Rakenteiden lämpövirran ja pintalämpötilojen tutkiminen olosuhdehuoneessa

Abstract

Opinnäytetyön aiheena oli tutkia rakenteiden lämpövirtaa ja pintalämpötiloja olosuhdehuoneessa. Tutkimuksen tavoitteena oli tutkia kolmen eri rakenteen olosuhdehuoneessa mitattujen ja laskettujen lämpövirtojen eroja kahdella eri lämpötilaerolla. Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää ja tutkia tutkittavan rakenteen pintalämpötilojen ja kahden lämpökameran lämpökuvien välisten erojen suuruutta olosuhdehuoneessa. Näiden lisäksi tutkitaan ja selvitetään myös häiriötekijöitä, jotka vaikuttavat olosuhdehuoneen lämpövirran ja lämpötilojen mittaustuloksiin. Työ kuuluu Oulun ammattikorkeakoulun Pitke-projektiin.

Lämpövirtaa ja pintalämpötiloja tutkittiin Oulun ammattikorkeakoulun rakennuslaboratoriolle kuuluvassa olosuhdehuoneessa ammattikorkeakoulun omilla ja projektiin kuuluvilla mittausvälineistöillä. Tutkimukset tehtiin Marko Myllymäen kanssa yhteistyönä vuoden 2010 aikana. Tähän opinnäytetyöhön kuuluvat tutkimuksen käytännön osuus, johon kuuluvat rakenteiden lämpövirran ja lämpötilojen mittaukset ja lämpökuvaukset olosuhdehuoneessa. Tutkimuksen laskentaosuus ja olosuhdehuoneessa mitattujen ja laskettujen lämpövirtojen erojen tutkiminen kuuluu Myllymäelle, josta hän on tehnyt opinnäytetyön ”Lämpövirran laboratoriomittausten ja laskelmien väliset eroavaisuudet”.

Olosuhdehuoneessa kaikille tutkittaville rakenteille kahdella eri lämpötilaerolla mitattujen ja laskettujen lämpövirtojen eroiksi Myllymäki sai työssään virhemarginaaliksi ± 5 %. Lämpövirran laskentaan pintavastusarvoksi hän sai määriteltyä 0,13 m2K/W. Olosuhdehuoneen ja lämpökuvausten samanaikaisten pintalämpötilojen mittauksien lämpötilaerojen keskiarvoiksi saatiin 30 °C lämpötilaerossa kolmannelle rakenteelle Flir P660-lämpökameralle 1,56 °C ja Flir B400-lämpökameralle 0,43 °C. Olosuhdehuonemittauksien ja lämpökuvien pintalämpötilojen erot tehtiin myös suurimmalle osalle rakenteista vuorokauden mittaisilla olosuhdehuonemittaustuloksilla. Tutkimusta tehtäessä parannettiin lämpökuvaus- ja olosuhdehuonemittausolosuhteita, joilla on hyvin suuri vaikutus mittaustuloksiin ja sen myötä tutkimuksen lopputulokseen. Näiden jälkeen löydettiin lisää olosuhdehuonemittauksiin parannettavia ja huomioonotettavia asioita.

The subject of this thesis was to study heat flux and surface temperature in constructions in a condition chamber. The target of the study was to discover differencies in heat flux and surface temperature in three different constructions which were measured and dimensioned in the condition chamber. The target of this thesis work was to find out the difference between the temperature of the surface of the studied object and the temperature given by two thermographic cameras. Furthermore, any disturbing factor that may affect the results of the measurements is studied. This thesis is a part of Pitke project at Oulu University of Applied Sciences.

Heat flux and surface temperatures were studied in a special condition chamber at the school laboratory using the equipment of the school and that of the project. The study was done during 2010 together with Mr. Marko Myllymäki. In theis thesis it is included the practical part consisting of measurements of the heat flux and temperatures of the structures and thermal camera imaging in the condition chamber. The study of the calculation and the differencies in the measured heat fluxes was done by Mr. Myllymäki who has done his thesis work on it with the title “Differences between measurements in laboratory conditions and computer calculations”.

For the constructions studied with two thermal differencies In the condition chamber, Mr. Myllymäki got a margin of error ± 5 %. Surface resistance value for heat flux calculation was 0,13 m2K/W. The average value of temperature differencies in the condition chamber and simultaneously measured surface temperatures was 30 °C the temperature difference in the third construction 1,56 °C for thermographic camera Flir P660 and 0,43 °C for thermographic camera Flir B400. The differencies were run and studied also for most parts of the constructions in measurements in the condition chamber during 24 hours. Due to the fact that thermal camera imaging and measurement circumstances in the condition chamber were improved during the study, the results of measurements and the result of the study are considerably effected. Afterwards, it was noticed more factors that can be improved and considered in measurement operations in the the condition chamber.