Was ist DIN 50014 für Klimaprüfungen?

In unserer Branche existieren zahlreiche internationale Normen mit äußerst spezifischen Anwendungsbereichen. Sie beschreiben die Prüfverfahren für bestimmte Werkstoffe und gehen detailliert auf die jeweiligen Fragestellungen ein.

Dann gibt es jedoch noch andere, die die allgemeinen Grundlagen für Konditionierungs- und Klimatests bilden. 

Dies ist der Fall bei der deutschen Norm DIN 50014.Lasst sie uns gemeinsam entdecken.

Was ist DIN 50011 und warum ist sie wichtig?.

DIN ist eine Abkürzung für Deutsches Institut für Normung und wurde 1917 gegründet.

Damals hatte jedes Land seine eigenen Normungsinstitutionen, ohne dass es eine supranationale Regelung zur Standardisierung der Normen gab.

Die ISO , die Internationale Organisation für Normung , wurde tatsächlich erst 1947 gegründet. Von da an schlossen sich ihr die verschiedenen nationalen Normungsinstitutionen an und integrierten einen Teil ihrer Normen in gemeinsam genutzte internationale Normen.

DIN wurde 1951 Teil der ISO , und seither haben viele ursprünglich deutsche Normen ihre internationalen Entsprechungen erhalten.

Dies ist der Fall bei DIN 50014 , die vollständig in ISO 554.

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Was schreibt DIN 50014/ISO 554 vor?

DIN 50014 (oder ISO 554, falls Sie dies bevorzugen) beschreibt drei Standardatmosphären als generische Setups für Konditionierungs- und Klimatests.

Dies sind sehr allgemeine Bedingungen, die für eine Vielzahl von Tests geeignet sind, insbesondere für Konditionierungstests (die wir hier ausführlich besprochen haben ), da sie dazu dienen, eine Reihe von Proben auf eine gleiche Temperatur zu bringen und unabhängig von der Art des Materials sind.

Die drei Standardatmosphären werden stattdessen folgendermaßen unterschieden.

23/50 ist als „Empfohlene Atmosphäre“ und die am weitesten verbreitete dieser Gruppe. Sie schreibt eine Temperatur von 23 °C und eine relative Luftfeuchtigkeit von 50 % vor.

Der Wert 27/65 hingegen eignet sich für tropische Länder und weist höhere Werte auf, die dem Klima dieser Breitengrade entsprechen: 27 °C Temperatur und 65 % relative Luftfeuchtigkeit.

Schließlich gibt es noch die Norm 20/65 , die für bestimmte Anwendungsgebiete , die in ihren Normen unter Bezugnahme auf die dritte Norm der ISO 554 darauf verweisen werden.

Alle Normen gehen von einem normalen Atmosphärendruck , d.h. zwischen 86 und 106 kPa.

Die Norm legt außerdem zwei Toleranzschwellen für die Prüfung fest.

Die normale (oder weite) Toleranz mit einer Toleranz von ± 2° bei der Temperatur und ± 5 Prozentpunkten bei der Luftfeuchtigkeit; und die reduzierte (oder enge) Toleranz mit einer Toleranz von nur 1° bei der Temperatur und ± 2 Prozentpunkten bei der Luftfeuchtigkeit.

Je nach Experiment kann auf den einen oder anderen Toleranzschwellenwert Bezug genommen werden.

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Die FDM-Klimakammer für DIN 50014/ISO 554

Die FDM-Klimakammer kann alle drei in DIN 50014 oder ISO 554 beschriebenen Standardatmosphären . Dank modernster Technologien, wie den beiden elektronischen Steuerungen stillFACE und revoFACE, weist sie zudem sehr geringe Fehlertoleranzen auf, um präzise Prüfungen gemäß den in der Norm festgelegten Toleranzgrenzen durchzuführen.

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Referenzstandards

• DIN 50014:2018-12 – Klimate und ihre technische Anwendung – Normalklimate. Grundlegender deutscher Standard für Standardatmosphären.
• ISO 554:1976 – Standardatmosphären für Konditionierung und/oder Prüfung – Spezifikationen. Internationale Übersetzung von DIN 50014.
• ISO 291:2008 — Kunststoffe – Standardatmosphären für Konditionierung und Prüfung. Speziell für Kunststoffwerkstoffe.
• ISO 139:2005 — Textilien – Standardatmosphären für Konditionierung und Prüfung (20 °C/65% RH).
• ASTM E171/E171M-20 — Standardatmosphären für die Konditionierung und Prüfung flexibler Barriereverpackungen.
• ASTM D618-21 — Standardverfahren zur Konditionierung von Kunststoffen für Prüfungen (23°C/50% RH).
• IEC 60068-1:2013 — Umweltprüfung Teil 1: Allgemeines und Leitlinien, zitiert als Referenzbedingungen.

Autoritative Quellen

• DIN – Deutsches Institut für Normung. Deutsches Institut für Normung, Begründer der DIN 50014 und ISO-Mitglied seit 1951.
• ISO – Internationale Organisation für Normung. Globale Normungsorganisation, die ISO 554 als internationales Äquivalent beibehält.
• ASTM International. Amerikanische Organisation, die die Normen D618 und E171 für Kunststoffe und Verpackungen veröffentlicht.
• UNI – Italienische Normungsorganisation. Vertreibt italienische EN/ISO-Umsetzungen und nationale UNI-Normen.

Häufig gestellte Fragen zu DIN 50014

Warum gibt es drei Standardatmosphären 23/50, 27/65, 20/65?

Die drei Testatmosphären decken unterschiedliche regionale Klimaanforderungen ab. 23 °C/50 % RH wurde als „empfohlene Atmosphäre“ gewählt, da sie ein durchschnittliches gemäßigtes Klima in Europa und Nordamerika repräsentiert, mit Werten nahe dem Komfort in Innenräumen und einer moderaten Feuchtigkeitsaufnahme der Materialien. 27 °C/65 % RH simuliert das tropische Klima äquatorialer Länder (Singapur, Küstenregionen Brasiliens, Indonesien) und wird für die Prüfung von Produkten verwendet, die für diese Märkte bestimmt sind. 20 °C/65 % RH ist bestimmten Branchen wie Textilien (entspricht ISO 139) und Karton vorbehalten, wo die hygroskopische Bilanz bei dieser RH traditionell für Vergleichstests verwendet wird. Jede Atmosphäre wird in spezifischen Produktnormen referenziert: ISO 291 für Kunststoffe nennt 23/50 (Bedingung A) und 23/50 ± 1 % (Bedingung B), ISO 139 fordert 20/65, ASTM E171 für Verpackungen verwendet 23/50 oder 20/65. Die Auswahl richtet sich stets nach der geltenden Produktnorm.

Worin besteht der Unterschied zwischen normaler und reduzierter Toleranz?

DIN 50014 definiert zwei Genauigkeitsklassen. Die normale Toleranz (Klasse 2) erlaubt ±2 °C für die Temperatur und ±5 % für die relative Luftfeuchtigkeit und eignet sich für allgemeine Qualitätskontrollprüfungen, die Konditionierung von Proben für mechanische Prüfungen sowie die Lagerung in Forschung und Entwicklung. Die reduzierte Toleranz (Klasse 1) erfordert ±1 °C und ±3 % RH (aktualisierte Ausgabe 2018; in einigen älteren Versionen waren ±2 % angegeben) und wird für Zertifizierungsprüfungen, Vergleichsstudien, technische Streitigkeiten und Kalibrierungen verwendet. Die reduzierte Toleranz erfordert Klimakammern mit einer räumlichen Gleichmäßigkeit von ≤ ±0,5 °C, einer zeitlichen Stabilität von ≤ ±0,3 °C und Sensoren mit einer erweiterten Messunsicherheit von ≤ 0,3 °C (ACCREDIA-kalibriert). Strengere Vorschriften wie ICH Q1A/B für Arzneimittel fordern zusätzliche Toleranzen (±2 °C/±5 % RH für Langzeit-, beschleunigte und Zwischen-Sollwerte). DIN 50014 ist der Basisstandard, wird aber durch spezifische Branchennormen verfeinert.

Wie wird die Konditionierung einer Probe gemäß DIN 50014 überprüft?

Die Probe gilt als konditioniert, sobald sie das hygroskopische und thermische Gleichgewicht mit der Standardatmosphäre erreicht hat. Dies wird durch wiederholtes Wiegen überprüft: Beträgt die Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Wägungen im Abstand von mindestens zwei Stunden weniger als 0,1–0,25 % des Gewichts, ist das Material stabilisiert. Für Kunststoffe schreibt ISO 291 eine Mindestkonditionierungszeit von 88 Stunden in einer Atmosphäre mit 23/50 % relativer Luftfeuchtigkeit für Proben ≤ 4 mm vor, für dickere Proben bis zu mehreren Wochen. Für Textilien fordert ISO 139 eine Vorkonditionierung bei 50 °C und 10 % RH , gefolgt von einer mehrstündigen Lagerung in Standardatmosphäre. Die Vorkonditionierung ist wichtig, um Verzerrungen durch die klimatische Vorgeschichte der Probe (z. B. frisch hergestellte vs. gelagerte Probe) zu eliminieren. Die Kammer muss einen Luftstrom von 0,2–1 m/s über alle Proben gewährleisten, mit einem Mindestabstand von 50 mm zwischen den Proben und 100 mm zu den Wänden. Die Vor- und Nachwägung erfolgen in einer kontrollierten Atmosphäre innerhalb von 30 Sekunden nach der Entnahme, um den Austausch mit der Außenluft zu minimieren.

Welche Klimakammer entspricht der DIN 50014 Klasse 1?

Um die reduzierte Toleranz (Klasse 1) zu gewährleisten, muss die Kammer die Spezifikationen der IEC 60068-3-6 erfüllen. Dies umfasst eine 9-Punkt-Kartierung, eine räumliche Gleichmäßigkeit innerhalb von ± 0,5 °C und ± 2 % RHsowie eine zeitliche Stabilität innerhalb von ± 0,3 °C über 24 Stunden. Die integrierten Pt100-Sensoren der Klasse A (Unsicherheit ± 0,15 °C bei 0 °C) müssen in ACCREDIA-akkreditierten Laboren kalibriert werden. Das entsprechende Zertifikat ist auf den nationalen INRIM-Standard rückführbar. Die Befeuchtung erfolgt mittels ultrafiltriertem Dampf mit einer Leitfähigkeit < 1 µS/cm, um Kalkablagerungen zu vermeiden. Eine adaptive PID-Regelung minimiert Überschwingen und Schwingungen. Die Protokollierung erfolgt mit einer Frequenz von ≥ 1 Hz. Nach dem Abschalten trocknet das System automatisch, um unerwünschte Kondensation zu verhindern. FDM-Klimakammern mit stillFACE/revoFACE erreichen ± 0,5 °C/± 2 % RH bei Volumina von 50 bis 2000 Litern und entsprechen sowohl DIN 50014 Klasse 1 als auch ISO 291, ISO 139 und ASTM D618. -Reglern