Messungen der Wärmeleitfähigkeit an Musterwänden
Auslegung und Bau einer Miniscale- Anlage im Maßstab 1:2
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| Miniscale-Anlage zur Vermessung der Wärmeleitfähigkeit unterschiedlicher Wandstrukturen. Links: Gesamtaufbau des Systems, von der Messaufnehmerseite her betrachtet. Rechts: Heizplatte zur Einkopplung der Wärme. |
Die Details des neu entwickelten Funktionskonzepts für die Datenerfassung werden prototypisch in eine Messdatenerfassung und Ablaufsteuerung implementiert.
Hierfür werden an einem Wandaufbau mit definierten Stoffkennzahlen hochpräzise und in ihren Eigenschaften genau qualifizierte Messfühler eingesetzt, um möglichst quantifizierbare und reproduzierbare Randbedingungen für den Test des Funktionsprinzips zu erhalten.
Das Mini-Scale-Messsystem ist durch seine kompakten, einfach und schnell montierbaren Komponenten auf Flexibilität für die Erprobung ausgelegt.
Erste Messungen
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| Verlauf der Temperaturen an 5 Messstellen auf der "Außenseite" der Wand. |
Die ersten Messungen wurden an einer Wand bestehend aus 3 Gasbetonsteinen (10*20*60 cm) durchgeführt. Auf der Heizseite der Wand wurde die Heizplatte mit einer konstanten Temperatur von 60 °C angedrückt. Die Ankoppelung an die Wand erfolgte durch eine Silikonmatte von 1 mm Stärke.
Die ersten Messungen zeigen, dass bei einem guten Isolator wie Gasbeton und einer vorgelegten Ttemperatur von 60 °C eine relativ lange Messdauer von mindestens 150 Minuten erforderlich ist, bis die von den Sensoren gemessene Temperatur annähernd konstante Werte zwischen 23 °C und 24 °C aufweisen. Andererseits beginnen die Temperaturanstiege auf der "Außenseite" trotz der großen Isolationswirkung bereits nach wenigen Minuten. Dieser Anstiegsbereich soll in der Folgezeit näher betrachtet werden. Hierzu ist für die Interpretation der Wärmevertteilung eine höhere Auflösung der Temperaturwerte notwendig. Sehr schön zu erkennen ist, dass die Temperatur messseitig wie erwartet in der mittleren Position am höchsten ist.
Andererseits ist die Temperaturverteilung offensichtlich nicht symmetrisch zur Symmetrieachse der Wärmeeinkopplung. Es kann schlussgefolgert werden, dass innerhalb der Gasbetonwand offenbar eine aufwärtsgerichtete Gaskonvektion stattfindet. So ist in der Position + 160 mm eine deutlich höhere Temperatur anzutreffen als in der Position -160 mm. Letztere hat bei dieser Messung auch nach 200 Minuten noch keine Temperaturerhöhung erfahren.