameters, spatial and time. The obtained polynomial was substituted for the Fourier equation and thermal diffusivity was determined. Temperature calculations were performed for a material of known thermal diffusivity, and its value was determined using the developed method. A preliminary analysis of errors of received values was made.
PL
Chcąc uzyskać rozkład temperatury w ciele stałym za pomocą równania Fouriera, potrzebna jest dyfuzyjność cieplna. W artykule przedstawiono metodę określania dyfuzyjności dla obiektów rzeczywistych. Metody pomiaru opisane w literaturze uwzględniają warstwy materiału blisko powierzchni. Do oceny właściwości cieplnych budynków potrzebna jest metoda pomiaru dyfuzji dedykowana dużym elementom, na przykład ścianom. Metoda ta polega na pomiarze temperatury w objętości elementu i założeniu, że uzyskane wyniki spełniają równanie Fouriera. Wykonano pomiary temperatury rzeczywistej ściany, wartości dyskretne przybliżono wielomianem kwadratowym opracowanym w odniesieniu do dwóch parametrów przestrzennych i czasowych. Uzyskany wielomian zastąpiono równaniem Fouriera i określono dyfuzyjność cieplną. Obliczenia temperatury przeprowadzono dla materiału o znanej dyfuzyjności cieplnej, a jego wartość określono za pomocą opracowanej metody. W artykule przeprowadzono wstępną analizę błędów otrzymanych wartości.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.