ISO 12567-1:2000
(Main)Thermal performance of windows and doors — Determination of thermal transmittance by hot box method — Part 1: Complete windows and doors
Thermal performance of windows and doors — Determination of thermal transmittance by hot box method — Part 1: Complete windows and doors
Isolation thermique des fenêtres et portes — Détermination de la transmission thermique par la méthode à la boîte chaude — Partie 1: Fenêtres et portes complètes
La présente partie de l'ISO 12567 spécifie une méthode pour mesurer le coefficient de transmission thermique global d'une fenêtre ou d'une porte. Elle prend en compte tous les effets des dormants, des ouvrants, des vantaux et des éléments annexes d'une éprouvette. Les paramètres suivants ne sont pas pris en compte: - les effets de bord à l'extérieur du périmètre de l'éprouvette; - le transfert d'énergie dû au rayonnement solaire sur l'éprouvette; - les effets dus aux fuites d'air au travers de l'éprouvette; - les fenêtres incorporées à la toiture ou en saillie, où le vitrage dépasse au-delà de la surface froide de la toiture. NOTE: Pour les fenêtres de toit et les éléments en saillie, il convient d'utiliser le mode opératoire donné dans l'ISO 12567-2 (en préparation, voir Bibliographie, réf. [4]). L'annexe A donne des méthodes de calcul des températures ambiantes.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 12567-1
First edition
2000-09-01
Thermal performance of windows and
doors — Determination of thermal
transmittance by hot box method —
Part 1:
Complete windows and doors
Isolation thermique des fenêtres et portes — Détermination de la
transmission thermique par la méthode à la boîte chaude —
Partie 1 : Fenêtres et portes complètes
Reference number
ISO 12567-1:2000(E)
©
ISO 2000
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ISO 12567-1:2000(E)
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ISO 12567-1:2000(E)
Contents Page
Foreword.iv
Introduction.v
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Terms, definitions and symbols.2
4 Principle.3
5 Requirements for test specimens and apparatus .7
6 Test procedure.11
7 Test report .15
Annex A (normative) Environmental temperatures.17
Annex B (normative) Linear thermal transmittance of the edge zone.21
Annex C (informative) Design of calibration transfer standard (CTS).24
Annex D (informative) Example of calibration test and measurement of window specimen.28
Annex E (informative) Analytical calibration procedure using heat balance equations.39
Bibliography.41
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ISO 12567-1:2000(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical
committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in
liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard ISO 12567-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 163, Thermal insulation,
Subcommittee SC 1, Test and measurement methods.
ISO 12567 consists of the following parts, under the general title Thermal performance of windows and doors —
Determination of thermal transmittance by hot box method:
� Part 1: Complete windows and doors
� Part 2: Roof windows and other projecting windows
Annexes A and B are a normative part of this International Standard. Annexes C, D and E are for information only.
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ISO 12567-1:2000(E)
Introduction
The method specified in this part of ISO 12567 is based on ISO 8990. It is designed to provide both standardized
tests, which enable a fair comparison of different products to be made, and specific tests on products for practical
application purposes. The former specifies standardized specimen sizes and applied test criteria.
The determination of the aggregate thermal transmittance is performed for conditions which are similar to the actual
situation of the window and door in practice.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 12567-1:2000(E)
Thermal performance of windows and doors — Determination of
thermal transmittance by hot box method —
Part 1:
Complete windows and doors
1 Scope
This part of ISO 12567 specifies a method to measure the thermal transmittance of a door or window system. This
includes all effects of frames, sashes, shutters, door leaves and fittings.
It does not include:
� edge effects occurring outside the perimeter of the specimen;
� energy transfer due to solar radiation on the specimen;
� effects of air leakage through the specimen;
� roof windows and projecting products, where the glass layer projects beyond the cold side roof surface.
NOTE For roof windows and projecting units, the procedure given in ISO 12567-2 (under preparation, see Bibliography [4])
should be used.
Annex A gives methods for the calculation of environmental temperatures.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this part of ISO 12567. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these publications
do not apply. However, parties to agreements based on this part of ISO 12567 are encouraged to investigate the
possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For undated
references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC maintain
registers of currently valid International Standards.
ISO 7345, Thermal insulation — Physical quantities and definitions.
ISO 8301, Thermal insulation — Determination of steady-state thermal resistance and related properties — Heat
flow meter apparatus.
ISO 8302, Thermal insulation — Determination of steady-state thermal resistance and related properties —
Guarded hot plate apparatus.
ISO 8990:1994, Thermal insulation — Determination of steady-state thermal transmission properties — Calibrated
and guarded hot box.
ISO 9288, Thermal insulation — Heat transfer by radiation — Physical quantities and definitions.
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ISO 12567-1:2000(E)
IEC 60584-1, Thermocouples — Part 1: Reference tables.
EN 12898, Glass in building — Determination of the emissivity.
3 Terms, definitions and symbols
3.1 Terms and definitions
For the purposes of this part of ISO 12567 the terms and definitions given in ISO 7345, ISO 8990 and ISO 9288
apply.
3.2 Symbols
For the purposes of this part of ISO 12567 the quantities given in ISO 7345 and ISO 9288 apply, together with
those given in Tables 1 and 2.
Table 1 — Symbols and units
Symbol Physical quantity Unit
2
A area
m
d thickness (depth) m
F fraction —
f view factor —
2
h surface coefficient of heat transfer
W/(m �K)
H
height m
L perimeter length m
2
q density of heat flow rate
W/m
2
R thermal resistance
m �K/W
T thermodynamic temperature K
2
U thermal transmittance
W/(m �K)
w width m
� radiant factor —
�T, �� temperature difference K
total hemispherical emissivity —
�
Celsius temperature
� �C
� thermal conductivity W/(m�K)
2 4
Stefan-Boltzmann constant
� W/(m �K )
heat flow rate W
�
� linear thermal transmittance
W/(m�K)
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Table 2 — Subscripts
Subscript Significance
b baffle
c convection (air)
cal calibration
e external, usually cold side
i internal, usually warm side
in input
m measured
me mean
n environmental (ambient)
ne environmental (ambient) external
ni environmental (ambient) internal
p reveal of surround panel
r radiation (mean)
ssurface
sp specimen
st standardized
sur surround panel
ttotal
4Principle
The thermal transmittance, U, of the specimen is measured by means of the calibrated or guarded hot box method
in accordance with ISO 8990.
The determination of the thermal transmittance involves two stages. First, measurements are made on two or more
calibration panels with accurately known thermal properties, from which the surface coefficient of the heat transfer
(radiative and convective components) on both sides of the calibration panel and the thermal resistance of the
surround panel are determined. Secondly, measurements are made with the window or door specimens in the
aperture and the hot box apparatus is used with the same fan settings on the cold side as during the calibration
procedure.
The surround panel is used to keep the specimen in a given position. It is constructed with outer dimensions of
appropriate size for the apparatus, having an aperture to accommodate the specimen (see Figures 1 and 2).
The principal heat flows through the surround panel and the calibration panel (or test specimen) are shown in
Figure 3. The boundary edge heat flow due to the location of the calibration panel in the surround panel is
determined separately by a linear thermal transmittance,� .
The procedure in this part of ISO 12567 includes a correction for the boundary edge heat flow, so that standardized
and reproducible thermal transmittance properties are obtained.
The magnitude of the boundary edge heat flow as a function of geometry, calibration panel thickness and thermal
conductivity is determined by tabulated values given in annex B.
Measurement results are corrected to standardized surface heat transfer coefficients by an interpolation or
analytical iteration procedure, derived from the calibration measurements.
Measures are taken (e.g. pressure equalization between the warm and cold side or sealing of the joints on the
inside) to ensure that the air permeability of the test specimen does not influence the measurements.
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ISO 12567-1:2000(E)
Dimensions in millimetres
The total gap width between the top and bottom of the specimen and the surround panel aperture shall not exceed
5 mm. It shall be sealed with non-metallic tape or mastic material. The total gap width on both sides between the
specimen and the surround panel aperture shall not exceed 5 mm.
Key
a
1 Border of metering area
Recommended to be centrally located.
2 Surround panel, �u 0,04 W/(m�K)
b
Use fill material with same thermal properties as surround
panel core.
3Glazing
4Coldside
5Warmside
6 Flush sill
Figure 1 — Window system in surround panel
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ISO 12567-1:2000(E)
Dimensions in millimetres
The total gap width between the top and bottom of the specimen and the surround panel aperture shall not exceed
5 mm. It shall be sealed with non-metallic tape or mastic material. The total gap width on both sides between the
specimen and the surround panel aperture shall not exceed 5 mm.
Key
a
1 Border of metering area
Recommended to be centrally located.
2 Surround panel, �u 0,04 W/(m�K)
b
Use fill material with same thermal properties as surround
panel core.
3 Infill (glass, panel)
4Coldside
5Warmside
6 Door leaf
7 Flush frame/threshold
Figure 2 — Door system in surround panel
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ISO 12567-1:2000(E)
Key
1 Surround panel
2 Boundary effect
3Coldside
4Warmside
5 Calibration panel
Figure 3 — Mounting of calibration panel in aperture
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5 Requirements for test specimens and apparatus
5.1 General
The construction and operation of the apparatus shall comply with the requirements specified in ISO 8990, except
where modified by this part of ISO 12567. To make heat transfer measurements on the specimen, it is necessary to
mount it in a suitable surround panel and deduce the heat flow through it by subtracting that through the surround
panel from the total heat input. Also, the test element and the surround panel will usually be of different thickness,
so that there will be disturbance of heat flow paths and temperatures in the region of the boundary between the
two. The test shall be carried out so that edge corrections can be applied.
5.2 Surround panels
The surround panel acts as an idealized wall with high thermal resistance and holds the window or door in the
correct position and separates the warm box from the cold box. The surround panel shall be large enough to cover
the open face of the guard box in the case of a guarded hot box apparatus, or the open face of the hot box in the
case of a calibrated hot box apparatus.
The surround panel shall be not less than 100 mm thick or the maximum thickness of the specimen, whichever is
the greater, and it shall be constructed with core material of stable thermal conductivity not greater than
0,04 W/(m�K). An appropriate aperture shall be provided to accommodate the calibration panel or test specimen
(see Figures 1, 2, 3 and 4). Sealed plywood facing or plastic sheet on either side of the surround panel to provide
rigidity is permitted. No material of thermal conductivity higher than 0,04 W/(m�K) (other than non-metallic thin tape)
shall bridge the aperture. The surfaces of the surround panel and baffle plates shall have a high emissivity (> 0,8).
5.3 Test specimens
For general applications, specimen sizes may be typical of those found in practice. To ensure consistency of
measurement, the specimen should be located as follows. The window or door system shall fill the surround panel
aperture. The internal frame face shall be as close to the face of the surround panel as possible, but no part shall
project beyond the surround panel faces on either the cold or warm sides, except for handles, rails or fittings which
normally project (see Figures 1 and 2).
It is recommended that the aperture should be placed centrally into the surround panel and at least 200 mm from
the inside surfaces of the cold and hot boxes to avoid or limit edge heat flow corrections related to the perimeter of
thesurroundpanel.
For standardized test applications, the overall sizes recommended are indicated in Table 3, or they shall conform
with the size required by national standards or other regulations.
2
In any case the area of aperture shall be not less than 0,8 m , for reasons of accuracy. The perimeter joints
between the surround panel and the specimen shall be sealed on both sides with tape, caulking or mastic material.
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ISO 12567-1:2000(E)
Dimensions in millimetres
Key
1 Surround panel
2 Test specimen
Figure 4 — Surround panel with test specimen
Table 3 — Specimen sizes
Component Height Width
mm mm
a a
Window
1480 1230
Door (leaf or doorset) 2000 1000
a
Standardized specimen size for sound insulation
measurements (ISO 140-1 and ISO 140-3).
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ISO 12567-1:2000(E)
5.4 Calibration panels
Calibration panels shall be of a size similar to the test specimen (within � 40 % in height and width). They are
required to set up specified test conditions, to determine the surface coefficients of heat transfer and to establish
the thermal resistance of the surround panel.
At least two calibration panels shall be built which fulfil the following requirements.
a) The core material of the calibration panel shall be made of homogeneous material with known thermal
conductivity or thermal resistance. The material used shall not be prone to ageing effects.
b) The nature of the surface of the calibration panel shall be similar to that of the test specimen. The emissivity of
the surface shall be known (e.g. normal float glass) or shall be measured according to EN 12898.
c) The calibration panels shall cover the likely range of test specimen density of heat flow rate. The use of two
calibration panels with different total thickness is recommended:
1) total thickness approximately 20 mm;
2) total thickness approximately 60 mm.
More details and guidance on how to build up the calibration panels are given in annex C.
The thermal resistance of the insulating material used in the panels shall be measured for mean temperatures in
the range 0 �Cto15 �C by using a guarded hot plate or heat flow meter apparatus in accordance with ISO 8302 or
ISO 8301 respectively. Alternatively calibration panels may be used with certified properties from an accredited
source. In any case the calibration panels shall be mounted in the surround panel aperture 40 mm from the warm
face as shown in Figure 3.
5.5 Temperature measurements and baffle positions
For calibration measurements, the warm and cold side surface temperatures shall be measured or calculated. (For
calibration panel design and sensor mounting, see annex C.) A minimum of 9 positions at the centre of a
rectangular grid of equal areas shall be used on the calibration panel and 8 positions on the surround panel
(Figure 5). No temperature sensors shall be closer than 100 mm to the edge of the calibration panel. Temperature
sensors and recording systems shall be accurately calibrated. The recommended temperature sensor to be used
for surface temperature measurement is the type T thermocouple (copper/constantan) according to IEC 60584-1
made from wire with diameter not greater than 0,5 mm. They shall be fixed to the surface using adhesive or
adhesive tape with an outer surface of high emissivity (> 0,8). If alternative sensors are used, they shall be at least
as accurate as the above, not subject to drift or hysteresis, and shall be as small as possible to avoid disturbance
of the temperature field near the point of contact. Suitability can be investigated with an infrared camera under heat
flow conditions similar to the required operating specifications.
It is recommended that the same layout of the surface temperature grid on the calibration panel is used
(a minimum of 9) for air temperature and baffle plate measurements.
For natural convection on the warm side, the distance between the baffle and the plane of the warm face of the
surround panel shall be not less than 150 mm and on the cold face not less than 50 mm for appropriate air speed
(not less than 1,5 m/s during the first calibration test, see 5.6 and 6.2.2.1). Air temperatures shall be measured on
each side outside the boundary layer.
5.6 Air flow measurement
The cold side air speed shall be measured at a position that represents the free stream condition. For either vertical
or horizontal flow patterns, it is essential that the sensor is not in the test specimen surface boundary layers or in
the wake of any projecting fitting. If a small fan is used on the warm side, an air speed sensor (see Figure 5) shall
be used to verify that the air speed representing natural convection prevails (less than 0,3 m/s).
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ISO 12567-1:2000(E)
Dimensions in millimetres
Key
1 Cold-side baffle
2 Warm-side baffle
X Temperature sensors
a
It is recommended that air-speed sensors be aligned in the centre for parallel flow.
b
All surround panel thermocouples should be located centrally.
Figure 5 — Location of temperature and air speed sensors
If the dimensions of the metering box are such that its perimeter contacts lie closer to the aperture edges than
200 mm, then it is inappropriate to measure the warm surface temperatures of the surround panel. In this instance,
it is permissible to use warm side average air temperatures as replacement for surround panel average warm
surface temperature to determine �� in the calibrations in 6.2.4 [equation (8)]. If this is done, then the same
s,sur
procedure shall be adopted to correct for the surround panel influences in the subsequent measurements [see 6.3,
equation (12)].
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ISO 12567-1:2000(E)
6 Test procedure
6.1 General
The general operating procedure for the hot box measurements shall follow that specified in ISO 8990, and in
addition, the following requirements shall be complied with.
6.2 Calibration measurements
6.2.1 General
These are required to ensure that suitable test conditions are set up and that the surround panel heat flow and
surface heat transfer coefficients can be fully accounted for.
The calibration measurements shall be carried out at a minimum of six densities of heat flow rates which cover the
required range of specimen testing.
It is recommended to make the calibration measurements at three different mean air temperatures
� [� =(� +� )/2] in steps of � 5 K by varying the cold side air temperature, retaining constant
c,me c,me c,i c,e
conditions of air movement on the cold side and constant air temperature and natural convection on the warm side.
By this procedure surface resistances and coefficients of heat transfer can be determined as a function of the total
density of heat flow rate through the calibration panel.
NOTE It is considered that for non-homogeneous test specimens like windows or doors, the mean heat transfer conditions
over the measured area will be comparable to those of the given calibration panel.
6.2.2 Total surface resistance
6.2.2.1 Measurement
The first calibration test shall be made with the thin panel (d � 20 mm) at a mean temperature of approximately
cal
10 �C or appropriate to national standards and a temperature difference, �� between warm and cold sides, of
c
(20 � 2) K or appropriate to national standards (see ISO 8990 and annex A for the determination of the environ-
mental temperatures).
The air velocity on the cold side shall be adjusted for the first calibration test by throttling or by fan speed
2
adjustment to give a total surface thermal resistance (warm and cold side) R =(R � 0,01) m �K/W, e.g.
s,t (s,t),st
2
(0,17 � 0,01) m �K /W or appropriate to national standards. Thereafter the fan speed settings and/or the throttling
devices shall remain constant for all subsequent calibration measurements. The setup used for the calibration
procedure shall be used for all tests with specimens of windows or doors.
6.2.2.2 Calculation
2
Calculate the total surface thermal resistance of the warm and cold side, R , expressed in m �K/W, using
s, t
equation (1):
�����
n,cal s,cal
R � (1)
s,t
q
cal
where
�� is the difference between environmental temperatures on each side of the calibration panel, in kelvin,
n,cal
calculated according to annex A;
�� is the surface temperature difference of the calibration panel, in kelvin;
s,cal
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ISO 12567-1:2000(E)
q is the density of heat flow rate of the calibration panel determined from the known thermal resistance,
cal
R , of the calibration panel (at the mean temperature, � ) and the surface temperature difference,
cal cal
�� , calculated using equation (2):
s,cal
��
s,cal
q � (2)
cal
R
cal
where R is the thermal resistance of the calibration panel at the mean temperature of the panel, calculated
cal
using equation (3):
d
j
R � (3)
cal �
�
j
where
d is the thickness of layer j,inmetres;
j
� is the thermal conductivity of layer j,inW/(m�K).
j
The total surface resistance, R , shall be plotted as a function of the density of heat flow rate, q ,of
s,t
cal
the calibration panel. These characteristics are used to determine the total surface resistances of all subsequent
measurements of test specimens (windows and doors).
6.2.3 Surface resistances and surface coefficients of heat transfer
6.2.3.1 General
Surface coefficients of heat transfer (convective and radiative parts) are needed in order to determine the
environmental temperatures (according to the procedures given in annex A and ISO 8990). Surface temperature
measurements on the calibration panel at different densities of heat flow rate will allow the determination of the
surface coefficients of heat transfer. The surface resistances are calculated using equations (4) and (5):
���
ni,cal si,cal
R � (4)
si
q
cal
���
se,cal ne,cal
R � (5)
se
q
cal
where
2
q is the density of heat flow rate through the calibration panel, in W/m ;
cal
� is the environmental temperature of the warm side, in degrees Celsius;
ni,cal
� is the warm side surface temperature of the calibration panel, in degrees Celsius;
si,cal
� is the cold side surface temperature of the calibration panel, in degrees Celsius;
se,cal
� is the environmental temperature of the cold side, in degrees Celsius.
ne,cal
6.2.3.2 Convective fraction
Evaluate the radiative and convective parts of the surface coefficients of heat transfer from the calibration data for
the warm and cold side according to the procedure given in annex A and determine the convective fraction, F ,
c
using the equation (6):
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ISO 12567-1:2000(E)
h
c
F � (6)
c
hh�
cr
where
2
h is the convective coefficient of heat transfer, in W/(m �K);
c
2
h is the radiative coefficient of heat transfer, in W/(m �K).
r
The variation of the convective fraction, F , shall be plotted for both sides as a function of q (density of heat flow
cal
c
rate of the calibration panel). It will be used by interpolation for the determination of the environmental tempera-
tures of all subsequent measurements of test specimens using equation (7):
����FFbg1� � (7)
ncc c r
Annex E gives an analytical calibration procedure as an alternative. From detailed heat balance equations,
analytical functions are established for the convective and radiative part of the density of heat flow rate, q . These
cal
functions are used for all subsequent measurements of test specimens (windows and doors).
6.2.4 Surround panel and edge corrections
From the data set of the thicker calibration panel (d ≈ 60 mm), calculate and plot the thermal resistance, R ,of
cal
sur
the surround panel as a function of its mean temperature. From the heat flows shown in Figure 6, the equations (8),
(9) and (10) are derived:
A ��
sur s,sur
R � (8)
sur
�����
in cal edge
where
A is the projected area of the surround panel, in square metres;
sur
�� is the difference between the average surface temperatures of the surround panel, in kelvin;
s,sur
� is the heat input to the metering box appropriately corrected for heat flow through the metering box
in
walls and the flanking losses, in watts (see ISO 8990:1994, 2.9.3.3);
� is the heat flow rate through the calibration panel, in watts, given by equation (9):
cal
� �Aq (9)
cal cal cal
� is the heat flow rate through the edge zone between the calibration panel and the surround panel,
edge
in watts, given by equation (10):
��� L �� (10)
edge edge edge c
where
L is the perimeter length between surround panel and specimen, in metres;
edge
� is the linear thermal transmittance of the edge zone between surround panel and specimen,
edge
in W/(m�K); values for� are given in annex B, Table B.1;
edge
�� is the difference between the warm and the cold side air temperatures, in kelvin.
c
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ISO 12567-1:200
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 12567-1
Première édition
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Isolation thermique des fenêtres et
portes — Détermination de la transmission
thermique par la méthode à la boîte
chaude —
Partie1:
Fenêtres et portes complètes
Thermal performance of windows and doors — Determination of thermal
transmittance by hot box method —
Part 1: Complete windows and doors
Numéro de référence
ISO 12567-1:2000(F)
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Sommaire Page
Avant-propos.iv
Introduction.v
1 Domaine d'application.1
2Références normatives .1
3 Termes, définitions et symboles.2
4 Principe.3
5 Exigences relatives aux éprouvettes et à l’appareillage .4
6 Mode opératoire.11
7 Rapport d'essai .16
Annexe A (normative) Températures ambiantes .17
Annexe B (normative) Coefficient de transmission thermique linéique au bord .21
Annexe C (informative) Conception de l'étalon de transmission thermique .24
Annexe D (informative) Exemple d'essai d'étalonnage et de mesurage sur une fenêtre éprouvette.28
Annexe E (informative) Méthode d'étalonnage analytique à partir des équations de bilan thermique.39
Bibliographie .41
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ISO 12567-1:2000(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiéeaux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude aledroit de fairepartie ducomité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 3.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour
vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments delaprésente partie de l’ISO 12567 peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de
ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
La Norme internationale ISO 12567-1 a étéélaborée par le comité technique ISO/TC 163, Isolation thermique,
sous-comité SC 1, Méthodes d'essai et de mesurage.
L'ISO 12567 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Isolation thermique des fenêtres et
portes — Détermination de la transmission thermique par la méthode à la boîte chaude:
� Partie 1: Fenêtres et portes complètes
� Partie 2: Fenêtres de toit et fenêtres en saillie
Les annexes A et B constituent des éléments normatifs de la présente Norme internationale. Les annexes C, D et
E sont données uniquement à titre d’information.
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ISO 12567-1:2000(F)
Introduction
La présente partie de l’ISO 12567 spécifie une méthode baséesur l'ISO8990. Laméthode est conçue pour fournir
à la fois des essais normalisés permettant une comparaison équitable entre différents produits et des essais
spécifiques sur des produits en vue de certaines applications pratiques. Les premiers spécifient des dimensions
normalisées pour les éprouvettes et des critères d'essai appliqués.
La détermination du coefficient de transmission thermique global est réalisée dans des conditions proches de
celles rencontrées dans la pratique en matière de fenêtres et de portes.
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NORME INTERNATIONALE ISO 12567-1:2000(F)
Isolation thermique des fenêtres et portes — Détermination de la
transmission thermique par la méthode à la boîte chaude —
Partie1:
Fenêtres et portes complètes
1 Domaine d'application
La présente partie de l’ISO 12567 spécifie une méthode pour mesurer le coefficient de transmission thermique
global d'une fenêtre ou d'une porte. Elle prend en compte tous les effets des dormants, des ouvrants, des vantaux
et des éléments annexes d'une éprouvette.
Les paramètres suivants ne sont pas pris en compte:
� les effets de bord à l'extérieur du périmètredel'éprouvette;
� le transfert d'énergie dû au rayonnement solaire sur l'éprouvette;
� les effets dus aux fuites d’air au travers de l'éprouvette;
� les fenêtres incorporées à la toiture ou en saillie, où le vitrage dépasse au-delà de la surface froide de la
toiture.
NOTE Pour les fenêtres de toit et les éléments en saillie, il convient d’utiliser le mode opératoire donné dans l’ISO 12567-2
(en préparation, voir Bibliographie, réf. [4]).
L'annexe A donne des méthodes de calcul des températures ambiantes.
2Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente partie de l’ISO 12567. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s’appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes
aux accords fondés sur la présente partie de l'ISO 12567 sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les
éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière
édition du document normatif en référence s’applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur.
ISO 7345, Isolation thermique — Grandeurs physiques et définitions.
ISO 8301, Isolation thermique — Déterminationdela résistance thermique et des propriétés connexes en régime
stationnaire — Méthode fluxmétrique.
ISO 8302, Isolation thermique — Déterminationdela résistance thermique et des propriétés connexes en régime
stationnaire — Méthodedelaplaquechaudegardée.
ISO 8990:1994, Isolation thermique — Détermination des propriétés de transmission thermique en régime
stationnaire — Méthodes à la boîte chaude gardéeetcalibrée.
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ISO 12567-1:2000(F)
ISO 9288, Isolation thermique — Transfert de chaleur par rayonnement — Grandeurs physiques et définitions.
CEI 60584-1, Thermocouples — Partie 1: Tables de références.
EN 12898, Verre dans la construction — Détermination de l'émissivité.
3 Termes, définitions et symboles
3.1 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente partie de l’ISO 12567, les termes et définitions donnés dans l'ISO 7345 et
l'ISO 8990 s’appliquent.
3.2 Symboles
Pour les besoins de la présente partie de l’ISO 12567, les grandeurs données l'ISO 7345 et l'ISO 9288
s'appliquent, de même que celles données dans les Tableaux 1 et 2.
Tableau 1 — Symboles et unités
Symboles Grandeur physique Unité
2
A surface
m
d épaisseur (profondeur) m
F fraction —
f facteur de forme —
2
h coefficient de transmission thermique surfacique
W/(m �K)
H
hauteur m
L longueur du périmètre m
2
q
densité de flux thermique
W/m
2
R résistance thermique
(m �K)/W
T température thermodynamique K
2
U coefficient de transmission thermique
W/(m �K)
w largeur m
� facteur de rayonnement —
�T,�� différence de température K
émissivité hémisphérique totale —
�
température °C
�
� conductivité thermique W/(m�K)
2 4
constante de Stefan-Boltzmann
� W/(m �K )
� flux thermique W
coefficient de transmission thermique linéique
� W/(m�K)
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ISO 12567-1:2000(F)
Tableau 2 — Indices
Indice Désignation
bdéflecteur
c convection (air)
cal étalonnage
eextérieur, habituellement côté froid
edge bord du panneau
iintérieur, habituellement côté chaud
in entrée (flux thermique)
mmesuré
me moyenne
n environnement (ambiance)
ne environnement extérieur
ni environnement intérieur
p rebord du panneau support
r rayonnement (moyenne)
ssurface
sp éprouvette
st normalisé
sur panneau support
ttotal
4Principe
Le coefficient de transmission thermique, U,del'éprouvette est mesuré au moyen de la méthode de la boîte
chaude calibréeougardée conformément à l'ISO 8990.
La détermination du coefficient de transmission thermique implique deux étapes. Des mesurages sont d'abord
effectués sur au moins deux panneaux d'étalonnage dont les propriétés thermiques sont connues avec précision et
le coefficient de transmission thermique surfacique (composantes de rayonnement et de convection) est déterminé
des deux côtés du panneau d'étalonnage. Ensuite, des mesurages sont effectuésavecla porte ou la fenêtre
servant d'éprouvette placée dans la même ouverture, avec la même vitesse d'air du côté froid et les mêmes
températures prescrites.
On réalise un panneau support dont les dimensions extérieures sont adaptées à l'appareillage et présentant une
ouverture permettant d'encastrer l'éprouvette (voir Figures 1 et 2).
Les principaux flux thermiques autour du panneau support et du panneau d'étalonnage (ou de l'éprouvette) sont
représentés à la Figure 3. Les flux thermiques à la périphérie, dus à l'emplacement du panneau d'étalonnage, sont
déterminés par le coefficient de transmission thermique linéique,�.
Le mode opératoire décrit dans la présente partie de l’ISO 12567 est conçu pour compenser les flux thermiques
périphériques afin d'obtenir des propriétés de transmission thermique normalisées et reproductibles.
La grandeur des flux thermiques périphériques, en fonction de la géométrie, de l'épaisseur du panneau
d'étalonnage et de la conductivité thermique, est déterminée par les valeurs données dans l'annexe B.
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ISO 12567-1:2000(F)
Les résultats des mesurages sont corrigés en fonction des coefficients de transmission thermique surfacique
normalisés au moyen d'une interpolation ou d'une itération analytique tirée des mesurages d'étalonnage.
Des mesures seront prises (par exemple, équilibrage de la pression entre côté chaud et côté froid ou colmatage
des joints sur la face intérieure) de manière àéviter que la perméabilitéà l'air de l'éprouvette n'influence les
mesures.
5 Exigences relatives aux éprouvettes et à l’appareillage
5.1 Généralités
La réalisation et l'utilisation de l'appareillage doivent se conformer aux exigences de l'ISO 8990, sauf pour les
modifications apportées par la présente partie de l’ISO 12567. Pour effectuer des mesurages de transfert
thermique sur l'éprouvette, il est nécessaire de la monter dans un panneau support approprié et de déduireleflux
thermique le traversant en soustrayant celui-ci de l'apport de chaleur total. En outre, l'élément d'essai et le
panneau support auront, en général, des épaisseurs différentes de sorte que les trajets des flux thermiques seront
perturbés ainsi que les températures dans la région de séparation entre les deux éléments. L'essai doit être réalisé
de façon à pouvoir appliquer les corrections des effets des bords.
5.2 Panneaux supports
Le panneau support fonctionne comme un mur idéal, de haute résistance thermique, qui maintient la fenêtreoula
porte dans la position correcte et séparelaboîte chaude de la boîte froide. Le panneau support doit être
suffisamment grand pour couvrir le côté ouvert de l'anneau de garde, dans le cas d'une boîte chaude gardée, ou le
côté ouvert de la boîte chaude, dans le cas d'une boîte chaude calibrée.
Le panneau support doit avoir une épaisseur au moins égale à 100 mm ou à l'épaisseur maximale de l'éprouvette,
la valeur la plus grande étant retenue, et il doit être réalisé dans un matériau dont la conductivité ne dépasse pas
0,04 W/(m�K). Une ouverture appropriéedoit être pratiquée pour y encastrer le panneau d'étalonnage ou
l'éprouvette (voir Figures 1 à 4). Il est admis de revêtir le panneau support sur chaque face de contreplaqué ou
d'un matériau similaire pour en assurer la rigidité, mais aucun matériau dont la conductivité thermique est
supérieure à 0,04 W/(m�K) (autre qu'un ruban adhésif mince et non métallique) ne doit traverser de part en part
l'ouverture. Les surfaces du panneau support et des plaques de déflexion doivent avoir une forte émissivité (> 0,8).
5.3 Éprouvettes
Pour des applications générales, les dimensions des éprouvettes peuvent être représentatives de celles
rencontrées dans la pratique. Pour s'assurer de la cohérence des mesurages, il convient que l'éprouvette soit
implantéedelamanière suivante.
Le bloc-porte ou le bloc-fenêtre doit remplir l'ouverture du panneau support qui doit être centrée. La face intérieure
du dormant doit être aussi près que possible de celle du panneau support, mais sans qu'aucune partie, autre que
les poignées ou accessoires normalement saillants, ne dépasse du panneau support, que ce soit du côté froid ou
du côté chaud (voir Figures 1 et 2).
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ISO 12567-1:2000(F)
Dimensions en millimètres
La largeur totale de la fente en haut et en bas entre éprouvette et panneau ne doit pas dépasser 5 mm. Cette fente
doit être obturée avec du ruban adhésif non métallique ou du mastic. La largeur totale de la fente des deux côtés
de l'éprouvette et du panneau support ne doit pas dépasser 5 mm.
Légende
a
1 Bord de la surface de mesurage
Disposition centrée recommandée
2 Panneau support avec�u 0,04 W/(m�K) b
Utiliser un matériau de calfeutrage ayant les mêmes
3 Vitrage
caractéristiques thermiques que l'âme du panneau
support
4Côté froid
5Côté chaud
6 Rebord affleurant
Figure 1 — Bloc-fenêtre en place dans le panneau support
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Dimensions en millimètres
La largeur totale de la fente en haut et en bas entre éprouvette et panneau ne doit pas dépasser 5 mm. Cette fente
doit être obturée avec du ruban adhésif non métallique ou du mastic. La largeur totale de la fente des deux côtés
de l'éprouvette et du panneau support ne doit pas dépasser 5 mm.
Légende
1 Bord de la surface de mesurage a
Disposition centrée recommandée
2 Panneau support avec�u 0,04 W/(m�K)
b
Utiliser un matériau de calfeutrage ayant les mêmes
3 Panneau ou vitrage
caractéristiques thermiques que l'âme du panneau
support
4Côté froid
5Côté chaud
6 Panneau de la porte
7 Dormant/seuil affleurant
Figure 2 — Porte dans un panneau support
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ISO 12567-1:2000(F)
Légende
1 Panneau support
2 Effets de bord
3Côté froid
4Côté chaud
5 Panneau d'étalonnage
Figure 3 — Montage du panneau d'étalonnage dans une ouverture
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Dimensions en millimètres
Légende
1 Panneau support
2 Éprouvette
Figure 4 — Panneau support avec l’éprouvette
Il est recommandé que l'ouverture soit située au centre du panneau support et à 200 mm au moins des surfaces
internes des boîtes chaude et froide pour éviter ou limiter les corrections de flux périphériques liées au périmètre
du panneau support.
Pour les essais normalisés, les dimensions hors tout recommandées sont indiquées dans le Tableau 3 ou doivent
être conformes aux dimensions prescrites par les normes nationales ou autres règlements.
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ISO 12567-1:2000(F)
Tableau 3 — Dimensions de l'éprouvette
Composant Hauteur Largeur
mm mm
a a
Fenêtre
1480 1230
Porte 2 000 1 000
a
Dimensions des éprouvettes normalisées pour mesures d'isolation acoustique
selon l'ISO 140-1 et l'ISO 140-3.
2
Dans tous les cas, l'ouverture d'essai du panneau support doit être supérieure à 0,8 m pour des raisons
d'exactitude. Les joints périmétriques entre le panneau support et l'éprouvette doivent être calfeutrés des deux
côtés à l'aide de ruban adhésif oudemastic d'étanchéité.
5.4 Panneaux d'étalonnage
Les dimensions des panneaux d'étalonnage doivent être semblables à celles de l'éprouvettes (� 40% en hauteur et
en largeur). Les panneaux d'étalonnage servent à déterminer les coefficients de transmission thermique surfacique
et la résistance thermique du panneau support dans des conditions déterminées.
Au moins deux panneaux d'étalonnage répondant aux exigences suivantes sont nécessaires.
a) Le panneau d'étalonnage doit se composer d'un élément plat de matériau homogène et stable ayant des
caractéristiques thermiques connues. Le matériau ne doit pas vieillir.
b) La nature de la surface du panneau d'étalonnage doit être similaire à celledelasurface de l'éprouvette. Le
coefficient d'émissivité de la surface doit être connu (par exemple, verre normal) ou mesuré conformément à
l'EN 12898.
c) Les panneaux d'étalonnage doivent couvrir la gamme probable des densités de flux thermique des
éprouvettes. Deux panneaux d'étalonnage au moins avec des épaisseurs différentes sont nécessaires:
1) épaisseur totale de 20 mm environ;
2) épaisseur totale de 60 mm environ.
Des détails supplémentaires et des indications sur la façon de construire les panneaux d'étalonnage sont donnés
dans l'annexe C.
La résistance thermique du matériau isolant utilisé dans les panneaux doit être mesurée pour des températures
moyennes comprises entre 0 °Cet15 °C en utilisant une plaque chaude gardée, conformément à l'ISO 8302, ou
un appareil de mesure du flux thermique, conformément à l'ISO 8301. À la place, on peut se servir de panneaux
d'étalonnage possédant des caractéristiques certifiées par une source agréée. Les panneaux d'étalonnage doivent
être montés dans l'ouverture du panneau support à 40 mm de la face chaude comme représentéà la Figure 3.
5.5 Mesurages de la température et emplacements du déflecteur
Pendant les mesurages d'étalonnage, les températures superficielles extérieures doivent être mesurées
directement ou calculées. (Pour la conception des panneaux d'étalonnage et le montage des capteurs, voir
l'annexe C.) Le panneau d'étalonnage sera équipé d'au minimum neuf points de mesure disposésau centre de
surfaces égales formant une grille, et le panneau support, d'au moins huit points de mesure (voir Figure 5). Aucun
capteur de température ne doit être situéà moins de 100 mm du bord du panneau d'étalonnage. Les capteurs de
température et les systèmes d'enregistrement doivent être étalonnésavecprécision. Pour mesurer les
températures superficielles, il est recommandé d'utiliser un thermocouple de type T (cuivre/constantan) conforme à
l'IEC 60584-1 et réalisé en fil métallique d'un diamètre inférieur ou égal à 0,5 mm. Il doit être fixé sur la surface à
l'aide de colle ou d'un ruban adhésifdontla surface extérieure présente une forte émissivité (> 0,8). Si d'autres
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ISO 12567-1:2000(F)
capteurs sont utilisés, ils doivent être au moins aussi précisque lesprécédents, ne pas être sujets à une dérive ou
à une hystérésis et doivent être aussi petits que possible pour éviter de perturber le champ de température au
voisinage du point de contact. Leur adéquation peut être vérifiée à l'aide d'une caméra à infrarouge dans des
conditions de flux thermique semblables à celles des caractéristiques de fonctionnement spécifiées.
Pour les mesurages de la température de l'air et du déflecteur, il est recommandé d'utiliser la même disposition des
capteurs (au minimum neuf points de mesure).
Pour la convection naturelle, la distance entre le déflecteur et le plan de la face chaude du panneau support ne doit
pas être inférieure à 150 mm, côté chaud, et à 50 mm, côté froid, pour des vitesses d'air au moins égales à 1,5 m/s
(voir 5.6 et 6.2.2.1). Les températures de l'air doivent être mesurées de chaque côtéà l'extérieur de la couche
limite.
Dimensions en millimètres
Légende
1Déflecteur côté froid
2Déflecteur côté chaud
� Capteurs de température
a
Il est recommandé que le capteur de vitesse de l'air soit aligné au centre pour obtenir un écoulement d'air parallèle.
b
Il convient que tous les thermocouples du panneau support soient positionnésdefaçon centrée.
Figure 5 — Emplacement des capteurs de température et de vitesse d'air
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5.6 Mesurage du flux d'air
La vitesse de l'air côté froid doit être mesurée en un point correspondant à unezonedelibre écoulement. Que ce
soit dans le cas d'un flux horizontal ou dans celui d'un flux vertical, il est essentiel que le capteur ne se trouve pas
dans les couches limites superficielles de l'éprouvette ni dans le sillage d'un accessoire saillant. Si un petit
ventilateur est utilisé du côté chaud, un capteur de vitesse d'air (voir Figure 5) doit être utilisé pour s'assurer qu'une
vitesse de l'air équivalente à celle de la convection naturelle prévaut (c'est-à-dire inférieure à 0,3 m/s).
Si les dimensions de la boîte de mesurage sont telles que les points de contact de son périmètre sont à moins de
200 mm des bords de l'ouverture, la mesure des températures superficielles du côté chaud du panneau support
n'est plus valable. Dans ce cas, il est admissible de se servir des températures d'air moyennes du côté chaud en
remplacement de la température superficielle moyenne du côté chaud du panneau support pour déterminer ��
s,sur
dans les étalonnages en 6.2.4 [équation (8)]. Si cela est fait, le même mode opératoire doit alors être adopté pour
compenser les influences du panneau support dans les mesurages ultérieurs [voir 6.3, équation (12)].
6 Mode opératoire
6.1 Généralités
Le mode opératoire général des mesurages en boîte chaude doit suivre celui spécifié dans l'ISO 8990 et, en outre,
les exigences suivantes doivent être respectées.
6.2 Mesurages d'étalonnage
6.2.1 Généralités
Ils sont exigés pour les éprouvettes afin de s'assurer que les conditions d'essai établies sont convenables et que la
compensation des perturbations de flux thermique au travers du bord de l'éprouvette et les coefficients de
transmission thermique surfacique peuvent être totalement pris en compte.
Les mesurages d'étalonnage doivent être effectués à six densités de flux thermiques, qui couvrent la gamme des
flux thermiques des éprouvettes.
Il est recommandé d'effectuer les mesurages pour trois températures de l'air moyennes différentes
� [� � (� �� )/2] à environ � 5 K en faisant varier la température du côté froid et en maintenant des
c,me c,me c,i c,e
conditions constantes de mouvement d'air du côté froid et des conditions constantes de température et de
convection naturelle du côté chaud. Grâce à ce mode opératoire, le coefficient de transmission thermique
surfacique peut être déterminé pour la convection et le rayonnement en fonction de la densité de flux thermique au
travers du panneau d'étalonnage.
NOTE On considère que, pour des éprouvettes non homogènes comme des fenêtres ou des portes, les conditions
moyennes de transmission thermique sur la zone mesurée seront comparativement identiques à celles d'un panneau
d'étalonnage homogène donné.
6.2.2 Résistance surfacique totale
6.2.2.1 Mesurage
Le premier essai d'étalonnage doit être effectué avec le panneau mince (d ≈ 20 mm) à une température
cal
moyenne d'environ 10 �C, ou conforme aux spécifications des normes nationales, et une différence de température
de l'air, �� , entre le côté chaud et le côté froid égale à (20 � 2) K, ou conforme aux spécifications des normes
c
nationales (voir l'ISO 8990 et l'annexe A pour la détermination des températures ambiantes).
Pour le premier panneau d'étalonnage, la vitesse de l'air sur le côté froid doit être réglée par un dispositif
d'étranglement ou par un ventilateur afin d'obtenir une résistance thermique surfacique totale (côté chaud et côté
2 2
froid) R � (R � 0,01) m �K/ W; par exemple (0,17 � 0,01) m �K/ W ou conforme à la norme nationale
s,t (s,t),st
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ISO 12567-1:2000(F)
appropriée. Par la suite, le réglage du ventilateur et/ou du dispositif d'étranglement doit rester constant. Il est donc
nécessaire que la vitesse du ventilateur reste constante. Le montage utilisé pour l'étalonnage doit être utilisé pour
tous les essais effectués avec des éprouvettes de fenêtres ou de portes.
6.2.2.2 Calcul
2
Calculer la résistance thermique surfacique totale des côtés chaud et froid, R ,expriméeenm �K/W, à l'aide de
s,t
l'équation (1):
�����
n,cal s,cal
R � (1)
s,t
q
cal
où
�� est la différence de température ambiante de chaque côté du panneau d'étalonnage, en kelvins,
n,cal
calculée selon l'annexe A;
�� est la différence de température superficielle du panneau d'étalonnage, en kelvins;
s,cal
� est la densité de flux thermique du panneau d'étalonnage déterminé d'aprèsla résistance thermique
cal
connue, R , du panneau d'étalonnage (à la température moyenne, � )et la différence entre les
cal cal
températures superficielles, �� ,calculée à l'aide de l'équation (2):
s,cal
��
s,cal
q � (2)
cal
R
cal
où R est la résistance thermique du panneau d'étalonnage à la température moyenne du panneau, calculée
cal
à l'aide de l'équation (3):
d
j
R � (3)
cal �
�
j
où
d est l'épaisseur de la couche j,enmètres;
j
� est la conductivité thermique de la couche j,enW/(m�K).
j
La résistance surfacique totale, R , doit être tracée en fonction de la densité de flux thermique, q , du panneau
s,t cal
d'étalonnage. Cette courbe est destinée àêtre utiliséepour déterminer les résistances surfaciques totales de tous
les mesurages effectués par la suite sur des éprouvettes (fenêtres et portes).
6.2.3 Coefficients de résistance thermique surfacique et coefficients de transmission thermique
surfacique
6.2.3.1 Généralités
Les coefficients de transmission thermique surfacique (partie convection et partie rayonnement) sont nécessaires à
la détermination des températures ambiantes (conformément au mode opératoire donné dans l'annexe A et dans
l'ISO 8990). Les mesurages de température superficielle effectués sur le panneau d'étalonnage à différentes
températures moyennes du panneau permettront de déterminer le coefficient de transmission thermique
surfacique. Les coefficients de résistance thermique surfacique sont calculés à l'aide des équations (4) et (5):
���
ni,cal si,cal
R � (4)
si
q
cal
12 © I
...
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