ISO 11092:2014
(Main)Textiles — Physiological effects — Measurement of thermal and water-vapour resistance under steady-state conditions (sweating guarded-hotplate test)
Textiles — Physiological effects — Measurement of thermal and water-vapour resistance under steady-state conditions (sweating guarded-hotplate test)
ISO 11092:2014 specifies methods for the measurement of the thermal resistance and water-vapour resistance, under steady-state conditions, of e.g. fabrics, films, coatings, foams and leather, including multilayer assemblies, for use in clothing, quilts, sleeping bags, upholstery and similar textile or textile-like products. The application of this measurement technique is restricted to a maximum thermal resistance and water-vapour resistance which depend on the dimensions and construction of the apparatus used (e.g. 2 m2·K/W and 700 m2·Pa/W respectively, for the minimum specifications of the equipment referred to in ISO 11092:2014).
Textiles — Effets physiologiques — Mesurage de la résistance thermique et de la résistance à la vapeur d'eau en régime stationnaire (essai de la plaque chaude gardée transpirante)
L'ISO 11092:2014 prescrit des méthodes pour la détermination de la résistance thermique et de la résistance à la vapeur d'eau, en régime stationnaire, de produits tels que matières textiles, films, enductions, mousses et cuir, y compris les assemblages multicouches, qui sont utilisés pour l'habillement, les couettes, les sacs de couchage, les garnitures de siège et produits similaires textiles ou apparentés aux textiles. L'application de cette technique de mesurage est limitée à des valeurs maximales de résistance thermique et de résistance à la vapeur d'eau qui dépendent des dimensions et de la construction de l'appareil utilisé (par exemple respectivement 2 m2.K/W et 700 m2.Pa/W pour les spécifications minimales de l'équipement auquel il est fait référence dans l'ISO 11092:2014).
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11092
Second edition
2014-09-01
Textiles — Physiological effects —
Measurement of thermal and water-
vapour resistance under steady-state
conditions (sweating guarded-
hotplate test)
Textiles — Effets physiologiques — Mesurage de la résistance
thermique et de la résistance à la vapeur d’eau en régime stationnaire
(essai de la plaque chaude gardée transpirante)
Reference number
ISO 11092:2014(E)
©
ISO 2014
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ISO 11092:2014(E)
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Published in Switzerland
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ISO 11092:2014(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Terms and definitions . 1
3 Symbols and units . 2
4 Principle . 3
5 Apparatus . 3
6 Test specimens. 6
6.1 Materials ≤ 5 mm thick . 6
6.2 Materials > 5 mm thick . 6
7 Test procedure . 7
7.1 Determination of apparatus constants . 7
7.2 Assembly of test specimens on the measuring unit . 9
7.3 Measurement of thermal resistance R .
ct 9
7.4 Measurement of water-vapour resistance R .
et 10
8 Precision of results.10
8.1 Repeatability .10
8.2 Reproducibility .10
9 Test report .10
Annex A (normative) Mounting procedure for specimens containing loose filling materials or
having uneven thickness .12
Annex B (normative) Determination of correction terms for heating power .13
Annex C (informative) Guidance on test specimen assembly for materials prone to swelling .14
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ISO 11092:2014(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.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any
patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on
the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical Barriers
to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information.
The committee responsible for this document is ISO/TC 38, Textiles.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 11092:1993), which has been technically
revised. It also incorporates Amendment 1 to ISO 11092:1993 (ISO 11092:1993/Amd.1:2012).
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ISO 11092:2014(E)
Introduction
This International Standard is the first of a number of standard test methods in the field of clothing
comfort.
The physical properties of textile materials which contribute to physiological comfort involve a complex
combination of heat and mass transfer. Each may occur separately or simultaneously. They are time-
dependent, and may be considered in steady-state or transient conditions.
Thermal resistance is the net result of the combination of radiant, conductive and convective heat
transfer, and its value depends on the contribution of each to the total heat transfer. Although it is an
intrinsic property of the textile material, its measured value may change through the conditions of test
due to the interaction of parameters such as radiant heat transfer with the surroundings.
Several methods exist which may be used to measure heat and moisture properties of textiles, each of
which is specific to one or the other and relies on certain assumptions for its interpretation.
The sweating guarded-hotplate (often referred to as the “skin model”) described in this International
Standard is intended to simulate the heat and mass transfer processes which occur next to human skin.
Measurements involving one or both processes may be carried out either separately or simultaneously
using a variety of environmental conditions, involving combinations of temperature, relative humidity,
air speed, and in the liquid or gaseous phase. Hence transport properties measured with this apparatus
can be made to simulate different wear and environmental situations in both transient and steady-
states. In this International Standard only steady-state conditions are selected.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 11092:2014(E)
Textiles — Physiological effects — Measurement of thermal
and water-vapour resistance under steady-state conditions
(sweating guarded-hotplate test)
1 Scope
This International Standard specifies methods for the measurement of the thermal resistance and
water-vapour resistance, under steady-state conditions, of e.g. fabrics, films, coatings, foams and leather,
including multilayer assemblies, for use in clothing, quilts, sleeping bags, upholstery and similar textile
or textile-like products.
The application of this measurement technique is restricted to a maximum thermal resistance and
water-vapour resistance which depend on the dimensions and construction of the apparatus used (e.g.
2 2
2 m ·K/W and 700 m ·Pa/W respectively, for the minimum specifications of the equipment referred to
in this International Standard).
The test conditions used in this International Standard are not intended to represent specific comfort
situations, and performance specifications in relation to physiological comfort are not stated.
2 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
2.1
thermal resistance
R
ct
temperature difference between the two faces of a material divided by the resultant heat flux per unit
area in the direction of the gradient
Note 1 to entry: It is a quantity specific to textile materials or composites which determines the dry heat flux
across a given area in response to a steady applied temperature gradient. The dry heat flux may consist of one or
more conductive, convective and radiant components.
Note 2 to entry: Thermal resistance is expressed in square metres kelvin per watt.
2.2
water-vapour resistance
R
et
water-vapour pressure difference between the two faces of a material divided by the resultant
evaporative heat flux per unit area in the direction of the gradient
Note 1 to entry: It is a quantity specific to textile materials or composites which determines the “latent” evaporative
heat flux across a given area in response to a steady applied water-vapour pressure gradient. The evaporative
heat flux may consist of both diffusive and convective components.
Note 2 to entry: Water-vapour resistance is expressed in square metres pascal per watt.
2.3
water-vapour permeability index
i
mt
ratio of thermal and water-vapour resistances in accordance with Formula (1):
R
ct
iS=⋅ (1)
mt
R
et
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ISO 11092:2014(E)
where S equals 60 Pa/K
Note 1 to entry: The water-vapour permeability index is dimensionless, and has values between 0 and 1. A value
of 0 implies that the material is water-vapour impermeable, that is, it has infinite water-vapour resistance, and a
material with a value of 1 has both the thermal resistance and water-vapour resistance of an air layer of the same
thickness.
2.4
water-vapour permeability
W
d
characteristic of a textile material or composite depending on water-vapour resistance and temperature
in accordance with Formula (2):
1
W = (2)
d
RT⋅φ
et m
where ϕT is the latent heat of vaporization of water at the temperature T of the measuring unit,
m m
equals, for example, 0,672 W·h/g at T = 35 °C
m
Note 1 to entry: Water-vapour permeability is expressed in grams per square metre hour pascal.
3 Symbols and units
R is the thermal resistance, in square metres kelvin per watt
ct
R is the water-vapour resistance, in square metres pascal per watt
et
i is the water-vapour permeability index, dimensionless
mt
R is the apparatus constant, in square metres kelvin per watt, for the measurement of
ct0
thermal resistance R
ct
R is the apparatus constant, in square metres pascal per watt, for the measurement of
et0
water vapour resistance R
et
W is the water-vapour permeability, in grams per square meter hour pascal
d
ϕT is the latent heat of vaporization of water at the temperature T , in watt hours per gram
m m
A is the area of the measuring unit, in square metres
T is the air temperature in the test enclosure, in degrees Celsius
a
T is the temperature of the measuring unit, in degrees Celsius
m
T is the temperature of the thermal guard, in degrees Celsius
s
p is the water-vapour partial pressure, in pascals, of the air in the test enclosure at tem-
a
perature T
a
p is the saturation water-vapour partial pressure, in pascals, at the surface of the measur-
m
ing unit at temperature T
m
v is the speed of air above the surface of the test specimen, in metres per second
a
S is the standard deviation of air speed v, in metres per second
v
R.H. is the relative humidity, in percent
H is the heating power supplied to the measuring unit, in watts
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ISO 11092:2014(E)
ΔH is the correction term for heating power for the measurement of thermal resistance R
c ct
ΔH is the correction term for heating power for the measurement of water-vapour resist-
e
ance R
et
α is the slope of the correction line for the calculation of ΔH
c
β is the slope of the correction line for the calculation of ΔH
e
4 Principle
The specimen to be tested is placed on an electrically heated plate with conditioned air ducted to flow
across and parallel to its upper surface as specified in this International Standard.
For the determination of thermal resistance, the heat flux through the test specimen is measured after
steady-state conditions have been reached.
The technique described in this International Standard enables the thermal resistance R of a material
ct
to be determined by subtracting the thermal resistance of the boundary air layer above the surface of
the test apparatus from that of a test specimen plus boundary air layer, both measured under the same
conditions.
For the determination of water-vapour resistance, an electrically heated porous plate is covered by
a water-vapour permeable but liquid-water impermeable membrane. Water fed to the heated plate
evaporates and passes through the membrane as vapour, so that no liquid water contacts the test
specimen. With the test specimen placed on the membrane, the heat flux required to maintain a constant
temperature at the plate is a measure of the rate of water evaporation, and from this the water-vapour
resistance of the test specimen is determined.
The technique described in this International Standard enables the water-vapour resistance R of a
et
material to be determined by subtracting the water-vapour resistance of the boundary air layer above
the surface of the test apparatus from that of a test specimen plus boundary air layer, both measured
under the same conditions.
5 Apparatus
5.1 Measuring unit, with temperature and water supply control, consisting of a metal plate
2
approximately 3 mm thick with a minimum area of 0,04 m (e.g. a square with each side 200 mm in
length, l) fixed to a conductive metal block containing an electrical heating element [see Figure 1,
items (1) and (6)]. For the measurement of water-vapour resistance, the metal plate (1) must be porous.
It is surrounded by a thermal guard [item (8) of Figure 2] which is in turn located within an opening in a
measuring table (11).
The coefficient of radiant emissivity of the plate surface (1) shall be greater than 0,35, measured at 20 °C
between the wavelengths 8 µm to 14 µm, with the primary beam perpendicular to the plate surface and
the reflection hemispherical.
Channels are machined into the face of the heating element block (6) where it contacts the porous plate
to enable water to be fed from a dosing device (5).
The position of the measuring unit with respect to the measuring table shall be adjustable, so that the
upper surface of test specimens placed on it can be made coplanar with the measuring table.
Heat losses from the wiring to the measuring unit or to its temperature measuring device should be
minimized, e.g. by leading as much wiring as possible along the inner face of the thermal guard (8).
The temperature controller (3), including the temperature sensor of the measuring unit (2), shall
maintain the temperature T of the measuring unit (7) constant to within ± 0,1 K. The heating power H
m
shall be measurable by means of a suitable device (4) to within ± 2 % over the whole of its usable range.
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Water is supplied to the surface of the porous metal plate (1) by a dosing device (5) such as a motor-
driven burette. The dosing device is activated by a switch which senses when the level of water in the
plate falls more than approximately 1,0 mm below the plate surface, in order to maintain a constant rate
of evaporation. The level switch is mechanically connected to the measuring unit.
Before entering the measuring unit, the water shall be preheated to the temperature of the measuring
unit. This can be achieved by passing it through tubes in the thermal guard before it enters the measuring
unit.
a
Key
1 metal plate
2 temperature sensor
3 temperature controller
4 heating-power measuring device
5 water-dosing device
6 metal block with heating element
a
Set value of T .
m
Figure 1 — Measuring unit with temperature and water supply control
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a
Key
7 measuring unit according to 5.1
8 thermal guard
9 temperature controller
10 temperature sensor
11 measuring table
a
Set value of T .
s
Figure 2 — Thermal guard with temperature control
5.2 Thermal guard with temperature control [item (8) of Figure 2], consisting of a material with
high thermal conductivity, typically metal, and containing electrical heating elements.
Its purpose is to prevent heat leakage from the sides and bottom of the measuring unit (7).
The width b of the thermal guard (see Figure 2) should be a minimum of 15 mm. The gap between the
upper surface of the thermal guard and the metal plate of the measuring unit shall not exceed 1,5 mm.
The thermal guard may be fitted with a porous plate and water-dosing system similar to that of the
measuring unit to form a moisture guard.
The thermal guard temperature T measured by the temperature sensor (10) shall by means of the
s
controller (9), be mai
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 11092
Deuxième édition
2014-09-01
Textiles — Effets physiologiques —
Mesurage de la résistance thermique
et de la résistance à la vapeur d’eau
en régime stationnaire (essai de la
plaque chaude gardée transpirante)
Textiles — Physiological effects — Measurement of thermal and
water-vapour resistance under steady-state conditions (sweating
guarded-hotplate test)
Numéro de référence
ISO 11092:2014(F)
©
ISO 2014
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ISO 11092:2014(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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Publié en Suisse
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ISO 11092:2014(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Termes et définitions . 1
3 Symboles et unités . 2
4 Principe . 3
5 Appareillage . 3
6 Éprouvettes d’essai . 7
6.1 Matières d’épaisseur ≤ 5 mm. 7
6.2 Matières d’épaisseur > 5 mm. 7
7 Mode opératoire d’essai. 9
7.1 Détermination des constantes de l’appareil . 9
7.2 Mise en place des éprouvettes sur l’unité de mesure .10
7.3 Mesurage de la résistance thermique R .
ct 10
7.4 Mesurage de la résistance à la vapeur d’eau R .
et 11
8 Fidélité des résultats .11
8.1 Répétabilité .11
8.2 Reproductibilité .12
9 Rapport d’essai .12
Annexe A (normative) Mode de montage des éprouvettes contenant des matières de garnissage ou
ayant une épaisseur irrégulière .13
Annexe B (normative) Détermination des facteurs correctifs de la puissance de chauffe .14
Annexe C (informative) Indications relatives à la mise en place des éprouvettes pour les matières
sujettes au gonflement .15
© ISO 2014 – Tous droits réservés iii
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ISO 11092:2014(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 confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité 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 (IEC) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document 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. Les détails concernant les
références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l’élaboration
du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de brevets reçues par
l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de
la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de l’OMC concernant
les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos — Informations
supplémentaires.
Le comité responsable du présent document est le comité technique ISO/TC 38, Textiles.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 11092:1993), dont elle
constitue une révision technique. Elle intègre également l’Amendement 1 à l’ISO 11092:1993
(ISO 11092:1993/Amd.1:2012).
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ISO 11092:2014(F)
Introduction
La présente Norme internationale est la première de plusieurs normes concernant des méthodes d’essai
dans le domaine du confort des vêtements.
Les propriétés physiques des matières textiles qui contribuent au confort physiologique mettent en jeu
une combinaison complexe de transferts de chaleur et de masse. Ceux-ci peuvent survenir séparément
ou simultanément. Ils sont dépendants du temps et peuvent être considérés en régime stationnaire ou
transitoire.
La résistance thermique résulte directement de la combinaison des transferts de chaleur radiatif,
conductif et convectif, et sa valeur dépend de la contribution de chacun au transfert de chaleur total.
Bien qu’elle soit une propriété intrinsèque de la matière textile, la valeur issue du mesurage peut varier
en fonction des conditions d’essai du fait de l’interaction de paramètres tels que le transfert de chaleur
radiatif avec l’environnement.
II existe plusieurs méthodes qui peuvent être utilisées pour mesurer les propriétés des textiles vis-à-vis
de la chaleur et de l’humidité, chacune d’elle étant spécifique à l’une ou à l’autre et reposant sur certaines
hypothèses pour son interprétation.
La plaque chaude gardée transpirante (souvent nommée «modèle peau») décrite dans la présente Norme
internationale a pour but de simuler les processus de transferts de chaleur et de masse qui se produisent
au voisinage de la peau humaine. Les mesurages qui concernent l’un ou les deux transferts peuvent
être conduits séparément ou simultanément en utilisant une variété de conditions environnementales
combinant la température, l’humidité relative, la vitesse de l’air, en phase liquide ou gazeuse. Ainsi, les
propriétés de transferts mesurées avec cet appareil peuvent être appropriées à différentes situations
de porter et d’environnement, à la fois en régime transitoire et stationnaire. Dans la présente Norme
internationale, seules les conditions stationnaires sont utilisées.
© ISO 2014 – Tous droits réservés v
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NORME INTERNATIONALE ISO 11092:2014(F)
Textiles — Effets physiologiques — Mesurage de la
résistance thermique et de la résistance à la vapeur d’eau
en régime stationnaire (essai de la plaque chaude gardée
transpirante)
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale prescrit des méthodes pour la détermination de la résistance
thermique et de la résistance à la vapeur d’eau, en régime stationnaire, de produits tels que matières
textiles, films, enductions, mousses et cuir, y compris les assemblages multicouches, qui sont utilisés
pour l’habillement, les couettes, les sacs de couchage, les garnitures de siège et produits similaires
textiles ou apparentés aux textiles.
L’application de cette technique de mesurage est limitée à des valeurs maximales de résistance thermique
et de résistance à la vapeur d’eau qui dépendent des dimensions et de la construction de l’appareil
2 2
utilisé (par exemple respectivement 2 m .K/W et 700 m .Pa/W pour les spécifications minimales de
l’équipement auquel il est fait référence dans la présente Norme internationale).
Les conditions d’essai de la présente Norme internationale n’ont pas pour objet de représenter des
situations de confort spécifiques et aucune spécification de performance relative au confort physiologique
n’est énoncée.
2 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
2.1
résistance thermique
R
ct
différence de température entre les deux faces de la matière, divisée par le flux de chaleur par unité de
surface dans la direction du gradient
Note 1 à l’article: La résistance thermique est une quantité spécifique aux matières textiles ou composites, qui
détermine le flux de chaleur sèche à travers une surface donnée lorsqu’un gradient de température stable dans
le temps lui est appliqué. Le flux de chaleur sèche peut consister en une ou plusieurs composantes conductrices,
convectives et radiantes.
Note 2 à l’article: La résistance thermique est exprimée en mètres carrés kelvins par watt.
2.2
résistance à la vapeur d’eau
R
et
différence de pression de vapeur d’eau entre les deux faces de la matière, divisée par le flux de chaleur
d’évaporation par unité de surface dans la direction du gradient
Note 1 à l’article: La résistance à la vapeur d’eau est une quantité spécifique aux matières textiles ou composites
qui détermine le flux de chaleur «latente» d’évaporation à travers une surface donnée lorsqu’un gradient de
pression de vapeur d’eau stable dans le temps lui est appliqué. Le flux de chaleur d’évaporation peut consister en
composantes à la fois diffusive et convective.
Note 2 à l’article: La résistance à la vapeur d’eau est exprimée en mètres carrés pascals par watt,
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ISO 11092:2014(F)
2.3
indice de perméabilité à la vapeur d’eau
i
mt
rapport de la résistance thermique à la résistance à la vapeur d’eau conformément à la Formule (1):
R
ct
iS=⋅ (1)
mt
R
et
où S est égal à 60 Pa/K
Note 1 à l’article: L’indice de perméabilité à la vapeur d’eau est sans dimension et sa valeur est comprise entre 0
et 1. Une valeur de 0 signifie que la matière est imperméable à la vapeur d’eau, c’est-à-dire qu’elle a une résistance à
la vapeur d’eau infinie; une matière qui a une valeur de 1 présente à la fois la résistance thermique et la résistance
à la vapeur d’eau d’une couche d’air de la même épaisseur.
2.4
perméabilité à la vapeur d’eau
W
d
caractéristique d’une matière textile ou composite dépendant de la résistance à la vapeur d’eau et de la
température conformément à la Formule (2):
1
W = (2)
d
RT⋅φ
et m
Où ϕT est la chaleur latente de vaporisation de l’eau à la température T de l’unité de mesure, par
m m
exemple: 0,672 W.h/g à T = 35 °C
m
Note 1 à l’article: La perméabilité à la vapeur d’eau est exprimée en grammes par mètre carré heure-pascal.
3 Symboles et unités
R est la résistance thermique, en mètres carrés kelvins par watt
ct
R est la résistance à la vapeur d’eau, en mètres carrés pascals par watt
et
i est l’indice de perméabilité à la vapeur d’eau, sans dimension
mt
R est la constante de l’appareil, en mètres carrés kelvins par watt, pour le mesurage de la résis-
ct0
tance thermique R
ct
R est la constante de l’appareil, en mètres carrés pascals par watt, pour le mesurage de la résis-
et0
tance à la vapeur d’eau R
et
W est la perméabilité à la vapeur d’eau, en grammes par mètre carré-heure-pascal
d
ϕT est la chaleur latente de vaporisation de l’eau à la température T , en watts heures par
m m
gramme
A est la surface de l’unité de mesure, en mètres carrés
t est la température de l’air dans l’enceinte de mesure, en degrés Celsius
A
T est la température de l’unité de mesure, en degrés Celsius
m
T est la température de la garde thermique, en degrés Celsius
s
p est la pression partielle de vapeur d’eau, en pascals, de l’air dans l’enceinte de mesure
a
à la température T
a
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p est la pression partielle saturante de vapeur d’eau, en pascals, à la surface de l’unité de mesure
m
à la température T
m
v est la vitesse du flux d’air au-dessus de la surface de l’éprouvette d’essai, en mètres par
a
seconde
S est l’écart-type de la vitesse de l’air v, en mètres par seconde
v
H.R. est l’humidité relative, en pour cent
H est la puissance de chauffe fournie à l’unité de mesure, en watts
ΔH est le facteur correctif de la puissance de chauffe pour le mesurage de la résistance ther-
c
mique R
ct
ΔH est le facteur correctif de la puissance de chauffe pour le mesurage de la résistance à la vapeur
e
d’eau R
et
α est la pente de la droite de correction pour le calcul de ΔH
c
β est la pente de la droite de correction pour le calcul de ΔH
e
4 Principe
L’éprouvette à soumettre à l’essai est placée sur une plaque chauffée électriquement, un air conditionné
est soufflé de telle sorte qu’il balaie la surface supérieure de l’éprouvette parallèlement à celle-ci comme
spécifié dans la présente Norme internationale.
Pour déterminer la résistance thermique, le flux de chaleur à travers l’éprouvette est mesuré une fois le
régime stationnaire atteint.
La technique décrite dans la présente Norme internationale permet de déterminer la résistance
thermique R d’une matière en soustrayant la résistance thermique de la couche limite d’air à la surface
ct
de l’appareil d’essai de celle de l’éprouvette et de sa couche limite d’air, les deux résistances étant
mesurées dans les mêmes conditions.
Pour déterminer la résistance à la vapeur d’eau, une plaque poreuse chauffée électriquement est
recouverte d’une membrane perméable à la vapeur d’eau, mais imperméable à l’eau liquide. L’eau
alimentant la plaque chauffée s’évapore et passe à travers la membrane à l’état de vapeur, de sorte que
l’eau liquide n’entre pas en contact avec l’éprouvette. Lorsque l’éprouvette est placée sur la membrane,
le flux de chaleur requis pour maintenir la plaque à une température constante est une mesure du débit
d’évaporation de l’eau et la valeur de la résistance à la vapeur d’eau de l’éprouvette en est déduite.
La technique décrite dans la présente Norme internationale permet de déterminer la résistance à la
vapeur d’eau R d’une matière en soustrayant la résistance à la vapeur d’eau de la couche limite d’air à la
et
surface de l’appareil d’essai de celle de l’éprouvette et de sa couche limite d’air, les deux résistances étant
mesurées dans les mêmes conditions.
5 Appareillage
5.1 Unité de mesure avec contrôle de température et d’alimentation en eau, constituée d’une
2
plaque métallique d’environ 3 mm d’épaisseur et d’une surface minimale de 0,04 m (par exemple, un
carré de 200 mm de côté, l), fixée à un bloc métallique conducteur de chaleur qui contient un élément
chauffant électrique [voir Figure 1, éléments (1) et (6)]. Pour le mesurage de la résistance à la vapeur
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d’eau, la plaque métallique (1) doit être poreuse. Elle est entourée par une garde thermique [élément (8)
de la Figure 2] qui est localisée dans une ouverture de la table de mesure (11).
Le coefficient d’émissivité radiante de la surface de la plaque (1) doit être supérieur à 0,35, le mesurage
étant effectué à 20 °C sur la plage de longueurs d’onde 8 µm à 14 µm, avec le rayon primaire perpendiculaire
à la surface de la plaque et la réflexion hémisphérique.
Des canaux sont usinés sur la face du bloc de l’élément chauffant (6) qui est en contact avec la plaque
poreuse pour permettre l’alimentation en eau par un dispositif doseur (5).
La position de l’unité de mesure par rapport à la table de mesure doit être ajustable, afin que l’on puisse
amener la face supérieure des éprouvettes qui la recouvrent à être dans le même plan que la table de
mesure.
Il convient de réduire au minimum les fuites thermiques à travers les câblages qui rejoignent l’unité de
mesure ou son système de mesure de température, par exemple en plaçant le plus possible de fil le long
de la face interne de la garde thermique (8).
Le régulateur de température (3) ainsi que la sonde de température de l’unité de mesure (2) doivent
maintenir la température T de l’unité de mesure (7) constante à ± 0,l K. La puissance de chauffe H doit
m
être mesurable au moyen d’un système approprié (4) à ± 2 % sur la totalité de la plage.
L’eau est conduite à la surface de la plaque métallique poreuse (1) par un dispositif doseur (5) telle qu’une
burette motorisée. Le dispositif doseur est déclenché par un détecteur de niveau lorsque le niveau d’eau
dans la plaque descend de plus de 1,0 mm approximativement en dessous de la surface de celle-ci, afin
de maintenir un débit d’évaporation constant. Le détecteur de niveau est relié mécaniquement à l’unité
de mesure.
Avant d’être introduite dans l’unité de mesure, l’eau doit être préchauffée à la température de l’unité de
mesure. Cela peut être réalisé en faisant passer l’eau dans des tuyaux à l’intérieur de la garde thermique
avant l’entrée dans l’unité de mesure.
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a
Légende
1 plaque métallique
2 sonde de température
3 régulateur de température
4 système de mesure de la puissance de chauffe
5 dispositif doseur
6 bloc métallique avec élément chauffant
a
Régler la valeur de T .
m
Figure 1 — Unité de mesure avec contrôle de température et d’alimentation en eau
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a
Légende
7 unité de mesure selon 5.1
8 garde thermique
9 régulateur de température
10 sonde de température
11 table de mesure
a
Régler la valeur de T .
s
Figure 2 — Garde thermique avec contrôle de température
5.2 Garde thermique avec contrôle de température [élément (8) de la Figure 2], constituée d’un
matériau à haute conductivité thermique, généralement un métal, et contenant des éléments chauffants
électriques.
Sa fonction est d’éviter les fuites thermiques par les côtés et le fond de l’unité de mesure (7).
Il convient que la largeur b de la garde thermique (voir Figure 2) soit au minimum de 15 mm. L’espace
entre la face supérieure de la garde thermique et la plaque métallique de l’unité de mesure ne doit pas
dépasser 1,5 mm.
La garde thermique peut être constituée d’une plaque poreuse et d’un dispositif doseur similaire à celui
de l’unité de mesure pour former une garde humide.
La température T de la garde thermique mesurée par la sonde de température (10) doit être maintenue,
s
au moyen d’un régulateur (9), à la même température q
...
Questions, Comments and Discussion
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