بخش پیوست ج

روش‌های ترجیحی به‌دست آوردن مقادیر ضریب انتقال حرارت چهارچوب‌ها، روش‌های محاسبات عددی هستند (مثلاً اجزای محدود، تفاضل محدود و عناصر مرزی) که بر اساس استاندارد ISO 10077-2 و از اندازه‌گیری‌های مستقیم با دستگاه محفظه گرم بر اساس استاندارد EN12412-2، به دست می‌آید.

اگر اطلاعات دیگری در دسترس نباشد، از مقادیر به دست آمده از جدول‌ها و نمودارهای این پیوست، می‌توان برای پنجره‌های قائم در محاسبات انواع چهارچوب‌های متناظر در محاسبات استفاده کرد.

همه مقادیر در این پیوست، فقط مربوط به وضعیت قائم آزمونه است. مقادیر نوعی برای چهارچوب‌های متداول در جدول ج–۱ و شکل‌های ج–۲ و ج–۴ نشان داده شده است که می‌توان در نبود اطلاعات محاسبه شده یا اندازه‌گیری شده خاص برای چهارچوب‌های مورد نظر، از آن‌ها استفاده کرد.

یادآوری– مقادیر بر اساس رقم بزرگی از مقادیر اندازه‌گیری شده و همچنین با مقادیر ارزیابی شده ریاضی با استفاده از روش‌های محاسبه عددی، به دست آمده‌اند.

داده‌های جدول ج–۱ و شکل ج–۲، در بر گیرنده اثر مساحت‌های گسترده هستند. داده‌های شکل ج–۴ از اندازه‌گیری‌های دمای سطح و شناسه تصحیح مورد نیاز برای اثر مساحت گسترده، به دست آمده‌اند.

مقادیر $U_f$ موجود در جدول ج–۱، شکل‌های ج–۱ و ج–۴ نمی‌توانند برای پنجره‌های کشویی به کار رود اما اصول فرمول (ج–۱) می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد.

مقادیر $U_f$ موجود در جدول نباید مانعی برای پیشرفت‌های آتی تلقی گردد. این مقادیر برای چهارچوب‌هایی که در جدول توصیف نشده‌اند باید با اندازه‌گیری یا محاسبات تعیین گردد.

خصوصاً در مورد پروفیل‌های آلومینیومی با حرارت‌شکن، یک مسئله مهم ضریب انتقال حرارت چهارچوب است که تحت تاثیر ویژگی‌های ساختاری متفاوت قرار می‌گیرد از جمله:

– فاصله ماده $d$ در نواحی گرماشکن؛

– پهنای ماده $b$ در نواحی گرماشکن؛

– ضریب هدایت حرارت ماده گرماشکن؛

– نسبت پهنای گرماشکن به پهنای تصویر چهارچوب.

یک گرماشکن، فقط در صورتی در نظر گرفته می‌شود که به‌طور کامل مقاطع فلزی سمت سرد را از مقاطع فلزی سمت گرم جدا کند.

در این پیوست، تمامی مقادیر بر مبنای $R_{si}=۰/۱۳\ \mathrm{m}^{2}\cdot\mathrm{K}/\mathrm{W}$ و $R_{se}=۰/۰۴\ \mathrm{m}^{2}\cdot\mathrm{K}/\mathrm{W}$ به دست آمده‌اند.

متداول است برای تولید «سامانه‌های پروفیلی» از تعداد زیادی چهارچوب مختلف با طیف گسترده‌ای از شکل‌های هندسی اما ویژگی‌های حرارتی مشابه، استفاده شود. چون در این گروه از چهارچوب‌ها، پارامترهای مهمی مثل اندازه، مواد و طراحی گرماشکن، یکسان هستند. ضریب انتقال حرارت پروفیل یا ترکیب پروفیل در مجموعه پروفیلی می‌تواند به صورت زیر ارزیابی شود:

– استفاده از بالاترین مقدار $U_f$ پروفیل یا ترکیبات پروفیلی در مجموعه پروفیل یا؛

– استفاده از خطوط برازش که رابطه بین $U_f$ و ویژگی‌های هندسی معینی را نشان می‌دهد.

در مورد آخر، نقاط مربوط به داده‌ها در خط برازش روی سطح مقطع پروفیل انتخابی ارزیابی شده که از مجموعه پروفیل مورد نظر گرفته شده است.

جدول ج–۱ مقادیر تقریبی را برای چهارچوب‌های پلاستیکی با تقویت‌کننده‌های فلزی ارائه می‌دهد. اگر هیچ داده دیگری در دسترس نباشد، مقادیر جدول ج–۱ می‌تواند برای چهارچوب‌های بدون تقویت‌کننده فلزی نیز مورد استفاده قرار گیرد.

ابعاد بر حسب میلی‌متر

$\geq5$

سایر بخش‌های پروفیل پلاستیکی، باید اندازه‌گیری یا محاسبه شود.

مقادیر برای چهارچوب چوبی را می‌توان از شکل ج–۲ را به‌دست آورد. برای $U_f$ مقادیر مربوط به رطوبت ۱۲ ٪ است. برای تعیین ضخامت چهارچوب به شکل ج–۳ مراجعه شود.

X، Y، ۱، ۲
X: 50، 100، 150
Y: 1، 2، 3
راهنما:
X ضخامت چهارچوب، $d_f$، بر حسب میلی‌متر
Y ضریب انتقال حرارت چهارچوب، $U_f$، با واحد $\mathrm{W}/(\mathrm{m}^{2}\cdot\mathrm{K})$
۱ چوب سخت (چگالی $۷۰۰\ \mathrm{Kg}/\mathrm{m}^{2}$)، $\lambda=۰/۱۸\ \mathrm{W}/(\mathrm{m}\cdot\mathrm{K})$
۲ چوب نرم (چگالی $۵۰۰\ \mathrm{Kg}/\mathrm{m}^{2}$)، $\lambda=۰/۱۳\ \mathrm{W}/(\mathrm{m}\cdot\mathrm{K})$

$d_1$، $d_2$، $d_3$، $d_4$، ۱، ۲
الف– چوبی
ب– فلزی–چوبی
پ– فلزی–چوبی
ت– چوبی
ث– چوبی
ج– فلزی–چوبی
راهنما:
۱ پنجره کشویی
۲ چهارچوب

داخل: سمت راست چهارچوب

خارج: سمت چپ چهارچوب

ضریب انتقال حرارت چهارچوب‌های فلزی می‌تواند با اندازه‌گیری در روش‌های محفظه گرم مطابق استاندارد EN12412-2 یا روش‌های محاسبات عددی مطابق استاندارد ISO 10077-2 تعیین شود. توصیه می‌شود مقادیر به‌دست آمده با این روش‌ها در زمانی که در دسترس هستند به جای روش ارائه شده در این پیوست استفاده شوند.

اگر این داده‌ها در دسترس نباشد، مقادیر $U_f$ می‌تواند به روش زیر به دست آید:

– چهارچوب‌های فلزی بدون گرماشکن؛

– چهارچوب‌های فلزی با گرماشکن مربوط به قسمت‌های نشان داده شده از شکل ج–۵ و شکل ج–۶ مشروط به محدودیت‌های ضریب هدایت حرارت و پهنای گرماشکن.

برای چهارچوب‌های فلزی بدون حرارت شکن، $R_f=۰$.

برای چهارچوب‌های فلزی با گرماشکن مقدار $R_f$ را از خط ۲ در منحنی شکل ج–۴ به دست بیاورید.

X، Y، a
X: 0، 4، 8، 12، 16، 20، 24، 28، 32، 36
Y: 0، 0,05، 0,1، 0,15، 0,2، 0,25، 0,3، 0,35، 0,4
راهنما:
X کمترین فاصله، $d$، بین قسمت‌های فلزی مقابل هم، بر حسب میلی‌متر
Y مقاومت حرارتی چهارچوب، $R_f$، با حسب مترمربع کلوین بر وات
a مساحت هاشورخورده محدوده به دست آمده از اندازه‌گیری‌های چهارچوب در چند کشور اروپایی را نشان می‌دهد که از اختلاف دمای سطحی در سرتاسر چهارچوب به دست آمده است.

ضریب انتقال حرارت چهارچوب $U_f$، از فرمول (ج–۱) به دست می‌آید:

که در آن:

$A_{f,di}$، $A_{f,de}$، $A_{f,i}$ و $A_{f,e}$ مساحت‌هایی هستند که در زیربند ۶–۳ تعریف شده‌اند و بر حسب $\mathrm{m}^{2}$ بیان می‌شوند؛

$R_{si}$ مقاومت سطحی داخلی مناسب چهارچوب بر حسب $(\mathrm{m}^{2}\cdot\mathrm{K})/\mathrm{W}$ است؛

$R_{se}$ مقاومت سطحی خارجی مناسب چهارچوب بر حسب $(\mathrm{m}^{2}\cdot\mathrm{K})/\mathrm{W}$ است؛

$R_f$ مقاومت حرارتی بخش چهارچوب $(\mathrm{m}^{2}\cdot\mathrm{K})/\mathrm{W}$.

$d$، $b_1$، $b_2$، $b_3$، $b_4$، $b_f$

ضریب هدایت حرارتی ماده حرارت‌شکن که

که در آن:

$d$ کوچکترین فاصله بین قسمت‌های آلومینیومی روبه‌روی هم در حرارت‌شکن است؛

$b_j$ پهنای jام حرارت‌شکن است؛

$b_f$ پهنای چهارچوب است

$d$، $b_1$، $b_2$، $b_f$

ضریب هدایت حرارتی ماده حرارت‌شکن که

که در آن:

$d$ کوچکترین فاصله بین قسمت‌های آلومینیومی روبه‌روی هم در حرارت‌شکن است؛

$b_j$ پهنای jام حرارت‌شکن است؛

$b_f$ پهنای چهارچوب است

اگر ضریب هدایت حرارتی ماده گرماشکن کمتر از $۰/۱\ \mathrm{W}/(\mathrm{m}\cdot\mathrm{K})$ باشد، هیچ محدودیتی در تعیین شکل ج–۶ وجود ندارد.