Abstrakt vědeckého článku o technologii materiálů, autor vědecké práce – Dolzhonok A.V., Bakatovich A.A.
Článek pojednává o perspektivě využití rostlinného zemědělského odpadu jako plniva při vývoji nových stavebních materiálů ve formě stěnových bloků. Jsou uvedeny výsledky studií nasycení stěnových tvárnic vlhkostí při relativní vlhkosti vzduchu 97 %. Byla analyzována kinetika změn vlhkosti a tepelné vodivosti bloků na hrubém plnivu z žitné a pohankové slámy, drobného lnu a drcené pohanky. Na základě experimentálních dat byly získány empirické závislosti součinitele tepelné vodivosti na vlhkosti stěnových tvárnic. Po maximálním nasycení vlhkostí byly nejlepší výsledky zaznamenány na vzorcích bloků kostní slámy. Vlhkost kompozitu nepřesáhla 10,9 %, když se koeficient tepelné vodivosti zvýšil na 0,104 W/(m °C). Výsledkem výzkumu je navrženo řešení racionálního využití rostlinných odpadů k výrobě ekologických stavebních stěnových tvárnic s možným využitím při výstavbě nosných i nenosných stěn v jednopodlažních budovách a ve vícepodlažních budovách. -podlažní rámová konstrukce při vyplňování otvorů vnějších stěn.
Podobná témata vědecké práce o technologii materiálů, autorem vědecké práce je Dolzhonok A.V., Bakatovich A.A.
VLASTNOSTI KINETIKY KOEFICIENTU TEPELNÉ VODIVOSTI V ZÁVISLOSTI NA VLHKOSTI STĚNOVÝCH BLOKŮ ZE ZEMĚDĚLSKÝCH ODPADŮ
Článek se zabývá perspektivou využití rostlinných odpadů jako kameniva při výstavbě nových stavebních materiálů ve formě stěnových bloků. Prezentovány jsou výsledky výzkumu nasákavosti stěnových tvárnic při relativní vlhkosti vzduchu 97 %. Je analyzována kinetika změny vlhkosti a součinitel tepelné vodivosti bloků s žitným a pohankovým hrubým kamenivem a také bloků s jemným hrubým kamenivem lněného bonbonu a atomizované pohankové slámy. Z experimentálních pozorování jsou získány empirické závislosti součinitele tepelné vodivosti na rychlosti vlhkosti stěnových bloků. Po maximální míře absorpce hygroskopické vlhkosti jsou nejlepší indexy zaznamenány na blocích vyrobených ze lnu a slámy. Vlhkost kompozitu nepřesahuje 10,9 % se zvýšením tepelné vodivosti až na 0.104 W/(m•°С). Ve výsledku výzkumu je navrženo řešení udržitelného využívání zemědělských odpadů k získání ekologicky šetrných stavebních materiálů. Bloky lze použít při stavbě nosných a výplňových stěn v jednopodlažních budovách a vícepodlažních rámových bytových konstrukcích při vyplňování otvorů ve vnějších stěnách.
Text vědecké práce na téma “Vlastnosti změn součinitele tepelné vodivosti stěnových tvárnic na rostlinném odpadu v závislosti na vlhkosti materiálu”
DOI: 10.34031/article_5db3379ba2f9e5.82013353 *Dolzhonok A.V., Bakatovich A.A.
Polotská státní univerzita Běloruská republika, 211446, Novopolotsk, st. Blokhina, 29 *E-mail: andrei92d@gmail.com
VLASTNOSTI ZMĚN KOEFICIENTU TEPELNÉ VODivosti STĚNOVÝCH BLOKŮ NA ROSTLINNÉM ODPADU V ZÁVISLOSTI NA
OD VLHKOSTI MATERIÁLU
Anotace. Článek pojednává o perspektivě využití rostlinného zemědělského odpadu jako plniva při vývoji nových stavebních materiálů ve formě stěnových bloků. Jsou uvedeny výsledky studií nasycení stěnových tvárnic vlhkostí při relativní vlhkosti vzduchu 97 %. Byla analyzována kinetika změn vlhkosti a tepelné vodivosti bloků na hrubém kamenivu z žitné a pohankové slámy a drobného kameniva – lněné slámy a drcené pohanky. Na základě experimentálních dat byly získány empirické závislosti součinitele tepelné vodivosti na vlhkosti stěnových tvárnic. Po maximálním nasycení vlhkostí byly nejlepší výsledky zaznamenány na vzorcích bloků kostní slámy. Vlhkost kompozitu nepřesáhla 10,9 %, když se koeficient tepelné vodivosti zvýšil na 0,104 W/(m °C).
Výsledkem výzkumu je navrženo řešení racionálního využití rostlinných odpadů k výrobě ekologických stavebních stěnových tvárnic s možným využitím při výstavbě nosných i nenosných stěn v jednopodlažních budovách a ve vícepodlažních budovách. -podlažní rámová konstrukce při vyplňování otvorů vnějších stěn.
Klíčová slova: žitná sláma, lněná sláma, pohanková sláma, stěnový blok, tepelná vodivost, vlhkost, hustota.
Úvod. Organizace výroby ekologických stavebních materiálů na bázi rostlinných surovin je jedním z naléhavých úkolů ve stavebnictví souvisejícím se snižováním emisí oxidu uhličitého, které mají největší negativní dopad na klima planety. Celosvětově výroba stavebních materiálů představuje 10 % všech emisí CO2 [1]. Vzhledem k nedostatku účinných technologií odstraňování oxidu uhličitého je nutné omezit celkové množství emisí CO2 do atmosféry. Použití rostlinných materiálů k nahrazení stávajících materiálů je možným řešením pro snížení emisí CO2 do životního prostředí. Výroba stavebních materiálů na bázi rostlinných surovin neutralizuje více oxidu uhličitého, než uvolňuje do atmosféry, protože zemědělské plodiny během kultivačního procesu absorbují velké množství oxidu uhličitého [2]. Tento vzorec podněcuje vědecký zájem o výzkum racionální likvidace rostlinného odpadu, jehož objem každým rokem narůstá. Významného úspěchu dosáhla výroba stavebních materiálů obsahujících slámu z různých obilných plodin, které jsou přirozenými a neustále obnovitelnými zdroji surovin získávaných v mnoha regionech světa. Nejvíc
Jednodušší technologií pro použití takových materiálů je výstavba obvodových stěn budov z balíků slámy.
Při stavbě domů z balíků slámy existují dvě konstrukční řešení. Nejběžnější je konstrukce budovy z nosného dřevěného rámu s balíky slámy vyplňujícími otvory ve vnějších stěnách. Druhá možnost zahrnuje použití balíků slámy jako prefabrikovaných prvků nosných stěn. Balíky se pokládají s převázanými švy jako u zdiva a pro dodatečnou tuhost a stabilitu stěn jsou do balíků kolmo zaraženy dřevěné kůly. Při instalaci krokvového systému se roznášecí trámy nejprve pokládají podél horní části stěny [3].
První zmínka o využití balíků slámy pochází z konce 70. století, kdy bylo ve státě Nebraska (USA) postaveno prvních 4 obytných budov. Některé budovy se dochovaly dodnes. Využití balíků slámy jako stavebního materiálu však brzy výrazně pokleslo díky výstavbě silnic a železnic a možnosti přepravy dřeva, kovu a kamene [XNUMX].
Koncem XNUMX. století se evropské země vrátily k technologii stavby domů z balíků slámy. Takže v Dánsku první slaměný dům
postavena v roce 1998. V roce 2001 začal Dánský výzkumný institut testovat fyzikální a mechanické vlastnosti balíků slámy. Ročně se po celé republice postaví 10-20 domů z balíků slámy. Stavba doškových domů v Estonsku začala v roce 2006 a do dnešního dne bylo postaveno 8 budov. V Litvě a Lotyšsku byly také první slaměné stavby postaveny v období 1996–2000 [5].
Hlavními výhodami stavby ze slaměných balíků jsou vysoké tepelně izolační vlastnosti, zajištění zdravého vnitřního mikroklimatu a žádný negativní dopad na životní prostředí díky použití obnovitelných, biologicky rozložitelných odpadů v kombinaci s hliněnou omítkou [6].
Výzkum tepelných parametrů stěn ze slaměných balíků provedli s praktickou realizací vědci z Rumunska. Průměrné hodnoty součinitele tepelné vodivosti jsou 0,053-0,061 W/(m°C). Tyto indikátory umožňují zajistit tepelnou ochranu budov ve venkovských oblastech [7]. Začátkem roku 2012 byl v Rumunsku postaven jeden slaměný dům s dřevěnou konstrukcí. Po 2 letech byla dokončena výstavba 11 domů na bázi slámy [8]. Využití slámy je dnes alternativou k moderním stavebním materiálům. Stěny z balíků slámy na rozdíl od tradičních materiálů zlepšují díky své schopnosti dýchat kvalitu vzduchu v interiéru a také nevylučují škodlivé látky ve formě formaldehydu. Je třeba si uvědomit, že použití slámy bez minerálního pojiva nezajistí odolnost výsledných materiálů stěn (panelů, tvárnic apod.) vůči negativním vlivům drobných hlodavců [9].
Na základě balíků slámy se vyrábějí stěnové panely „Esososop“ (Litva) a „Ekobud“ (Rusko) o tloušťce 400 mm se součinitelem tepelné vodivosti 0,05-0,065 W/m-°C [10]. Panely se skládají z balíků žitné slámy pevně slisovaných do dřevěného rámu pomocí hydraulického lisu, takže slámová náplň se časem nesráží. Provedení má vysokou požární bezpečnost z důvodu nedostatku potřebného objemu vzduchu pro spalování slámy v lisovaných panelech. Pro výrobu slaměných panelů Esososop se používá sláma s obsahem vlhkosti nejvýše 15 %. Tepelná vodivost slaměného panelu je 0,054-0,059 W/(m-°C).
Zvýšená pozornost je v Bělorusku také věnována využití lněného odpadu vznikajícího při zpracování lnářského trustu. Oheň je zdrojem zvýšeného nebezpečí požáru při skladování na skládkách na území závodů lnu.
Lněný len lze použít pro výrobu kompozitních překližek a dřevotřískových desek a při vysokém lisovacím tlaku pro desky bez pojivové složky [11].
V roce 1985 začali vyrábět nízkohustotní tepelně a zvukově izolační desky, tzv. za sucha tvarované desky, skládající se z lněných jader s přídavkem pryskyřice (do 8 %) a parafínu (do 1 %). Výroba desek byla zvládnuta v Thajsku, Velké Británii a Kanadě [12].
Len Len se používá k výrobě lehkého betonu [13]. Obsah lnu dosahuje až 20 % cementové hmoty. Studie zjistila, že zvýšení množství částic lnu zpomalilo hydrataci cementu. Chemická úprava kameniva snižuje vliv cukrů obsažených v ohni na tvrdnutí pojiva. Pevnost v tlaku betonu s 20% obsahem částic lnu dosahuje 4,8 MPa, pevnost v ohybu je 1,2 MPa.
Důležitou vlastností stěnových materiálů je spolu s indikátory pevnosti tepelně izolační schopnost. Během provozu je tepelná vodivost výrazně ovlivněna vlhkostí materiálu, která se v čase neustále mění. Vědecké práce [14, 15] zkoumaly vliv vlhkosti na součinitel tepelné vodivosti a získaly empirické vzorce odrážející tento vliv pro penoizol, pěnový polystyren a vápenopískové cihly. U nových stavebních materiálů je také nutné určit závislost součinitelů tepelné vodivosti na vlhkosti.
Jak je známo, zvýšení vlhkosti materiálu vede ke zvýšení součinitele tepelné vodivosti [16], což zhoršuje tepelné charakteristiky materiálů stěn. Pro tepelně-vlhkostní výpočty obálky budovy je nutné určit vliv vlhkosti na součinitel tepelné vodivosti, protože během provozu může být tento faktor rozhodující pro stanovení efektivního provozu materiálu a jeho životnosti.
Při vývoji nového materiálu stěny jsme si dali za úkol získat konstrukční bloky na bázi slámy a lnu na cementovém pojivu s pevností v tlaku minimálně 2 MPa se zvýšeným teplem
izolační vlastnosti. Mezi hlavní požadavky patřila také ekologická nezávadnost bloků pro lidské zdraví a životní prostředí. Na základě výsledků studií hlavních fyzikálních a mechanických charakteristik byly získány stěnové bloky s objemovou hmotností 500-600 kg/m3 a součinitelem tepelné vodivosti 0,075-0,085 W/(m°C). Jak je však uvedeno v [17, 18], k prokázání účinnosti a trvanlivosti stěnových bloků je nutné provést výzkum ke stanovení vlivu vlhkosti materiálu na index tepelné vodivosti. V tomto ohledu byl proveden soubor studií ke stanovení vlivu obsahu vlhkosti materiálu na součinitel tepelné vodivosti stěnových bloků na bázi zemědělského odpadu a výsledky provedených studií jsou uvedeny níže.
Metodologie. Vzhledem k tomu, že v regulačních dokumentech chybí standardní metodika pro stanovení závislosti součinitele tepelné vodivosti na vlhkosti, byla za základ vzata metodika, kterou používal N.V.Davydenko. ve výzkumu tepelně izolačních materiálů na bázi rostlinných surovin
Pro stanovení vlivu vlhkosti na součinitel tepelné vodivosti byly ze stěnových bloků ve stáří 28 dnů vyřezány vzorky ve formě desek o rozměrech 250*250*30 mm. Desky byly umístěny do sušárny a sušeny při teplotě +50 °C do konstantní hmotnosti. Po ochlazení vzorku na teplotu +20±2 °C byl pomocí přístroje ITP – MG4 stanoven koeficient tepelné vodivosti. Poté byly vzorky umístěny do utěsněné komory s vodním uzávěrem na síťový stojan nad vodou. Relativní vlhkost vzduchu v komoře byla 97 %. Hustota a tepelná vodivost vzorků ve vlhkém stavu byly měřeny po 2, 5, 10, 25, 60 (65) dnech. Maximální doba expozice v komoře byla 60 (65) dní v závislosti na typu plniva, protože během této doby bylo dosaženo největšího nasycení vzorků desky vlhkostí. Vzorkem rozumíme šarži 3 desek.
Hlavní část. K výrobě stěnových tvárnic byla jako hrubé kamenivo použita drcená žitná a pohanková sláma o frakci 20-40 mm. Jako jemné kamenivo byla použita lněná jádra a drcená pohanková sláma do velikosti 10 mm. Pojivovou složkou byl cement. Vápno bylo zavedeno jako přísada k neutralizaci účinku cukrů. Spotřeba materiálů v experimentálních kompozicích na 1 m3 se rovná: cementu – 289 kg,
vápno – 71 kg, plnivo – 170 kg. Vzorky
materiály jsou uvedeny na obr. 1.
Rýže. 1. Vzhled vzorků na bázi směsi ohně slámy a lnu
Pro stěnové materiály v suchém stavu na bázi slámy a slámy s ohněm jsou součinitele tepelné vodivosti 0,085 W/(m-°C) respektive 0,075 W/(m-°C). V suchém stavu byl součinitel tepelné vodivosti stěnových tvárnic na bázi pohankové slámy 0,1 W/(m-°C), u tvárnic na bázi pohankové směsi (drcená a drcená sláma) 0,092 W/(m-°). C). Hustota za sucha všech vzorků odpovídá 530 kg/m3. Výsledky laboratorních testů jsou uvedeny v tabulce 1.
Studie ukázaly, že v prvních 2 dnech vzrostla hustota slaměných desek o 20 kg/m3, součinitel tepelné vodivosti se zvýšil o 0,005 W/(m-°C) a vlhkost vzorku dosáhla 3,8 %. Hodnota hustoty vzorku kostní slámy 6 se zvýšila o 10 kg/m3 při vlhkosti 1,9 %. Součinitel tepelné vodivosti se mírně zvýšil o 0,004 W/(m-°C). Vlhkost vzorku 1 vůči hodnotě desek 6 se zvýšila 2krát a součinitel tepelné vodivosti slaměných desek se zvýšil o 14 % ve srovnání s kompozitem na bázi směsi požární slámy. Hustota desek na plnivu z pohankové slámy (vzorek 11) se za první 2 dny zvýšila o 28 kg/m3, součinitel tepelné vodivosti o 0,01 W/(m-°C) a vlhkost vzorku byla 5,3 %. Vlhkost desek z pohankové směsi (vzorek 16) byla 4,5 %, s nárůstem součinitele tepelné vodivosti o 0,009 W/(m-°C) a hustoty o 24 kg/m3. Vlhkost vzorku 11 na bázi pohankové slámy se zvýšila o 39 % ve srovnání s hodnotou vzorku 1 na bázi plniva žitné slámy a koeficient tepelné vodivosti vzrostl o 22 %. Podobná závislost je pozorována u vzorků na bázi drcené kosti a pohanky
směsi. Obsah vlhkosti ve vzorku na bázi pohankové směsi se tak zvýšil 2,4krát a koeficient tepelné vodivosti se zvýšil o 28 % ve srovnání se vzorkem vyrobeným ze směsi slámy a palivového dřeva. Teplý-
Ukazatele hustoty, vlhkosti a
Na konci experimentu bylo konstatováno, že vlhkost vzorků rostla nejintenzivněji v prvních 10 dnech a činila 51 % – 65 % konečných ukazatelů ve věku 60 dnů. U materiálu stěny (vzorek 3) vzrostla vlhkost oproti vzorku 2 během prvních 1 dnů 2x a hodnota součinitele tepelné vodivosti vzrostla o 17%. Vlhkost desek 8 z ohnivé slámy se ve srovnání s vlhkostí vzorku 6 zvýšila 3,2krát. Zároveň došlo ke zvýšení součinitele tepelné vodivosti o 17 %. Vlhkost vzorku 13 na plnivu z pohankové slámy se v prvních 2 dnech zvýšila 11krát ve srovnání s ukazateli vzorku 2 a činila 10,8% se zvýšením koeficientu tepelné vodivosti o 17%. U vzorku 18 pohankové směsi došlo také ke 2násobnému zvýšení obsahu vlhkosti ve srovnání se vzorkem 16 a zvýšení koeficientu tepelné vodivosti o 14 %.
vodivost vzorku 11 vyrobeného z pohankové slámy se zvýšila o 9 % oproti vzorku 16 na bázi pohankové směsi se zvýšením vlhkosti o 18 %.
tepelná vodivost materiálů stěn
Kromě toho bylo zjištěno, že při testování po 10 dnech expozice v komoře byla vlhkost vzorku 3 o 25 % vyšší ve srovnání s hodnotou vzorku 8 a koeficient tepelné vodivosti se zvýšil o 15 %. Vzorek 13 na bázi pohankové slámy převyšuje vlhkost vzorku 18 vyrobeného z pohankové směsi o 20 % při zvýšení koeficientu tepelné vodivosti o 12 %.
Když experimentální kompozice dosáhly maximální vlhkosti po 60 dnech, indikátor vzorku 5 se zvýšil 2krát ve srovnání s indikátorem vzorku 3 po uchovávání po dobu 10 dnů. Součinitel tepelné vodivosti se zvýšil o 12 % při zvýšení hustoty o 38 kg/m3. U desek z ohnivé slámy (vzorek 10) se vlhkost zvýšila 1,8krát oproti hodnotě vzorku 8. Současně indikátor hustoty vykázal nárůst o 31 kg/m3 a součinitel tepelné vodivosti o 13 %. Desky z pohankové slámy zrající 65 dní mají obsah vlhkosti 1,7
Hodnoty mokrého vzorku
Vzorek č. Druh plniva Doba zdržení vzorku v komoře, den hustota, kg/m3 vlhkost, % koeficient tepelné vodivosti, W/(m°C) Koeficient změny tepelné vodivosti
Abstrakt vědeckého článku o stavebnictví a architektuře, autor vědecké práce – Stetsyuk M.A.
Změny vlhkosti tepelně izolačních materiálů v tepelných sítích v průběhu roku výrazně mění termofyzikální vlastnosti stavebních materiálů. Změna součinitele tepelné vodivosti do značné míry závisí na vlhkosti materiálu. Při studiu vlivu vlhkosti materiálů na jejich termofyzikální vlastnosti tedy obvykle studují vliv vysokých hodnot vlhkosti materiálů (objemových nebo hmotnostních) na jejich součinitel tepelné vodivosti. Zároveň jsou velmi omezené informace o vlivu nízkých hodnot vlhkosti materiálů spojených se sorpcí vlhkosti z vlhkého vzduchu a procesy difúze vodní páry obvodovými plášti budov. Bylo zjištěno, že se zvyšující se vlhkostí materiálů roste jejich součinitel tepelné vodivosti, avšak míra změny tepelné vodivosti materiálů je různá v různých rozmezích vlhkosti. Součinitel tepelné vodivosti stavebních materiálů je studován bez zohlednění stavu vlhkosti v porézní struktuře materiálu, konkrétně sorpce, filmu, kapiláry atd. Studium závislosti součinitele tepelné vodivosti na typu vazby mezi vlhkostí a materiálem je naléhavým úkolem, který umožní stanovit tepelné charakteristiky obvodových konstrukcí v závislosti na typu provozní vlhkosti v širokém rozsahu. jeho změny v obvodových konstrukcích.
Podobná témata vědecké práce o stavebnictví a architektuře, autorem vědecké práce je M.A. Stetsyuk.
Variabilní hodnota paropropustnosti materiálů za provozních podmínek a její vliv na předpověď vlhkostního stavu obvodových konstrukcí
Změny termofyzikálních charakteristik vnějších obvodových konstrukcí za reálných teplotních a vlhkostních podmínek
Bezpečný provoz vnějších obvodových plášťů budov při nepříznivých vlivech prostředí
O účinnosti použití extrudované polystyrenové pěny v obvodových konstrukcích prvního a suterénu
Text vědecké práce na téma “Vliv vlhkosti na tepelné vlastnosti izolačních materiálů používaných při výstavbě tepelných sítí”
VLIV VLHKOSTI NA TEPELNÉ VLASTNOSTI IZOLAČNÍCH MATERIÁLŮ POUŽÍVANÝCH PŘI STAVBĚ TEPELNÝCH SÍTÍ
Změny vlhkosti tepelně izolačních materiálů v tepelných sítích v průběhu roku výrazně mění termofyzikální vlastnosti stavebních materiálů. Změna součinitele tepelné vodivosti do značné míry závisí na vlhkosti materiálu. Při studiu vlivu vlhkosti materiálů na jejich termofyzikální vlastnosti tedy obvykle studují vliv vysokých hodnot vlhkosti materiálů (objemových nebo hmotnostních) na jejich součinitel tepelné vodivosti. Zároveň jsou velmi omezené informace o vlivu nízkých hodnot vlhkosti materiálů spojených se sorpcí vlhkosti z vlhkého vzduchu a procesy difúze vodní páry obvodovými plášti budov. Bylo zjištěno, že se zvyšující se vlhkostí materiálů roste součinitel jejich tepelné vodivosti, avšak míra změny tepelné vodivosti materiálů je různá v různých rozmezích vlhkosti. Součinitel tepelné vodivosti stavebních materiálů je studován bez zohlednění stavu vlhkosti v porézní struktuře materiálu, konkrétně sorpce, filmu, kapiláry atd. Studium závislosti součinitele tepelné vodivosti na typu vazby mezi vlhkostí a materiálem je naléhavým úkolem, který umožní stanovit tepelné charakteristiky obvodových konstrukcí v závislosti na typu provozní vlhkosti v širokém rozsahu. jeho změny v obvodových konstrukcích.
Klíčová slova: tepelná vodivost, absorpce tepla, absorpce vlhkosti, energetická účinnost, tepelně izolační materiály.
Tepelně izolační materiály a konstrukce jsou navrženy tak, aby omezovaly tepelné ztráty z potrubí obvodovým pláštěm budovy, udržovaly stanovené parametry chladiva a také zabraňovaly vysokým teplotám na povrchu teplovodů a zařízení během provozu[1].
V aktuálním SP 61.13330.2012 „Tepelná izolace zařízení a potrubí“ se při posuzování tepelných charakteristik vícevrstvých potrubních konstrukcí bere vlhkost v úvahu pouze pro dva provozní stavy. Součinitel tepelné vodivosti materiálů za jiných provozních podmínek zůstává neprozkoumaný. Vlhkostní stav obvodových konstrukcí se pohybuje ve velmi širokém rozmezí, podle studií [2] jsou konstrukce podmáčené a v pracích [3, 4] se ukazuje, že relativní vlhkost vzduchu v materiálech při provozu potrubí v design kanálu se pohybuje zpravidla v rozmezí 20-85 %. V tomto rozsahu relativní vlhkosti vzduchu se bude vytvářet sorpční zvlhčení materiálových vrstev obvodových konstrukcí a ovlivňovat součinitel tepelné vodivosti.
Zvýšení tepelné vodivosti při navlhčení materiálů je vysvětleno řadou faktorů. Především podle zákonů vzlínavosti vlhkost proniká do těch nejmenších, tedy z hlediska izolačních vlastností nejcennějších, pórů materiálu, vytlačuje z nich vzduch a vytváří takříkajíc tepelné mosty ( tepelná vodivost vody je 15-20x vyšší než tepelná vodivost vzduchu).
Při vývoji výpočtové metody [5] pro stanovení efektivní tepelné vodivosti tepelně izolačních materiálů byl pro stanovení její vodivé složky použit model O. Krischera. Jak ukázaly experimentální údaje, poskytuje celkem uspokojivé výsledky při výpočtu tepelné vodivosti lehkých, vysoce účinných tepelně izolačních materiálů, které jsou široce používány v průmyslových izolačních konstrukcích (vláknité izolace, pěnové plasty, pěnová pryž atd.
V průběhu výpočtů ztrát tepelné energie izolační vrstvou byla získána závislost tepelně izolačních charakteristik na procentuálním obsahu vlhkosti v otevřených pórech materiálů pro rozvody a hlavní topné sítě.
Při pokládce žlabu se v závislosti na teplotě v žlabu mění součinitel tepelné vodivosti vody. Zvyšuje se s rostoucí teplotou. Se zvyšujícím se obsahem vlhkosti z
Vědecký školitel: Zakirullin Rustam Sabirovich – doktor technických věd, docent, profesor katedry zásobování teplem a plynem, větrání a mechaniky tekutin, Orenburg State University, Rusko.
S odpovídajícím snížením podílu vzdušného prostoru v pórech a zvýšením okolní teploty dochází k okamžitému zvýšení tepelné vodivosti, nazývané efektivní tepelná vodivost (obr. 1).
Obrázek 1. Závislost součinitele tepelné vodivosti tepelně izolačního materiálu na procentu vlhkosti v jeho pórech pro potrubí o DN 80 mm.
0 10 % 20 % 30 % 40 % 50 % 60 % 70 % 80 % 90 % 100 % Procento vlhkosti v pórech materiálu
U rozvodných tepelných sítí dochází k prudkému nárůstu tepelné vodivosti VN s odpovídajícími tepelnými ztrátami: z 0,062 na 0,447 W/(m-0C), tzn. o 86 %. APB od 0,055 do 0,161 W/(m-0C), tzn. o 66 %. PPU od 0,033 do 0,087 W/(mLS) o 62 %. Nejmenší nárůst je pozorován u PPM: 16 % nad počáteční tepelnou vodivostí. Polyuretanová pěna má dobré tepelně izolační vlastnosti: tepelná vodivost je o 20% nižší ve srovnání s polyuretanovou pěnou v suchém stavu a teplota v kanálech, která ovlivňuje zvýšení ztrát, je nižší. Proto, jak je vidět na obrázku 1, při počátečním navlhčení o 10 % je tepelná vodivost materiálu menší, stejně jako ztráta tepelné energie.
Tepelně-ochranné vlastnosti tepelně izolačních konstrukcí průmyslových staveb a potrubí, jakož i stavebních plotů, jak ukazuje praxe, se během provozu snižují. Takže například v důsledku periodických tepelných a vlhkostních vlivů prostředí v důsledku mechanického zatížení způsobeného vibracemi zařízení a tlakem větru střídavých směrů se vláknitá izolace zhutňuje, její tloušťka se snižuje a tepelná vodivost se zvyšuje. Tepelně izolační struktura mění svůj tvar („propadá se“), vytvářejí se v ní dutiny se zvýšenou konvekcí vzduchu v ní. To vše vede ke snížení jeho tepelného odporu. Teplotní a vlhkostní deformace během provozu výrazně mění porézní strukturu vrstvy tepelně izolační pěny, obsah otevřených pórů v ní vzrůstá až na 80 %, což vede k prudkému nárůstu sálavé složky při přenosu tepla a také zvýšení vodivosti vlhkosti, což znamená zvýšení vodivé a obecné tepelné vodivosti tepelně izolační vrstvy.
1.SNiP 41-03-2003 „Tepelná izolace zařízení a potrubí
2. Gagarin V. G., Pastushkov P. P., Reutova N. A. K problematice přiřazení vypočteného obsahu vlhkosti stavebních materiálů na základě sorpční izotermy // Konstrukce a rekonstrukce. 2015. č. 4 (60). s. 152-155.
3. Ivantsov A.I., Kupriyanov V.N. Provozní režim vícevrstvých stěnových obvodových konstrukcí jako základ pro předpovídání jejich životnosti // Izvestija KGASU. 2014. č. 3 (29). str. 32-40.
4. Petrov A. S., Kupriyanov V. N. Proměnná hodnota paropropustnosti materiálů za provozních podmínek a její vliv na predikci vlhkostního stavu obvodových konstrukcí // Construction Sciences. 2016. č. 6 (738). s. 97-105.
5. Analýza modelů termofyzikálních vlastností syntetické izolace z vícesložkových vláknitých materiálů Druzhakina O.P.
STETSYUK MAXIM ALEXANDROVICH – magisterský student, Orenburg State University, Rusko.
