ISO 15099 Kinerja termal pintu jendela

ISO 15099 adalah Standar Internasional mengenai Kinerja termal pada jendela, pintu, dan perangkat pelindung, khususnya tentang Perhitungan terperinci.

Standar versi terbaru yang masih berlaku adalah terbitan tahun 2003 dengan judul berikut :

• ISO 15099:2003 Thermal performance of windows, doors and shading devices — Detailed calculations

Standar ISO 15099: 2003

ISO 15099:2003 menetapkan prosedur perhitungan rinci untuk menentukan sifat transmisi termal dan optik (misalnya, transmisi termal, transmisi energi matahari total) dari sistem jendela dan pintu berdasarkan algoritma dan metode paling mutakhir, dan energi surya dan sifat termal dari semua komponen.

Produk yang dicakup oleh ISO 15099:2003 termasuk jendela dan pintu yang menggabungkan:

1. produk fenestrasi (glazed fenestration) berlapis kaca tunggal dan ganda dengan atau tanpa lapisan reflektif surya, emisivitas rendah dan film plastik tersuspensi;
2. sistem kaca (glazing systems) dengan jarak panel dengan lebar berapa pun yang mengandung gas atau campuran gas;
3. spacer logam atau non-logam;
4. bingkai (frame) dari bahan dan desain apa pun;
5. produk fenestrasi (fenestration) miring di setiap sudut;
6. perangkat peneduh (shading devices);
7. produk untuk memproyeksikan (projecting products).

Penerbitan Standar ISO 15099:2003

Standar ini diterbitkan dan dipublikasikan pada November 2003, berupa dokumen edisi 1 dengan jumlah halaman sebanyak 71 lembar.

Disusun oleh :

• Technical Committee ISO/TC 163/SC 2 Calculation methods, atau : Komite Teknis ISO/TC 163/SC 2 Metode perhitungan.

ICS :

• 91.060.50 Doors and windows, atau : 91.060.50 Pintu dan jendela
• 91.120.10 Thermal insulation of buildings, atau : 91.120.10 Isolasi termal bangunan

Standar ini berkontribusi pada Tujuan Pembangunan Berkelanjutan atau Sustainable Development Goal berikut:

• Industri, inovasi dan infrastruktur

Sebagaimana standar ISO lainnya, ISO 15099:2003 ini juga ditinjau setiap 5 tahun dan peninjauan sudah mencapai tahap 90,93 (dikonfirmasi).

Isi Standar ISO 15099:2003

Berikut adalah kutipan isi Standar ISO 15099:2003 yang diambil dari Online Browsing Platform (OBP) dari situs resmi iso.org.

Yang ditambah dengan berbagai keterangan dan informasi untuk mempermudah pemahaman pembaca.

Hanya bagian standar yang informatif yang tersedia untuk umum, OBP hanya menampilkan hingga klausa 3 saja.

Oleh karena itu, untuk melihat konten lengkap dari standar ini, maka pembaca harus membeli standar dari ISO ini secara resmi.

Daftar Isi Standar ISO 15099:2003

• Foreword
• Introduction
• 1 Scope
• 2 Normative references
• 3 Symbols
• 3.1 General
• 3.2 Symbols and units
• 3.3 Subscripts
• 4 Determination of total window and door system properties
• 4.1 Thermal transmittance
• 4.2 Total solar energy transmittance
• 4.3 Visible transmittance
• 5 Vision area properties
• 5.1 Glazing layer optics
• 5.2 Glazing system optics
• 5.3 Vision area heat transfer
• 6 Frame effects
• 6.1 Area and linear thermal transmittance
• 6.2 Governing equations for calculating thermal transmittance
• 6.3 Geometric representation and meshing
• 6.4 Solid materials
• 6.5 Effective conductivity — Glazing cavities
• 6.6 Effective conductivity — Unventilated frame cavities
• 6.7 Ventilated air cavities and grooves
• 7 Shading devices
• 7.1 Definitions
• 7.2 Optical properties
• 7.3 Slat type of shading
• 7.4 Ventilation
• 7.5 Total solar energy transmittance and thermal transmittance
• 8 Boundary conditions
• 8.1 General
• 8.2 Reference boundary conditions
• 8.3 Convective heat transfer
• 8.4 Longwave radiation heat transfer
• 8.5 Combined convective and radiative heat transfer
• 8.6 Prescribed density of heat flow rate
• Annex A Solution technique for the multi-layer solar optical model
• Annex B Thermophysical fill gas property values
• Annex C Examples of calculated values for optical properties of slat type of shading devices
• C.1 General
• C.2 Specifications
• C.3 Results
• Bibliography

Foreword : Kata pengantar

ISO (Organisasi Internasional untuk Standardisasi) adalah federasi badan standar nasional (badan anggota ISO) di seluruh dunia.

Pekerjaan mempersiapkan Standar Internasional biasanya dilakukan melalui komite teknis ISO.

Setiap badan anggota yang tertarik pada suatu topik yang untuknya komite teknis telah dibentuk berhak untuk diwakili dalam komite tersebut.

Organisasi internasional, pemerintah dan non-pemerintah, bekerja sama dengan ISO, juga ambil bagian dalam pekerjaan tersebut.

ISO bekerja sama erat dengan International Electrotechnical Commission (IEC) dalam semua masalah standardisasi elektroteknik.

Standar Internasional disusun sesuai dengan aturan yang diberikan dalam Arahan ISO/IEC, Bagian 2.

Tugas utama panitia teknis adalah menyiapkan Standar Internasional.

Rancangan Standar Internasional yang diadopsi oleh komite teknis diedarkan ke badan-badan anggota untuk pemungutan suara.

Publikasi sebagai Standar Internasional memerlukan persetujuan setidaknya 75% dari badan anggota yang memberikan suara.

Perhatian diberikan pada kemungkinan bahwa beberapa elemen dari dokumen ini dapat menjadi subyek hak paten.

ISO tidak bertanggung jawab untuk mengidentifikasi salah satu atau semua hak paten tersebut.

ISO 15099 disiapkan oleh :

• Technical Committee ISO/TC 163, Thermal performance and energy use in the built environment.
• atau : Komite Teknis ISO/TC 163, Kinerja termal dan penggunaan energi di lingkungan binaan.

Mengenal ISO dan IEC

ISO (International Organization for Standardization) adalah suatu organisasi atau lembaga nirlaba internasional.

Tujuan dari ISO adalah untuk membuat dan memperkenalkan standar dan standardisasi internasional untuk berbagai tujuan.

Sebagaimana dengan ISO, IEC juga merupakan organisasi standardisasi internasional yang menyusun dan menerbitkan standar-standar internasional.

Namun ruang lingkupnya adalah untuk seluruh bidang elektrik, elektronik dan teknologi yang terkait atau bidang teknologi elektro (electrotechnology).

Lebih jelas mengenai ISO dan IEC dapat dibaca pada artikel lain dari standarku.com berikut :

• Mengenal organisasi ISO, standardisasi internasional
• Standar IEC

Introduction : Pengenalan Standar

Standar Internasional ini menjelaskan prosedur untuk menghitung indeks manfaat dari banyak produk jendela dan pintu.

Metode yang disediakan dalam Standar Internasional ini memungkinkan pengguna untuk menentukan indeks kualitas produk jendela dan pintu total, yaitu transmisi termal, transmisi energi matahari total, dan transmisi cahaya tampak.

Prosedur memberikan kinerja termal aktual dari produk fenestrasi untuk digunakan dalam analisis energi bangunan dan untuk evaluasi produk dalam aplikasi bangunan tertentu.

Prosedur ini juga dapat digunakan untuk menghasilkan data untuk membandingkan produk dengan menggunakan kondisi batas standar yang diberikan baik dalam Standar Internasional ini atau diambil dari Standar Internasional atau Nasional yang sesuai (misalnya, ISO 12567-1, ISO 10292, ISO 9050).

Tujuan Standar

Standar Internasional ini juga dimaksudkan sebagai dokumen referensi untuk deskripsi model yang digunakan dalam program komputer untuk perhitungan rinci sifat transmisi termal dan optik sistem jendela dan pintu.

Standar Internasional ini memberikan model terperinci untuk transmisi termal dan optik di jendela.

Model terperinci ini diperlukan di banyak jenis jendela untuk mendapatkan kesepakatan antara perhitungan dan pengujian.

Secara tradisional, jendela dicirikan dengan menghitung secara terpisah transmisi termal ” dark (gelap)” atau ” night-time (malam hari)” dan transmisi energi matahari melalui sistem fenestrasi.

Prosedur

Transmisi termal tanpa efek radiasi matahari dihitung menggunakan prosedur yang diberikan dalam ISO 10292 (untuk bagian penglihatan) dan transmisi energi matahari total, tanpa memperhitungkan suhu sebenarnya dari berbagai panel, diperoleh dengan menggunakan ISO 9050.

Perhitungan ini memerlukan penggunaan kondisi referensi yang tidak mewakili kondisi sebenarnya.

Dalam Standar Internasional ini, persamaan keseimbangan energi diatur untuk setiap lapisan kaca dengan mempertimbangkan penyerapan matahari dan suhu aktual.

Dari persamaan keseimbangan energi ini, suhu masing-masing lapisan dan celah ditentukan.

Ini adalah satu-satunya standar yang memperhitungkan interaksi kompleks ini.

Analisis yang lebih rinci ini memberikan hasil yang kemudian dapat dinyatakan sebagai transmitansi termal dan nilai S dan nilai-nilai ini dapat berbeda dari hasil model yang lebih sederhana.

Indeks prestasi individu yang diperoleh dengan menggunakan kondisi batas referensi tetap berguna untuk membandingkan produk.

Namun, pendekatan yang diambil adalah satu-satunya cara untuk menghitung kinerja energi sistem jendela untuk kondisi lingkungan lainnya termasuk kondisi yang mungkin ditemui selama pengukuran kotak panas.

Akhirnya harus ditekankan bahwa Standar Internasional ini dimaksudkan untuk digunakan dalam program komputer.

Itu tidak pernah dimaksudkan sebagai prosedur ” simplified calculation (perhitungan yang disederhanakan)”.

Metode yang disederhanakan disediakan dalam Standar Internasional lainnya.

Adalah penting bahwa program-program ini menghasilkan nilai-nilai yang konsisten dan didasarkan pada metodologi standar yang baik.

Meskipun lebih rumit daripada rumus yang digunakan dalam standar yang disederhanakan, rumus yang digunakan dalam Standar Internasional ini sepenuhnya sesuai dengan tujuan penggunaannya.

ISO 15099:2003 Klausa 1-3

1 Scope : Lingkup

Standar Internasional ini menetapkan prosedur perhitungan terperinci untuk menentukan sifat transmisi termal dan optik (misalnya, transmisi termal, transmisi energi matahari total) dari sistem jendela dan pintu berdasarkan algoritma dan metode paling mutakhir, dan energi surya dan termal properti yang relevan dari semua komponen.

Produk yang tercakup dalam Standar Internasional ini meliputi jendela dan pintu yang dilengkapi dengan:

• a) produk fenestrasi (glazed fenestration) berlapis kaca tunggal dan ganda dengan atau tanpa lapisan reflektif surya, emisivitas rendah dan film plastik tersuspensi;
• b) sistem kaca (glazing systems) dengan jarak panel dengan lebar berapa pun yang mengandung gas atau campuran gas;
• c) spacer logam atau non-logam;
• d) bingkai (frame) dari bahan dan desain apa pun;
• e) produk fenestrasi (fenestration) miring di setiap sudut;
• f) perangkat peneduh (shading devices);
• g) produk untuk memproyeksikan (projecting products).

2 Normative references : Referensi normatif

Dokumen referensi berikut sangat diperlukan untuk penerapan dokumen ini. Untuk referensi bertanggal, hanya edisi yang dikutip yang berlaku.

Untuk referensi yang tidak bertanggal, berlaku edisi terbaru dari dokumen yang diacu (termasuk amandemennya).

• 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 9050, Glass in building — Determination of light transmittance, solar direct transmittance, total solar energy transmittance, ultraviolet transmittance and related glazing factors
• ISO 9288, Thermal insulation — Heat transfer by radiation — Physical quantities and definitions
• ISO 9845-1, Solar energy — Reference solar spectral irradiance at the ground at different receiving conditions — Part 1: Direct normal and hemispherical solar irradiance for air mass 1,5
• ISO 10077-2:2003, Thermal performance of windows, doors and shutters — Calculation of thermal transmittance — Part 2: Numerical method for frames
• ISO 10211-1, Thermal bridges in building construction — Heat flows and surface temperatures, Part 1: General calculation methods
• ISO/CIE 10526:1999, CIE standard Illuminants for colorimetry
• ISO/CIE 10527, CIE standard colorimetric observers
• ISO 12567-1, Thermal performance of windows and doors — Determination of thermal transmittance by hot box method — Part 1: Complete windows and doors
• EN 12898, Glass in building — Determination of the emissivity

Daftar Pustaka atau Bibliography

1 – 10

• [1] WRIGHT, J.L. and MCGOWAN, A., Calculating Solar Heat Gain of Window Frames, ASHRAE Transactions, 106, Pt. 2, 1999
• [2] WRIGHT, J.L., Summary and Comparison of Methods to Calculate Solar Heat Gain, ASHRAE Transactions, 101, Pt. 1, 1995
• [3] ASTM E1585-93, Standard Test Method for Measuring and Calculating Emittance of Architectural Flat Glass Products Using Spectrometric Measurements
• [4] RUBIN M., VON ROTTKAY K. and POWLES R., Window Optics, Solar Energy, 62, (1998) 149-161
• [5] WRIGHT, J.L., Calculating Centre-Glass Performance Indices of Windows, ASHRAE Transactions, 104, Pt. 1 pp. 1230-1241, 1999
• [6] BERNIER and BOURRETT, Effects of Glass Plate Curvature on the U-Factor of Sealed Insulated Glazing Units, ASHRAE Transactions, 103, Pt 1, 1997
• [7] HOLLANDS, K.G.T., UNNY, T.E., RAITHBY, G.D. and KONICEK, L., Free Convection Heat Transfer Across Inclined Air Layers, Journal of Heat Transfer, 98, pp. 189-193, 1976
• [8] EL SHERBINY, S.M., RAITHBY, G.D., and HOLLANDS, K.G.T., Heat Transfer by Natural Convection Across Vertical and Inclined Air Layers, Journal of Heat Transfer, 104, pp. 96-102, 1982
• [9] WRIGHT, J.L., A Correlation to Quantify Convective Heat Transfer Between Vertical Window Glazings, ASHRAE Transactions, 106, Pt. 2, 1996
• [10] ARNOLD, J.N., BONAPARTE, P.N., CATTON, I. and EDWARDS, D.K., Experimental Investigation of Natural Convection in a Finite Rectangular Region Inclined at Various Angles from 0 to 180°, Proceedings of the 1974 Heat Transfer and Fluid Mechanics Institute, Corvalles, OR, Stanford University Press, Stanford, CA, 1974

11 – 20

• [11] ROHSENOW, W.M., and HARTNETT, J.P. (eds), Handbook of Heat Transfer, McGraw Hill, 1973
• [12] BRANCHAUD, T.R.; CURCIJA, D.; and GOSS, W.P. Local Heat Transfer In Open Frame Cavities of Fenestration Systems, ASHRAE/DOE/BTECC Conference, Thermal Performance of the Exterior Envelopes of Buildings VII, December 1998.
• [13] ZIENKIEWICZ, O.C., and ZHU, J.Z., A Simple Error Estimator and Adaptive Procedure for Practical Engineering Analysis, International Journal for Numerical Methods in Engineering, 24, pp. 337-357, 1987
• [14] ZIENKIEWICZ, O.C. and ZHU, J.Z., The Three R’s of Engineering Analysis and Error Estimation and Adaptivity, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 82, pp. 95-113, 1990
• [15] ROHSENOW, W.M., HARTNETT and GANIC, J.P., E.N., Handbook of Heat Transfer Fundamentals, 2nd Edition, McGraw Hill, 1985
• [16] ROTH, H., Comparison of Thermal Transmittance Calculation Methods Based on ASHRAE and CEN/ISO Standards, Masters of Science Thesis, Department of Mechanical Engineerig, University of Massachusetts, Amherst, Massachusetts, USA, May, 1998
• [17] CORONEL J.F., ALVAREZ S. et al., Solar-optical and thermal performance of louvers type shading devices. Proceedings of European Conference on Energy Performance and Internal Climate in Buildings, ISBN 2.86834-108-Y, Lyons, France, 1994
• [18] VAN DIJK, H.A.L. and GOULDING J. (eds), Advanced Windows Information System. WIS Reference Manual, TNO Building and Construction Research, Delft, The Netherlands, October 1996
• [19] KLEMS, J.H., WARNER, L. et al., A comparison between calculated and measured SHGC for complex glazings., ASHRAE Trans. 102 (Pt. 1; Symposium paper AT-96-16-1): 931-939, 1996
• [20] KLEMS, J.H., WARNER, L. et al., Solar heat gain coefficient of complex fenestrations with a venetian blind for different slat tilt angles., ASHRAE Trans. 103 (Pt. 1; Symposium paper PH-97-16-3): 1026-1034, 1997

21 – 30

• [21] EN 13363-21), Solar protection devices combined with glazing — Calculation of solar and light transmittance — Part 2: Reference method
• [22] ALEO, F. et al., Results of the European research project Solar Control (1996-1999), Research project JOR3-CT96-0113 under the European DG XII Joule Programme, Conphoebus, Catania (I), 1999
• [23] PLATZER, W. et al., Results of the European research project ALTSET, Angular light and total solar energy transmittance (1997-1999), Research project SMT4-CT96-2099 under the European DG XII Standards, Measurement and Testing (SM&;T) programme, Fraunhofer Institute for Solar Energy, Freiburg (D), 1999
• [24] VAN DIJK, H.A.L. et al., Progress in the European research project REVIS, Daylighting products with redirecting visual properties (1999-2000), Research project JOE3-CT98-0096 under the European DG XII Joule Programme, TNO Building and Construction Research, Delft (NL), 1999
• [25] VAN DIJK, H.A.L., LEMAIRE, A. et al., Testing and Modeling of Thermal and Solar Properties of Double Glazing with Incorporated Venetian Blinds, Solar Energy Journal, 1999
• [26] SIEGEL, R. and HOWELL, J.R., Thermal radiation heat transfer, third edition, Hemisphere Publishing, 1992
• [27] CURCIJA, D. and GOSS, W.P., New Correlations for Convective Heat Transfer Coefficient on Indoor Fenestration Surfaces — Compilation of More Recent Work, ASHRAE/DOE/BTECC Conference, Thermal Performance of the Exterior Envelopes of Buildings VI, Clearwater, FL, 1995
• [28] KIMURA, K., Scientific Basis for Air Conditioning, Chapter 3, Radiative and Convective Heat Transfer, pp. 93-94, Equations 3.41 to 3.44, Applied Science Publishers, London, 1977
• [29] ITO, N., KIMURA, K. and OKA, J., A field experimental study on the convective heat transfer coefficient on exterior surface of a building, ASHRAE Transactions, 78, Part 1, 1972
• [30] REDDY, J.N. and GARTLING, D.K., The finite element method in heat transfer and fluid dynamics, CRC Press, 1994

31 – 37

• [31] WRIGHT, J.L., A simplified analysis of radiant heat loss through projecting fenestration products, submitted for publication, ASHRAE Transactions, 7, Pt.1, 2001
• [32] EDWARDS, D.K., Solar Absorption by Each Element in an Absorber-Coverglass Array, Technical Note, Solar Energy, Vol. 19, pp. 401-402, 1977
• [33] TOULOUKIAN, Y.S. and HO, C.Y. (eds), Thermophysical Properties of Matter, Plenum Press, New York, 1972
• [34] GRIFFITH, B.; FINLAYSON, E.; YAZDANIAN, M; and ARASTEH, D., The Significance of Bolts in the Thermal Performance of Curtain-Wall Frames for Glazed Facades, ASHRAE Transactions, 1998
• [35] HOLLANDS, K.G.T., WRIGHT, J.L. and GRANQVIST, C.G., Glazings and Coatings, chapter 2 in Solar Energy — The State of the Art, ISES position papers (J. Gordon ed), 2001
• [36] SWINBANK, W.C., Journal of the Royal Meteorological Society, 89, pp. 339-348, 1963
• [37] ISO 6946, Building components and building elements — Thermal resistance and thermal transmittance — Calculation method

Penutup

Demikian artikel dari standarku.com mengenai Standar ISO 15099:2003.

Mohon saran dari pembaca untuk kelengkapan isi artikel ini, silahkan saran tersebut dapat disampaikan melalui kolom komentar.

Baca artikel lain :

• International Organization for Standardization
• Memahami apa itu Standar ISO
• Standar NFRC untuk jendela, pintu bangunan
• Standar AHAM untuk peralatan rumah tangga
• ISO 14644-4 desain ruang bersih

Sumber referensi :

• https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:15099:ed-1:v1:en
• https://www.iso.org/standard/26425.html