Плиты для утепления: Теплоизоляционные плиты для стен, пола, фасадов, технические характеристики материала

Теплоизоляционные материалы в условиях сурового климата не потеряют своей популярности, скорее всего, никогда, но сейчас на первый план выходят экологически чистые и максимально натуральные утеплители. Одним из таких является лен, который выпускается в виде матов, рулонов и плит. Это надежный теплоизолятор, обладающий массой полезных свойств и универсальностью. Какие же его основные качества и как правильно выбрать утеплитель подобного рода?

Стоит сразу отметить, что лен применяется для утепления уже очень давно, ведь его использовали в качестве межвенцового уплотнителя в деревянных домах. Та пакля, которой конопатили дома, и была отходом переработки льна. Сегодня технология производства льняного утеплителя намного более современная, а рынок предлагает нам его не только в виде плит с разной толщиной и размерами, но и в виде рулонов и матов.

Преимущества льняных плит

Такой натуральный утеплитель, как лен, обладает массой преимуществ, которые заставляют нас уйти от традиционных решений утепления минеральной ватой или пенопластом, и обратить внимание именно на льняные плиты. Итак, основные его преимущества:

• экологичность и натуральность – очевидный и самый главный плюс, ведь в состав входят натуральные материалы, которые не способны никаким образом повлиять на здоровье человека;
• долговечность. Льняные плиты прослужат верой и правдой не менее 70 лет, а это приличный срок, в течение которого можно не переживать за микроклимат в помещении. Все это благодаря высокой устойчивости к гниению, воздействию ультрафиолета и перепаду температур;
• льняные плиты не только обладают отличным показателем теплопроводности, но и способны надежно защищать от шума, поглощая его. Так, в сравнении с минеральной ватой лен эффективнее на 30%;
• важным достоинством материала является и его способность поддерживать оптимальную влажность в помещении. Так, он может впитывать излишнюю влагу и одновременно ее отдавать. Таким образом, в слое утеплителя не скапливается конденсат, а значит, дополнительная пароизоляция будет не нужна;
• даже при намокании льняные плиты сохраняют все свои теплоизоляционные плиты;
• с льняными плитами легко работать, так как они достаточно просто режутся, не крошась при этом. Использовать можно как ручную ножовку, так и циркулярную или ленточную пилу. Более того, его даже можно резать сквозь упаковку, чтобы процесс был еще более простым и «чистым»;
• естественные антисептические свойства льна защищают от появления и развития бактерий и грибка. Также в льняных плитах не станут жить грызуны;
• способность выдерживать воздействие высоких температур, что говорит о его пожароустойчивости;
• лен также обладает возможностью нейтрализовать влияние геопатогенных зон и электромагнитных излучений, он не проводит ток и не электростатичен, так что способен создать максимально благоприятную атмосферу в доме.

Все данные достоинства позволяют использовать льняные плиты для утепления жилых, производственных и общественных зданий. Он с одинаковым успехом может использоваться как при внешнем утеплении, так и при внутреннем. Льняные плиты станут надежным теплоизоляционным материалом для стен, перегородок, перекрытий, полов и т.д. Все это позволяет внести в список преимуществ еще одно свойство – многофункциональность и универсальность.

На что обратить внимание при выборе?

Льняные плиты – относительно новый вид теплоизоляционного материала на рынке, поэтому единые требования к его качеству находятся еще в процессе формирования. Как же сориентироваться на современном рынке льняных утеплителей?

Показателем качества продукции будут сертификаты соответствия всем санитарно-эпидемиологическим требованиям, которые и выступят свидетельством того, что перед нами действительно экологически чистый и натуральный материал. Несогласие продавца или производителя показывать необходимую документацию или уход от ответа должен заставить усомниться в качественности и долговечности материала.

Цвет  льняных плит может быть серым с оттенком зеленого или коричневого. Желательно перед тем, как отправиться за покупкой, просмотреть фото данного утеплителя, ведь недобросовестные производители могут продавать не самый качественный продукт, который будет выдавать себя уже цветом, а тот факт, что материал пока еще не очень популярен на рынке, играет им на руку. Кроме того, важно обращать внимание и на структуру материала: он не должен крошиться и быть слишком мягким.

Лен относится к трудновоспламеняемым материалам, и при соблюдении технологии изготовления плиты нормально переносят температуру в 160 градусов. Чтобы быть полностью уверенным в качестве материала, можно провести и подобный эксперимент.

Также обратите внимание и на особенности хранения льняных плит. Упаковка должна быть цельной, а свойства материала противостоять влиянию ультрафиолету и влажности не означают, что его лучше хранить под открытым небом – оптимально, если плиты лежат под навесом, а постоянные изменения влажности и температуры на них не воздействуют.

Еще один важный показатель – отзывы потребителей. Именно по ним можно судить, льняные плиты какого производителя пользуются наивысшим спросом и обладают оптимальными эксплуатационными качествами. Учитывая это, лучше приобретать утеплитель у известного и зарекомендовавшего себя производителя: пусть он будет стоить немножко дороже, зато вы получите уверенность в том, что все заявленные свойства льна точно будут работать на вас. В этом контексте не лишним будет знать, какие же ключевые компании фигурируют на современном рынке льняных плит.

Производители льняных плит

ЗАО «Корпорация ХОРС»

Лидер по производству льняных плит в России. Компания существует с 1993 года, и за этот период стала настоящим гигантом, став прорывом и лучшим инноватором года. Собственными силами она выращивает лен на своих участках земли, обрабатывает его и производит продукцию. Компания использует самые современных технологии, а также может похвастаться итоговым высоким качеством. Среди прочей продукции, производимой изо льна, выпускаются и льняные плиты, которые стали известны под торговой маркой «Экотеплин». Производство запущено в 2011 году с использованием немецкого оборудования и технологий, не имеющих аналогов в России. Тут используется натуральное льняное сырье, которое соединяется в единую плиту с противопожарными и биозащитными компонентами. Компания называет себя единственным отечественным производителем, который при изготовлении не использует синтетических добавок, тем самым предлагая покупателем действительно экологически чистый материал. Контроль на всех этапах производства, от выращивания льна и до реализации плит, позволяет предложить покупателям только самую качественную и доступную продукцию. Более того, льняные плиты «Экотеплин» обладают еще и повышенными звукоизоляционными свойствами, что позволяет создать у себя дома оптимальный микроклимат.

Но если «Экотеплин» — универсальный утеплитель, то в ассортименте компании есть продукция, которая отличается более специфичной сферой использования. Так, плиты «РосЭкоМат Стена» оптимально подходят для утепления вертикальных поверхностей, а «РоЭкоМат Кровля» — для теплоизоляции крыши. Также компания предлагает покупателям «РосЭкоМат Пол» и утеплитель «Изольна». Все материалы обладают стабильно высоким качеством.

ООО «Артемида»

Относительно новое предприятие, которое занимается выпуском льняных теплоизоляционных плит Val Flax. Отличительное качество компании – соблюдение всех необходимых технологий и наличие всех соответствующих сертификатов, в т.ч. пожарного сертификата, сертификата соответствия и экспертного заключения. Все это дает уверенность в том, что данный льняной утеплитель станет надежной защитой оптимального микроклимата любого помещения. В состав льняных плит входит 85% льна, остальные 15% — это термоскрепляющий полусинтетический материала, который используется обычно при изготовлении подушек и одеял и не несет никакой угрозы здоровью. Чтобы придать плитам максимальных огнеупорных свойств, используется состав «Тезагран», который по многим показателям превосходит аналогичные составы, использующиеся при производстве льняных плит, но при этом имеющий высокий класс экологической безопасности.

Isolina

Финская компания, чья продукция отличается высочайшим качеством. Производственные мощности в своем составе имеют еще и исследовательский центр, который постоянно работает над улучшением качеств продукции. Используются самые современные технологии, а требования к качеству готовой продукции тут одни из самых строгих в мире. Представительство компании есть в России, поэтому отечественному пользователю будет непроблематично найти льняные плиты данного производителя. Кроме того, продукция  компании просто незаменима при возведении домов из бруса и бревен. Кроме того, ассортимент включает и межвенцовые утеплители изо льна, которые также соответствуют всем европейским стандартам качества. Все материалы компании отвечают требованиям к экологической безопасности, а срок их службы максимально длительный.

«Неосфера»

Украинская компания, реализующая теплоизоляционные льняные плиты под известной торговой маркой «ЖиваИзол». Продукция широко представлена на российском рынке и пользуется стабильным спросом. К качеству изготавливаемых плит компания относится с собой тщательностью. Так, лен выращивается на собственных полях, что дает возможность контролировать все параметры сырья для будущей продукции. Тут проводятся собственные исследования и изучаются новые способы изготовления льняных плиты, чтобы их эксплуатационные качества были наилучшими. В итоге, продукция компании может действительно похвастаться отличными характеристиками, чем и объясняется постоянно повышающееся внимание к нему.

Статья написана для сайта remstroiblog.ru.

Утепление дома пенобетонными плитами — каталог статей на сайте

Эффективно утеплить дом с помощью легких пенобетонных теплоизолирующих плит – просто.

Содержание: 

• Подготовка стен для утепления пенобетонными плитами;
• Как закреплять пенобетонными плиты на стене;
• Отделка по пенобетону.

Подготовка стен для утепления пенобетонными плитами

Пенобетон – теплый материал, поэтому его часто используют для теплоизоляции дома. Пенобетонные утепляющие плиты имеют толщину от 3-х до 6 см, но благодаря низкой плотности материала они считаются одним из самых эффективных видов утепления.

Если поверхность фасада ровная, пенобетонные плиты крепят с помощью специального клеевого состава. Причем, этот состав сначала наносят на стену, а том – на укладываемую плиту. Можно не расстилать клей по всей изнаночной поверхности плиты, а сделать это частично: в ее углах и центре. Пенобетон легок, поэтому клей его выдержит. В случае если ровность стены очень сомнительна, лучше не испытывать судьбу и сделать новую цементно-песчаную штукатурку. Тогда пенобетонные плиты для утепления, будут идеально прилегать к фасаду.

Конечно, придется дать ей время на высыхание – примерно 2 недели (при сухой погоде). Затем прогрунтовать, чтобы улучшить адгезионные свойства поверхности («липкость», сцепляемость с другими материалами).

Как закреплять пенобетонные плиты на стене

Клеевой состав лучше наносить на стену частями, за один раз – на участок, который по площади примерно равняется площади плиты.

Пенобетонная панель сначала накладывается на поверхность ровно, а потом со сдвигом прижимается к стене. Для надежности теплоизоляцию можно зафиксировать дюбелями, использовав 5 креплений на плиту (4 – по углам, 1 – в центре).

Сверху готовый изоляционный слой покрывают тем же клеевым составом. Подразумевается, что клей защитит пенобетонные плиты от внешнего влияния, прежде всего, от влаги. Но лучше, конечно, не затягивать с укрывочной отделкой пенобетона.

Отделка по пенобетону

Если выбор за штукатуркой, то отдать предпочтение нужно легкой штукатурке (основа – гипс). Можно оштукатурить в 2 слоя (многие прибегают к этой технологии, чтобы выровнять поверхность). Конечно, гипсовая штукатурка тонкая (и не дешевая), поэтому первый слой обычно делают из цементно-песчаной штукатурки.  Второй слой (гипсовый) можно наносить после того, как первый (цементно-песчанный) высохнет. Но сначала нужно зашпаклевать межплиточные швы.

Пенобетонные поверхности, в том числе и пенобетонные плиты для утепления фасадов, просто штукатурить, если воспользоваться армирующей штукатурной сеткой (стекловолоконной). С углами здания, скорее всего, придется повозиться: даже через небольшие щели холодный воздух будет поступать в помещение. Армосетку при штукатурных работах закладывают за угол на 12-15 см. Углам проемов дверей и окон также нужно уделить внимание, укрепив их косыми вставками.

Можно также покрасить фасад фактурной фасадной краской (после заделки швов). Кстати, пенобетонные панели – идеальный теплоизолирующий материал под сайдинг.

Хочу больше статей:

Оставьте Ваш отзыв

Tags:

Как утеплить подвал и цоколь снаружи? PIR-плиты для утепления подвала — PirroGroup

Утепление стен подвала снаружи – один из наиболее непростых и при этом обязательных этапов как постройки нового дома, так и капремонта уже имеющегося. Теплоизоляция цоколя так важна в первую очередь потому, что качественное утепление и защита основания здания от влаги существенно продлят жизнь всей постройке.

Кроме этого, наружное утепление подвального этажа позволяет:

• снизить общие теплопотери в доме и ощутимо сэкономить на оплате коммунальных ресурсов;
• эффективно освоить полезную площадь дома – если обеспечить на цокольном этаже комфортную температуру и уровень влажности, можно использовать его как зону хранения, разместить там домашний спортзал, гараж, мастерскую, кухню и т.д.
• защитить подземную часть дома от негативного влияния грунтовых вод;
• предотвратить промерзание и разрушение стен в зимний период;
• избежать появления на влажных стенах грибка и плесени; 
• свести к минимуму вероятность появления в доме влаголюбивых насекомых, таких как мокрицы.

Именно наружное утепление подвала рекомендуется предпочесть внутреннему, потому что таким образом можно и предотвратить промерзание утепляемой стены, и избежать распространенного «побочного эффекта» при утеплении изнутри – образования конденсата между внутренней поверхностью стены и теплоизоляционным слоем.

Наиболее заметный эффект от наружного утепления подвала (цокольного этажа) можно получить путем подбора оптимально подходящего для данной конкретной цели теплоизоляционного материала.

Почему лучше использовать для наружного утепления подвала (цоколя) именно PIR?

Особенность утепления подвального этажа снаружи – здесь важно продумать и обеспечить защиту стен не только от холода, но и от влаги, которая неизменно присутствует в почве, будь то грунтовые воды или осадки.

Имеет большое значение и «срок годности» утеплителя – замена теплоизоляционного слоя в случае с цоколем означает масштабные земляные работы по периметру фундамента и демонтаж всех слоев подвальной стены, расположенных поверх утеплителя.

Плитный утеплитель на основе пенополиизоцианурата (PIR) станет верным решением по следующим причинам:

• срок службы этого материала составляет около 50 лет, при этом PIR не меняет своих физико-технических характеристик, то есть эффект от утепления со временем не снизится и не сойдет на нет;
• этот утеплитель не пропускает и не впитывает воду, в отличие от волокнистых материалов, и поэтому станет надежной преградой на пути влаги к стенам цоколя;
• наличие профилировки торцов PIR-плит PIRRO позволит создать неразрывный тепловой контур без мостиков холода на стыках – это повысит степень защиты фундамента от промерзания;
• PIR не представляет интереса для насекомых и грызунов – в условиях частного дома это означает дополнительное продление срока службы утеплителя и сохранение целостности стен.
• специальные обкладки PIR-плит – например, стеклохолст или стеклохолст, пропитанный битумом – обеспечивают надежное крепление их к стене подвала с помощью битумного клея, а также позволяют штукатурить утеплитель и приклеивать клинкерную плитку.

12 июля 2017 г.

Страница не найдена — Derbigum Americas

• О
  • Карьера
  • Образование и обучение
  • Новости и события
  • Наша история
  • Промышленность
  • Юридический
  • Связаться с нами
• Новости и события
• Проекты
• Гарантия
  • Руководство по системам
  • Гарантия подрядчика Войти

• Контакт
• Поиск
• Меню

• Онлайн магазин
• Корзина

• Дербигум Решения
  • Приложение Modified Bitumen
    • Заглушки
    • Товар
    • Базовые листы
    • Самоклеящиеся
    • Пароизоляция
  • Синтетический ПВХ
    • Мембраны
    • Мигающие детали
    • Клеи
    • Принадлежности
  • Вегетативные решения
    • Модульная система
    • Растительность
    • Среда для выращивания
    • Дренаж
    • Удержание влаги
    • Корневой барьер
  • Жидкость нанесена
    • PMMA
    • Битум
    • Акрил
    • Праймеры
    • Принадлежности
  • Изоляция и облицовочные плиты
    • Изоляция
    • Покрытия
  • Клеи, цементы и грунтовки
    • Грунтовки
    • Клеи
    • Цементы
  • Аксессуары
    • Крепежные детали
    • Гранулы
    • Полоски без застежки
    • Инструменты
    • Решения для металлических кромок
• Документация

  Что мы можем вам помочь?

  Посмотреть все
  • Технические руководства
  • Инструкция по установке
  • Характеристики
  • Литература
  • SDS
  • PDS

  Быстрый поиск деталей чертежа

  Посмотреть все
  • Кровельные работы
  • Гидроизоляция
• Проектов
• Инструменты
  • Найти представителя
  • Образование и обучение
  • Зарегистрировать проект
• Свяжитесь с нами

• Интернет-магазин
• Приложение Modified Bitumen
  • Заглушки
  • Товар
  • Базовые листы
  • Самоклеящиеся
  • Пароизоляция
• Синтетический ПВХ
  • Мембраны
  • Мигающие детали
  • Клеи
  • Принадлежности
• Вегетативные решения
  • Растительность
  • Среда для выращивания
  • Дренаж
  • Удержание влаги
  • Корневой барьер
• Жидкость нанесена
  • PMMA
  • Битум
  • Акрил
  • Праймеры
  • Принадлежности
• Изоляция и облицовочные плиты
  • Изоляция
  • Покрытия
• Клеи, цементы и грунтовки
  • Грунтовки
  • Клеи
  • Цементы
• Аксессуары
  • Крепежные детали
  • Гранулы
  • Полоски без накипи
  • Инструменты
  • Решения для металлических кромок

• Корзина покупателя
• Документация
• Поиск
• О
• Карьера
• Образование и обучение
• Новости и события
• Наша история
• Промышленность
• Юридический
• Связаться с нами
• Новости и события
• Проекты
• Гарантия
• Руководство по системам
• Гарантия подрядчика Войти
• Контакт
• Поиск

Другие наши бренды

Подписаться на информационный бюллетень

Имя


Фамилия


Эл. Почта


ресурсов

• Библиотека документов

Подписывайтесь на нас

О Дербигуме

• Карьера
• Свяжитесь с нами
• Найти представителя

Изоляционные пластины для винтов с крестообразным шлицем | United Fastener

Детали


Напорные пластины

Описание продукта


Напорные пластины предназначены для использования с шурупами и шипами.Специально разработанные упорные пластины Powerlite перечислены в соответствующих разделах продукции. Напорные пластины используются при прикреплении изоляции и однослойных материалов для распределения нагрузки и предотвращения натяжения закрепляемого материала через головку крепежа. В дополнение к упорным пластинам доступны уплотнительная шайба и пластиковая шайба подшипника для использования с системами гидроизоляции и концевой заделки.
Изоляционные плиты, используются при механическом креплении изоляции жесткой формы к настилам крыши.Они изготавливаются диаметром 3 дюйма для использования с анкерными шурупами №12 с анкерной головкой и шипами 3/16 дюйма и 1/4 дюйма. Доступны две пластины из углеродистой стали, пластина из нержавеющей стали Тип 304 и пластиковая пластина. пластина, пластина из нержавеющей стали Тип 304 и пластиковая пластина доступны для использования с шестигранными шайбовыми винтами для колодки № 12.
Конструкция изоляционной пластины позволяет ей изгибаться во время установки, если крепежный элемент перегибается, предотвращая разрушение изоляции. доска и фацет.Острые края, которые могут выступать над изоляционной поверхностью, исключаются за счет круглой конструкции. Для защиты от коррозии на пластины из углеродистой стали нанесено покрытие Galvalume. Это покрытие, состоящее в основном из алюминия и цинка, обеспечивает определенную степень коррозионной стойкости, которая позволяет материалу соответствовать требованиям к коррозионной стойкости, требуемым стандартом Factory Mutual Research Corporation 4470. Мембранные пластины, иногда называемые накладными пластинами, используются при механическом креплении однослойного материала. в районе нахлеста или шва.Они изготавливаются диаметром 2 дюйма для использования с шурупами № 12 и шипами 3/16 дюйма и 1/4 дюйма. 2-дюймовая мембранная пластина сформирована с четырьмя зубцами, чтобы обеспечить надежное сцепление с мембраной, чтобы уменьшить вероятность разрыва однослойного материала под нагрузкой. Для защиты от коррозии на пластины наносят покрытие Galvalume, как описано выше.


Информация для заказа:

Изоляционные пластины для винтов с крестообразным шлицем:


Кат.№	Размер	Толщина листа	Материал	Стандартная коробка	Вес / 100
9014 9017 9017 0,01	9014 9017 9017	Galvalume	500	4
3881	3 «Круглый	0,019″	Нержавеющая сталь	500	4
	500	4

9035 Мембрана 9035 Кат.№ Размер Толщина листа Материал Стандартная коробка Вес / 100
• 9017 9014 9017 9017 9014 Galvalume 1000 3

  Уплотнительная шайба EPDM для использования с анкерами 1/4 «:
  

  Кат.№	Размер	Стандартная коробка	Стандартная коробка	Вес / 100
  2896	1/4 1/8 дюйма (внутренний диаметр) (OD)	100	1000	1 1/4

  Пластиковая шайба для использования с анкерами 1/4 «:
  

  Кат. №		Стандартная коробка	Стандартная коробка	Вес/ 100
  3994	1/4 дюйма (внутренний диаметр) x 1 1/2 дюйма (внешний диаметр) Поли	1000	5000	3 1/2

  Просмотр технических характеристик продукта

  Дополнительная информация

  Производитель: Powers Fasteners

  Для получения дополнительной информации об изоляционных пластинах для винтов с крестообразным шлицем, [Щелкните здесь], чтобы перейти на веб-сайт производителя.

  Теплоизоляционные плиты — Высокотемпературная изоляция, супер изоляция (MISUMI) | MISUMI

  HIPAL2H- [20-800 / 1] — [20-600 / 1] — [3, 5, 10, 15] -F [9-791 / 0.5] -G [5-595 / 0,5] -M [3, 4, 5, 6, 8]

  HIPAL2H- [20-800 / 1] — [20-600 / 1] — [3, 5, 10, 15] -F [9-791 / 0,5] -G [5-595 / 0,5] -N [3, 4, 5, 6, 8, 10]

  HIPAL2H- [20-800 / 1] — [20-600 / 1] — [3, 5, 10, 15] -F [9-791 / 0,5] -G [5-595 / 0,5] -Z [4, 5, 6]

  HIPAL2HL- [20-800 / 1] — [20-600 / 1] — [3, 5, 10] -F [9-791 /0.5 ]-G [9-591/0.5 ]-M [3, 4, 5, 6, 8]

  HIPAL2HL- [20-800 / 1] — [20-600 / 1] — [3, 5, 10] -F [9-791 / 0,5] -G [9-591 / 0,5] -N [3, 4, 5, 6, 8, 10]

  HIPAL2HL- [20-800 / 1] — [20-600 / 1] — [3, 5, 10] -F [9-791 / 0.5] -G [9-591 / 0,5] -Z [4, 5, 6]

  HIPAL4H- [20-800 / 1] — [20-600 / 1] — [3, 5, 10, 15] -F [9-791 / 0,5] -G [9-591 / 0,5] -M [3, 4, 5, 6, 8]

  HIPAL4H- [20- 800/1] — [20-600 / 1] — [3, 5, 10, 15] -F [9-791 / 0,5] -G [9-591 / 0,5] -N [3, 4 , 5, 6, 8, 10]

  HIPAL4H- [20-800 / 1] — [20-600 / 1] — [3, 5, 10, 15] -F [ 9-791 / 0,5] -G [9-591 / 0,5] -Z [4, 5, 6]

  HIPAL6H- [20-800 / 1] — [20-600 / 1] — [3 , 5, 10, 15] -F [9-395 / 0,5] -G [9-591 / 0,5] -M [3, 4, 5, 6, 8]

  HIPAL6H — [20-800 / 1] — [20-600 / 1] — [3, 5, 10, 15] -F [9-395 / 0.5] -G [9-591 / 0,5] -N [3, 4, 5, 6, 8, 10]

  HIPAL6H- [20-800 / 1] — [20-600 / 1] — [3, 5, 10, 15] -F [9-395 / 0,5] -G [9-591 / 0,5] -Z [4, 5, 6]

  HIPAL- [20-800 / 1] — [20-600 / 1] — [3, 5, 10, 15]

  HIPALP2H- [20-200 / 1] — [20-200 / 1] — [5, 10] -F [9-191 / 0,5] -G [5-195 / 0,5] -M [3, 4, 5, 6, 8]

  HIPALP2H- [20- 200/1] — [20-200 / 1] — [5, 10] -F [9-191 / 0,5] -G [5-195 / 0,5] -N [3, 4, 5, 6 , 8, 10]

  HIPALP2H- [20-200 / 1] — [20-200 / 1] — [5, 10] -F [9-191 / 0.5] -G [5-195 / 0,5] -Z [4, 5, 6]

  HIPALP2HL- [20-200 / 1] — [20-200 / 1] — [5, 10] -F [9-191 / 0,5] -G [9-191 / 0,5] -M [3, 4, 5, 6, 8]

  HIPALP2HL- [20-200 / 1] — [ 20-200 / 1] — [5, 10] -F [9-191 / 0,5] -G [9-191 / 0,5] -N [3, 4, 5, 6, 8, 10 ]

  HIPALP2HL- [20-200 / 1] — [20-200 / 1] — [5, 10] -F [9-191 / 0,5] -G [9-191 / 0,5] -Z [ 4, 5, 6]

  HIPALP4H- [20-200 / 1] — [20-200 / 1] — [5, 10] -F [9-191 / 0,5] -G [9- 191 / 0,5] -M [3, 4, 5, 6, 8]

  HIPALP4H- [20-200 / 1] — [20-200 / 1] — [5, 10] — F [9-191 / 0.5] -G [9-191 / 0,5] -N [3, 4, 5, 6, 8, 10]

  HIPALP4H- [20-200 / 1] — [20-200 / 1] — [5, 10] -F [9-191 / 0,5] -G [9-191 / 0,5] -Z [4, 5, 6]

  HIPALP6H- [20-200 / 1 ] — [20-200 / 1] — [5, 10] -F [9-95 / 0,5] -G [9-191 / 0,5] -M [3, 4, 5, 6, 8 ]

  HIPALP6H- [20-200 / 1] — [20-200 / 1] — [5, 10] -F [9-95 / 0,5] -G [9-191 / 0,5] -N [ 3, 4, 5, 6, 8, 10]

  HIPALP6H- [20-200 / 1] — [20-200 / 1] — [5, 10] -F [9- 95 / 0,5] -G [9-191 / 0,5] -Z [4, 5, 6]

  HIPALP- [20-200 / 1] — [20-200 / 1] — [5, 10]

  HIPIA2H- [20-800 / 1] — [20-600 / 1] — [3, 5, 10, 15] -F [9-791 / 0.5] -G [5-595 / 0,5] -M [3, 4, 5, 6, 8, 10]

  HIPIA2H- [20-800 / 1] — [20-600 / 1] — [3, 5, 10, 15] -F [9-791 / 0,5] -G [5-595 / 0,5] -N [3, 4, 5, 6, 8, 10]

  HIPIA2H- [20-800 / 1] — [20-600 / 1] — [3, 5, 10, 15] -F [9-791 / 0,5] -G [5 -595 / 0,5] -Z [4, 5, 6, 8]

  HIPIA2HL- [20-800 / 1] — [20-600 / 1] — [3, 5, 10, 15] -F [9-791 / 0,5] -G [5-591 / 0,5] -M [3, 4, 5, 6, 8, 10]

  HIPIA2HL- [20- 800/1] — [20-600 / 1] — [3, 5, 10, 15] -F [9-791 / 0,5] -G [5-591 / 0,5] -N [3, 4 , 5, 6, 8, 10]

  HIPIA2HL- [20-800 / 1] — [20-600 / 1] — [3, 5, 10, 15] -F [ 9-791 / 0.5] -G [5-591 / 0,5] -Z [4, 5, 6, 8]

  HIPIA4H- [20-800 / 1] — [20-600 / 1] — [3, 5, 10, 15] -F [9-791 / 0,5] -G [9-591 / 0,5] -M [3, 4, 5, 6, 8, 10]

  HIPIA4H- [20-800 / 1] — [20-600 / 1] — [3, 5, 10, 15] -F [9-791 / 0,5] -G [9-591 / 0,5] — N [3, 4, 5, 6, 8, 10]

  HIPIA4H- [20-800 / 1] — [20-600 / 1] — [3, 5, 10, 15] -F [9-791 / 0,5] -G [9-591 / 0,5] -Z [4, 5, 6, 8]

  HIPIA6H- [20-800 / 1] — [ 20-600 / 1] — [3, 5, 10, 15] -F [9-395 / 0,5] -G [9-591 / 0,5] -M [3, 4, 5, 6 , 8, 10]

  HIPIA6H- [20-800 / 1] — [20-600 / 1] — [3, 5, 10, 15] -F [9-395 / 0.5] -G [9-591 / 0,5] -N [3, 4, 5, 6, 8, 10]

  HIPIA6H- [20-800 / 1] — [20-600 / 1] — [3, 5, 10, 15] -F [9-395 / 0,5] -G [9-591 / 0,5] -Z [4, 5, 6, 8]

  HIPIA- [20-800 / 1] — [20-600 / 1] — [3, 5, 10, 15]

  HIPIAP2H- [20-200 / 1] — [20-200 / 1] — [5, 10] -F [9-191 / 0,5] -G [5-195 / 0,5] -M [3, 4, 5, 6, 8, 10]

  HIPIAP2H- [20-200 / 1] — [20-200 / 1] — [5, 10] -F [9-191 / 0,5] -G [5-195 / 0,5] -N [3, 4 , 5, 6, 8, 10]

  HIPIAP2H- [20-200 / 1] — [20-200 / 1] — [5, 10] -F [9-191 / 0.5] -G [5-195 / 0,5] -Z [4, 5, 6]

  HIPIAP2HL- [20-200 / 1] — [20-200 / 1] — [5, 10] -F [9-191 / 0,5] -G [5-191 / 0,5] -M [3, 4, 5, 6, 8, 10]

  HIPIAP2HL- [20-200 / 1 ] — [20-200 / 1] — [5, 10] -F [9-191 / 0,5] -G [5-191 / 0,5] -N [3, 4, 5, 6, 8 , 10]

  HIPIAP2HL- [20-200 / 1] — [20-200 / 1] — [5, 10] -F [9-191 / 0,5] -G [5-191 / 0,5] -Z [4, 5, 6]

  HIPIAP4H- [20-200 / 1] — [20-200 / 1] — [5, 10] -F [9-191 / 0,5] -G [9-191 / 0,5] -M [3, 4, 5, 6, 8, 10]

  HIPIAP4H- [20-200 / 1] — [20-200 / 1] — [ 5, 10] -F [9-191 / 0.5] -G [9-191 / 0,5] -N [3, 4, 5, 6, 8, 10]

  HIPIAP4H- [20-200 / 1] — [20-200 / 1] — [5, 10] -F [9-191 / 0,5] -G [9-191 / 0,5] -Z [4, 5, 6]

  HIPIAP6H- [20-200 / 1 ] — [20-200 / 1] — [5, 10] -F [9-95 / 0,5] -G [9-191 / 0,5] -M [3, 4, 5, 6, 8 , 10]

  HIPIAP6H- [20-200 / 1] — [20-200 / 1] — [5, 10] -F [9-95 / 0,5] -G [9-191 / 0,5] -N [3, 4, 5, 6, 8, 10]

  HIPIAP6H- [20-200 / 1] — [20-200 / 1] — [5, 10] -F [9-95 / 0,5] -G [9-191 / 0,5] -Z [4, 5, 6]

  HIPIAP- [20-200 / 1] — [20-200 / 1] — [ 5, 10]

  Листы технических данных и руководства по применению FiberTite

  
  Быстрые ссылки:

  ---

  Категории:

  Кровельные мембраны FiberTite
  • Кровельные мембраны с гладкой и флисовой спинкой, временная кровельная мембрана Blue-Roof ™
  SBS ( Hybrid) Продукты
  • Базовые листы SBS, пароизоляция, клеи и грунтовки SBS
  Клей, герметики, очистители
  • Мембранные клеи, изоляционные клеи, герметики и очистители
  Крепежные детали и упорные пластины
  • Крепежные элементы и пластины Magnum Plus, изоляционные крепежные элементы и пластины, пластины для индукционной сварки FTR-IW
  Принадлежности для гидроизоляции
  • Предварительно установленные элементы для гидроизоляции, неармированная пленка, другие аксессуары для гидроизоляции ребро), металлический оклад, краевые системы и соединительная планка
  Другие аксессуары
  • Аксессуары для дорожек, U-Anchor ™ крепления на крыше, жидкий оклад Forti-Lock ™, зеленые кровельные аксессуары
  Изоляция и защитная плита
  • Изоляция FTR-Value, GP DensDeck ^® Продукты, USG Securock ^® Продукты, NG DEXcell ^® Продукты

  ---

  Кровельные мембраны FiberTite

  FiberTite Blue-Roof ™
  Временная кровельная мембрана FiberTite Blue-Roof ™ Лист данных	PDF
  Лист данных гидроизоляционной ленты FiberTite Blue-Roof ™	PDF

  (* Подробные чертежи конструкции синей крыши можно найти ЗДЕСЬ.)

  ---

  Продукты, модифицированные SBS (гибридная кровля)

  Лист технических данных	Скачать
  Базовый лист FiberTite FTR SBS Poly 3.7	PDF
  Руководство по установке FTR SBS Poly 3.7	PDF
  Базовые листы SBS, одобренные FiberTite
  Elastophene® PS 2.2 Типовой лист	PDF
  Elastophene® Sanded 2.2 Типовой лист	PDF
  Sopralene® 180 Sanded 2.2 Лист данных	PDF
  Sopralene® 180 Шлифованный лист данных	PDF
  Elastophene® SP 3.0 Типовой лист	PDF
  Sopralene® 180 SP 3.5 Типовой лист	PDF
  Sopralene® 250 SP 4.0 Типовой лист	PDF
  Sopralene® Flam 250 Типовой лист	PDF

  Пароизоляция VaporTite ™
  Паспорт барьера VaporTite	PDF

  SBS Клеи и грунтовки
  Спецификация клея FiberTite FTR-SBS	PDF
  FiberTite FTR-SA Primer Технические данные	PDF

  ---

  Клеи, герметики, очистители

  Продукт	Скачать
  Мембранные клеи
  Alpha-Tite ™ с технологией KEE-Bond ™, лист технических данных	PDF
  Alpha-Tite ™ против 190e Training D6	Посмотреть обучающее видео
  FTR 190E Типовой лист	Английский | Français
  FTR-290 Лист данных	PDF
  FTR-390 Лист данных	PDF
  FTR-490 Лист данных	PDF
  FTR 601-PG Лист данных	PDF
  FTR 601-PG с FiberTite Fleeceback Membranes Руководство по применению	PDF | Посмотреть обучающее видео
  Polyset ® CR-20 ® Лист данных	PDF
  Изоляционные клеи
  FTR 601 Лист данных	PDF
  FTR 601-PG Лист данных	PDF
  Polyset ® Board-Max ™ Лист данных	PDF
  Герметики и очистители
  FTR 101 Типовой лист	PDF
  Лист данных FTR SLS	PDF
  FTR 201 Лист данных	PDF
  Лист технических данных очистителя швов FiberTite	PDF

  ---

  Крепежные детали и упорные пластины

  Продукт	Скачать
  Крепежные элементы FiberTite Magnum и упорные пластины Magnum-Plus, Технические данные	PDF
  Крепежные детали для изоляции FiberTite и Напряжения Лист технических данных	PDF

  Пластины для индукционной сварки
  FTR-IW isoweld ® Пластины для индукционной сварки, Технические данные	PDF
  FTR-IW Индукционная сварка Руководство по установке	PDF

  ---

  Принадлежности для оклада

  Лист технических данных	Скачать
  Лист данных на аксессуары для окладов (конусы, уголки, пленка)	PDF
  Лист технических данных FiberTite Wrapid Flash ™	PDF
  Инструкции по установке Wrapid Flash ™	PDF
  Лист данных защитной ленты мембраны FiberTite	PDF
  Большой односторонний вентиляционный люк с предварительным перекрытием, техническое описание	PDF

  ---

  Металлические аксессуары и имитация металла

  Лист технических данных	Скачать
  Лист технических данных имитационного металлического профиля крыши FiberTite (ребро)	Английский | Français
  Лист технических данных на металл с покрытием FiberClad ™	PDF
  Лист технических данных на архитектурные металлические кромочные системы FiberTite	PDF
  Лист данных клеммной планки FTR	PDF

  ---

  Другие аксессуары

  ---

  Дорожки и защитные аксессуары

  Лист технических данных	Скачать
  Лист технических данных FiberTite Walkway & Protection Materials	PDF
  Лист технических данных FiberTite по периметру крыши	PDF
  Лист технических данных FiberTite Crossgrip	PDF

  Крепление на крышу U-Anchor ™

  Лист технических данных	Скачать
  П-образный анкер FiberTite U1400-FTR	PDF
  П-образный анкер FiberTite U2400-FTR	PDF
  П-образный анкер FiberTite U3400-FTR	PDF
  П-образный анкер FiberTite U3400-S-FTR	PDF
  Инструкции по установке U-образного анкера FiberTite	PDF

  Жидкая пробивка Forti-Lock ™

  Лист технических данных	Скачать
  Лист технических данных Forti-Lock Catalyst	PDF
  Лист данных Forti-Lock Fleece	PDF
  Forti-Lock Liquid Flashing Технические данные	PDF
  Forti-Lock Metal Primer Технические данные	PDF
  Рекомендации по применению Forti-Lock	PDF
  Инструкции по прошивке Forti-Lock Penetration	PDF

  (* Подробные чертежи конструкции Forti-Lock ™ можно найти ЗДЕСЬ.)

  FiberTite Green Roof — Система растительной кровли

  Лист технических данных	Скачать
  Лист технических данных системы лотков FiberTite Green Tray	PDF
  FiberTite Green Low Profile Лист технических данных	PDF

  ---

  Изоляция, защитная плита

  Изоляция FTR-Value

  Лист технических данных	Скачать
  Лист технических данных изоляции FTR-Value	PDF
  Лист технических данных на изоляцию для облицовочного стекла FTR-Value	PDF
  Руководство по хранению и обращению с FTR-Value	PDF

  Джорджия-Тихоокеанский регион (GP) DensDeck® Cover Board Products

  Лист технических данных	Скачать
  DensDeck ® Лист данных кровельной доски	PDF
  DensDeck ® Prime Лист данных кровельной доски	PDF
  DensDeck ® Лист данных кровельной доски StormX ™ Prime	PDF

  Гипсокартон США (USG) Securock® Cover Board Products

  Лист технических данных	Скачать
  Сверхлегкий стекломат, техническое описание	PDF
  Лист данных из гипсоволокнистой кровли	PDF
  Лист данных цементной кровли	PDF

  Продукция из гипсового покрытия National Gypsum (NG)

  Лист технических данных	Скачать
  DEXcell ® Glass-Mat Технический паспорт	PDF
  DEXcell ® FA Лист данных кровельной доски	PDF
  DEXcell ® Лист данных цементной кровли	PDF

  ---

  Изоляционная плита Firestone | Кровельные изделия

  Изоляционная плита Firestone

  Оцинкованные изоляционные плиты Firestone.Быстрая и простая установка, идеально подходит для самостоятельной сборки. Используется для кровли и крепления изоляционных плит.

  • Плоская и гладкая отделка
  • Идеально для торговли и DIY
  • Предназначен для ограничения проколов мембраны

  Код товара: 7378673

  Технические характеристики:

  • Диаметр 76 мм
  • Толщина 0,4 мм / 0,5 мм
  • Материал Galvalume® AZ50
  • Прочность на вытягивание 1179 Н через центральное отверстие

  Доступные опции:

  Характеристики продукта:

  Изоляционные плиты

  Firestone разработаны для использования с крепежными деталями Firestone для надежного крепления изоляционных / покрывающих панелей при кровельных работах.Утопленная головка и особый дизайн создают ровную и гладкую поверхность, ограничивая риск прокола мембраны.

  • Быстрая и простая установка, идеально подходит для DIY
  • Надежно крепит изоляционные плиты
  • Создает ровную и гладкую поверхность
  • Предназначен для ограничения риска прокола мембраны
  • Долговечное, не ломкое производство
  • Ребристый с одной стороны для облегчения установки.

  Приложений:

  Соответствует требованиям.За конкретными инструкциями по установке обратитесь к руководству Firestone.

  Обслуживание клиентов и доставка

  • Заказы, размещенные до 12:00, будут обработаны в тот же день для быстрой доставки (материковая часть Великобритании).
  • Коллекция доступна в Альфретоне, Дерби по предварительной записи.
  • Для получения дополнительной информации о продукте или послепродажного обслуживания, пожалуйста, свяжитесь с нашей дружной командой по телефону, электронной почте или в чате.

  Торговые клиенты

  Свяжитесь с нашей командой, чтобы обсудить настройку вашего торгового счета.Воспользуйтесь льготными ценами, специальным менеджером по работе с клиентами, образцами и маркетинговыми материалами и многим другим. Позвоните нам сейчас по телефону 01773 441 947 .

  Как установить изоляционную пластину

  Правильная установка изоляционной пластины важна для обеспечения наилучших характеристик вашего проекта в течение его долгого срока службы. Соответствующий крепеж Firestone должен использоваться вместе с изоляционной пластиной Firestone.

  Поместите изоляционные пластины на изоляционные / защитные панели, как указано производителем.

  Прикрепите пластины к настилу крыши с помощью соответствующего крепежа Firestone.

  Установите пластины ребристой стороной вверх так, чтобы был виден логотип Firestone.

  Границы | Проектирование массивных деревянных панелей в качестве теплообменников (динамическая изоляция)

  1. Введение

  На строительство зданий приходится 28% выбросов парниковых газов (ПГ), в то время как 11% выбросов связаны со строительной деятельностью, в основном с производством строительных материалов, таких как цемент и сталь (Международное энергетическое агентство и Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде, 2018 г. ).В ближайшие десятилетия рост и урбанизация мирового населения создаст огромный спрос на новые здания и инфраструктуру. Таким образом, «воплощенные» выбросы в строительном секторе должны резко возрасти, так же как и глобальные выбросы должны резко сократиться (Röck et al., 2020). Возможно ли превратить эту потенциальную угрозу для глобальной климатической системы в мощное средство смягчения последствий изменения климата?

  1.1. Утилизация углерода

  Существует растущая вероятность того, что для достижения климатических целей потребуются методы удаления углерода, также известные как «отрицательные выбросы».Ученые и практики начали анализировать потенциал новых зданий как глобального поглотителя углерода (Чуркина и др., 2020; Hoxha и др., 2020; Помпони и др., 2020). Существует ряд материалов, которые могут хранить C или CO ₂ , включая древесину, бетон, бамбук, пеньку и солому. Бетон традиционно являлся источником выбросов CO ₂ из-за интенсивного производственного процесса, но может реабсорбировать значительное количество углерода в течение длительного срока службы (Cao et al., 2020). Последние достижения в области производства — адаптация процесса отверждения к поглощению большего количества углерода или минерализация CO ₂ из дымохода для использования в качестве заполнителя — открывают возможности для использования углерода в бетонной промышленности за пределами газирования в течение всего срока службы (Monkman and MacDonald, 2017; Habert et al., 2020). Между тем, биогенные материалы, такие как древесина и бамбук, растут путем фотосинтеза, улавливая углерод в своей биомассе. Собранные продукты биомассы могут обеспечивать отрицательные выбросы в течение жизненного цикла, если леса или посевы хорошо управляются и продукты являются достаточно долгоживущими по сравнению с их циклом роста биомассы (Guest et al., 2013; Levasseur et al., 2013). Композиты, такие как растительный бетон — бетоны, в которых в качестве связующих используются такие быстрорастущие культуры, как конопля или солома, — потенциально могут использовать влияние накопления как биогенного поглощения углерода, так и карбонизации (Pittau et al., 2018). Согласно недавнему анализу, древесина и бетон могут хранить ~ 0,5 Гт CO ₂ в год при условии надлежащей координации их производственных циклов (Hepburn et al., 2019). Эти потенциальные количества ставят новые здания в один ряд с другими лидерами в использовании атмосферного углерода в техносфере.

  Если здания могут работать вместе с лесами в качестве глобального поглотителя углерода, то интеграция проектирования может многократно увеличить потенциал сокращения выбросов. Например, если массивные деревянные конструкции могут активно создавать внутренний климат, используя только низкопотенциальное тепло, потребность в дополнительных материалах и механических системах будет меньше. Показатель умножения сокращений выбросов ПГ за счет функционального замещения известен как «фактор замещения» (Smyth et al., 2018; Seppälä et al., 2019; Hurmekoski et al., 2020).Однако для достижения полного потенциала использования CO ₂ углеродные материалы должны делать больше, чем заменять обычные материалы по частям. Материалы должны выполнять как можно больше функций, чтобы они могли заменить целые системы с интенсивным выбросом вредных веществ.

  1.2. Радикальная интеграция

  Какие достижения в области материаловедения могут обеспечить такую ​​радикальную интеграцию? «Разработанные пористые среды» — это материалы, имеющие внутреннюю и внешнюю форму для обмена теплом и массой (Bejan et al., 2004). Подобно «Архитектурным материалам» (Estrin et al., 2019) и «Формоактивным структурам» (Wu et al., 2020), инновационный аспект заключается в том, как морфология материала управляет потоком энергии. Применение этих новых методов может стать ключом к совершенствованию строительных материалов, хранящих углерод. Не только для улучшения их структурных характеристик, но и для интеграции тепловых и вентиляционных функций, поэтому дополнительные материалы и механические системы не требуются.

  Одним из примеров является проектирование массивных деревянных панелей в качестве теплообменников или «дышащих стен».«Принцип состоит в том, чтобы ввести воздушные каналы в твердое тело и оптимизировать их размер и расстояние, чтобы исходящая проводимость нагревала входящий воздух. Этот метод может сделать изоляцию и облицовочные материалы ненужными, помогая упростить системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Рисунок 1 объясняет концепцию теплообмена и принцип оптимизации геометрии. В недавнем исследовании использовались физические эксперименты для проверки корреляции для оптимизации теплообменных материалов (Craig and Grinham, 2017). Корреляция дизайна была первоначально разработана другими исследователями (Kim et al., 2007) для экстремальных термических условий, но результаты исследования 2017 года показывают, что он работает и для строительных материалов в умеренных условиях. Этот документ является продолжением их работы. В нем рассматривается, как применить соотношение и принципы проектирования к массовым деревянным панелям. «Массовая древесина» относится к изделиям из инженерной древесины, ламинированным из более мелких плит в структурные компоненты, такие как клееные балки (клееный брус) или панели из поперечно-клееной древесины (CLT).

  Рисунок 1 . Как оптимизировать размер и расстояние между каналами, чтобы спроектировать массивную деревянную панель в качестве теплообменника.Расчетные корреляции (уравнения 1–14) были первоначально разработаны для аэрокосмических приложений (Kim et al., 2007), но было показано, что они работают для строительных материалов (Craig and Grinham, 2017). Это исследование применяет их к массивной древесине.

  1,3. Динамическая изоляция

  Использование конструкционного материала в качестве теплообменника делает его разновидностью технологии динамической изоляции (DI). DI начинался как новая стратегия вентиляции сельскохозяйственных зданий в холодном климате. Инженеры описали, как всасывать свежий воздух через слой волокнистой изоляции, уменьшая потери проводимости и одновременно нагревая воздух (Bartussek, 1981).В начале девяностых исследователи установили DI в жилом доме в Японии и сообщили о 50% -ном сокращении потерь тепловой оболочки (Dalehaug et al., 1993). Вскоре последовали два значительных прогресса в теории DI. Была разработана простая аналитическая модель для описания устойчивого теплообмена в DI, когда известны температура внутренней поверхности или скорость поверхностной конвекции (Taylor et al., 1996, 1998; Taylor and Imbabi, 1997, 1999, 2000). Подробная аналитическая модель была также разработана, чтобы учесть эффекты аккумулирования тепла и показать влияние периодических изменений во внешней среде (Krarti, 1994).

  В последние годы возобновился интерес к теории, измерениям и проектированию систем DI. Группа из Миланского политехнического университета описала микроскопические эффекты теплообмена в волокнистой изоляции и разработала прибор для тестирования панелей с диэлектриком (Alongi and Mazzarella, 2015a, b). Они использовали устройство для проверки поведения теплообмена в установившихся и периодических условиях по сравнению с простыми и подробными аналитическими моделями (Alongi et al., 2017a, b, 2020). Группа из Университета Хуачжун разработала конечно-разностную модель и аппарат для тестирования DI (Wang et al., 2018; Zhang et al., 2019а, б). Их работа показывает, как уменьшить рост оболочки летом, вытесняя отработанный воздух через изоляцию. Многочисленные сотрудники разработали стратегии управления DI и определили потенциальную экономию энергии для «переключаемых» значений U в различных контекстах (Park et al., 2015; Menyhart and Krarti, 2017; Shekar and Krarti, 2017; Rupp and Krarti, 2019). ; Даббаг и Крарти, 2020; Дехва и Крарти, 2020). Вместо использования пористого материала в качестве теплообменника они разработали перегородки, которые можно открывать или закрывать, чтобы контролировать конвекцию внутри герметичной панели.

  1,4. Почему Вуд?

  Было показано, как ввести воздушные каналы в стандартные строительные материалы и оптимизировать их для теплообмена (Craig and Grinham, 2017). Эта новая возможность предлагает другой способ строительства, более подходящий для задач удаления углерода. Вместо того, чтобы строить конструкцию и облицовывать ее слоями специальных материалов, возможно, удастся объединить все основные функции в одном материале. Но какой материал? Как уже говорилось, такие материалы, как древесина, бетон, бамбук, солома и конопля, могут накапливать углерод в глобальном масштабе (Hepburn et al., 2019; Чуркина и др., 2020). Древесина и бетон — единственные, которые сегодня широко используются в строительной отрасли, но в каждом случае необходимо преодолеть серьезные проблемы. Например, биогенные материалы должны быть достаточно долгоживущими по сравнению с ростом их биомассы, чтобы увеличивать накопление углерода в строительном секторе, не нанося вреда лесам или запасам углерода насаждениям (Guest et al., 2013; Pingoud et al., 2018). Лесам требуются десятилетия, чтобы отрасти, в то время как для таких культур, как бамбук, конопля и солома, период ротации может составлять всего 1 год.Однако эти быстрорастущие материалы требуют более интенсивного производства и дополнительных материалов, чтобы превратить их в монолитный материал, пригодный для предлагаемого метода теплообмена. Между тем, бетон требует значительных изменений в процессах отверждения и производства, чтобы сократить выбросы от колыбели до ворот, но сохраняет карбонаты в течение десятилетий или столетий, в то время как биогенные материалы, такие как древесина, подвержены риску высвобождения в поздний срок.

  Несмотря на препятствия, цепочки поставок и жизненные циклы продуктов для всех инженерных материалов нуждаются в коренном пересмотре, и в обеих областях необходимо провести важные исследования.Отрасли, вероятно, потребуются технологии как биогенного хранения углерода, так и технологии декарбонизации в бетонной промышленности, чтобы иметь шанс обратить вспять тенденцию к увеличению выбросов в ближайшие десятилетия. Основное внимание в этом исследовании уделяется древесине, поскольку она уже широко используется, а ее тепловые свойства делают ее идеально подходящей для предлагаемого метода теплообмена. На рисунке 2 сравнивается устойчивый теплообмен двух панелей, одной деревянной и одной бетонной. Оба они оптимальны, рассчитаны на одинаковую относительную скорость теплообмена.Однако бетонная панель нецелесообразна, потому что абсолютные требования к нагреву и тепловые потери слишком высоки. Причина в теплопроводности бетона, которая в 10 раз выше, чем у дерева (см. Рисунок 6 в разделе 4). Низкая теплопроводность древесины делает ее уникальной по сравнению с другими конструкционными материалами. Он не только может накапливать углерод и поддерживать здание, но также может соответствовать строгим стандартам по потерям проводимости без чрезмерной вентиляции или перегрева.

  Рисунок 2 .Принцип теплообмена, показанный на рисунке 1, изображен в виде санки: U ₀ представляет потери тепла по базовой линии, U ₁ общий теплообмен, U ₂ приток тепла от вентиляции и U ₃ кондуктивные потери тепла. Древесина имеет более низкую теплопроводность, чем бетон, поэтому можно уменьшить потери теплопроводности ( U ₃ ) без чрезмерной вентиляции ( U ₂ ) или перегрева ( U ₁ ), что делает ее более подходящей. к этому приложению.

  1,5. Граничные условия

  Один давний вопрос в исследованиях DI с пористыми материалами — какие граничные условия использовать при моделировании. Полевые эксперименты показали, что температура на внутренней поверхности ниже прогнозируемой, что отрицательно сказывается на тепловом комфорте и экономии энергии (Dalehaug et al., 1993).

  Как ведет себя конвективная пограничная пленка на внутренней поверхности? Этот вопрос важен для исследования DI, потому что пористые материалы должны получать тепло из комнаты, прежде чем они смогут обменять его с входящим воздухом.Используя визуализацию Шлирена, исследователи обнаружили, что пористые материалы теряют тепловой контакт с комнатным воздухом, когда входящий воздух поднимает граничную пленку с внутренней поверхности (Craig and Grinham, 2017). Они также обнаружили тонкие эффекты на внешней поверхности. Конвекционная теплопередача была увеличена в несколько раз, а тепло в граничной пленке засасывалось обратно в материал. Они пришли к выводу, что существует возможность рекуперации тепла на внешней поверхности, и что лучше всего нагревать внутреннюю поверхность путем прямого контакта.

  Следуя этой рекомендации, тестовые панели в настоящем исследовании нагреваются непосредственно на внутренней поверхности. Не требуется много обогрева. Например, для примера деревянной панели на Рисунке 2 требуется только U1 = 2 (Вт / м2 · К), что находится в диапазоне стандартных полов с подогревом. В настоящем исследовании использовался электрический резистивный нагрев, поскольку это было практично с учетом имеющихся ресурсов. Специальная гидравлическая панель была изготовлена ​​для нагрева испытательных панелей в исследовании Шлирена. Стандартные капиллярные трубки также подходят для прямого контактного нагрева.Для будущих применений предпочтительны гидравлические контуры. Технологии обогрева или охлаждения, в которых используются большие теплообменные поверхности внутри помещений, называются излучающими системами или термоактивными поверхностями (TAS) (Moe, 2010; Rhee and Kim, 2015; Rhee et al., 2017). Большой TAS с водяным контуром, подключенным к тепловому насосу с низким подъемом, может использовать небольшие перепады температур от возобновляемых поглотителей и источников, таких как солнечная, геотермальная и инфракрасная область неба (Meggers et al., 2012 ; Лим, 2019).

  1.6. Естественная вентиляция

  Если гидронные поверхности идеально подходят для мономатериальных теплообменных оболочек, есть ли другие возможности для интеграции функций HVAC? Естественная вентиляция играет важную роль в минимизации инфраструктуры HVAC и ее выбросов в течение жизненного цикла (Kiamili et al., 2020). Значительные успехи были достигнуты в понимании жидкостной механики выталкивающей вентиляции, которая управляется теплом, а не ветром. Например, прорыв произошел в 2009 году, когда исследователи охарактеризовали автоматический механизм рекуперации тепла, известный как «естественное перемешивание» (Woods et al., 2009). Когда теплый воздух поднимается и выходит, свежий воздух заменяет его, попадая через то же отверстие. Выходящий воздух предварительно нагревает входящий воздух в состоянии динамического равновесия.

  Некоторые исследователи изучили возможность сочетания прямого дыхания с естественной вентиляцией (Etheridge and Zhang, 1998; Ascione et al., 2015; Park et al., 2016). Связь может быть усилена за счет использования мономатериалов, теплообменных оболочек (то есть «дышащих стен»). Используя эффект плавучести, все тепло- и воздухообмены можно контролировать с помощью встроенной гидравлической поверхности.На рисунке 3 показаны две возможности. С левой стороны плавучесть обеспечивает вентиляцию, но на выходе нет рекуперации тепла. Справа показана гипотеза о том, как восстановить вентиляцию на выходе с помощью двойной оболочки. В этой статье не рассматриваются естественные контуры рекуперации тепла. Тем не менее, он делает первый шаг, показывая, что возможно соединить дышащие стены с выталкивающей вентиляцией в идеальных условиях.

  Рисунок 3 . Умозрительные схемы, подсказывающие, как соединить «дышащие стены» с вытяжной вентиляцией. (слева) Плавучесть обеспечивает вентиляцию, но нет рекуперации тепла на выходе. (справа) Гипотеза о том, как восстановить вентиляцию на выходе с помощью двойной оболочки.

  1,7. Outlook

  В данной статье представлены результаты трех экспериментов, которые характеризуют поведение массивных деревянных панелей, оптимизированных в качестве теплообменников. Предоставляется приложение, чтобы читатели могли самостоятельно оценить возможные варианты дизайна (Craig and Fortin, 2020). В первом эксперименте измеряется устойчивое состояние панели, подвергшейся ступенчатому изменению нагрева.Во втором эксперименте измеряются изменения теплообмена из-за изменения температуры. Последний эксперимент показывает, что можно втягивать вентиляцию через панели, используя тепловую плавучесть вместо вентилятора, при сохранении ожидаемой скорости теплообмена.

  2. Теория

  2.1. Устойчивый теплообмен

  Рисунок 1 иллюстрирует принцип оптимизации параллельных каналов в твердом материале для «встречного» теплообмена. Для этого сценария были разработаны две численные корреляции (Kim et al., 2007). Обе корреляции были экспериментально подтверждены (Craig and Grinham, 2017). Первое соотношение дает оптимальное расстояние между каналами:

  HoptL = 3,22 Be − 1/3 Φ − 0,85 (kka) 0,17 (1)

  , где H _opt — оптимизированное расстояние между каналами, L — толщина панели, k — теплопроводность материала панели и k _a — теплопроводность воздух. Число Беджана, Be , определяется как:

  . Be = ΔP L2μα (2)

  , где Δ P — расчетное давление, μ — динамическая вязкость воздуха, а α — коэффициент температуропроводности воздуха.Пустотная доля панели Φ определяется как:

  Φ = π D24 h3 (3)

  где D — диаметр каналов. Геометрия показана на рисунке 4.

  Рисунок 4 . Определение геометрии панели.

  Вторая корреляция предсказывает общую (нормализованную) теплопередачу через оптимальную конструкцию:

  NTU = 0,41Be1 / 3 Φ0,6 (kka) -0,65 (4)

  Количество тепловых единиц, NTU , представляет собой отношение общего коэффициента теплопередачи во время теплообмена, U ₁ , к базовому условию при отсутствии теплообмена, U ₀ :

  NTU = U1U0 = q1 ″ / (Ts-Te) k / L (5)

  , где q1 ″ — тепловой поток на нагретой внутренней поверхности, T _s — температура нагретой внутренней поверхности, а T _e — температура наружного воздуха (который входит по каналам).Во время ощутимого устойчивого теплообмена поверхностный тепловой поток (q1 ″) частично передается входящему воздуху (q2 ″), а оставшаяся часть (q3 ″) теряется во внешнюю среду из-за теплопроводности:

  q1 ″ = q2 ″ + q3 ″ (6)

  Рисунок 2 иллюстрирует этот баланс теплообмена, который также может быть определен в терминах коэффициентов теплопередачи:

  где:

  U1 = q1 ″ (Ts-Te) = NTU U0 (8) U2 = q2 ″ (Ts-Te) = ε NTU U0 (9) U3 = q3 ″ (Ts-Te) = (1-ε) NTU U0 (10)

  , а ε — эффективность теплообмена:

  Эти определения ε и NTU действительны до тех пор, пока поверхностный тепловой поток (q1 ″) или температура поверхности ( T _s ) постоянны и однородны.Интегрированная гидроника может точно аппроксимировать оба граничных условия (Craig and Grinham, 2017). В любом случае ε эквивалентно относительному увеличению температуры поступающего воздуха:

  ε = Ти-ТэЦ-Те (12)

  , где T _i — температура входящего воздуха в момент его выхода из каналов и попадания во внутреннее пространство. Обратите внимание, что при ε → 1, T _i → T _s .

  Следуя соглашению в литературе по динамической изоляции, U ₃ в уравнении (10) может называться «динамическим значением U ». Однако важно подчеркнуть баланс, выраженный в уравнении (7) и проиллюстрированный на рисунке 2. То есть достижение низких значений для U ₃ не должно происходить за счет чрезмерной вентиляции ( U ₂ ) или перегрев ( U ₁ ). Расход воздуха на единицу площади панели определяется как:

  u = D2 Φ ΔP32 мкл (13)

  и имеет единицы м / с или м ³ / м ² / с .Наконец, есть важный предел размеров, на который следует обратить внимание:

  Уравнения (1) и (4) недействительны, если этот предел превышен. Панель слишком тонкая относительно расстояния между каналами. Физически недостаточно места для того, чтобы тепло могло отклоняться к каналам, как показано на правой стороне рисунка 1 (тепло распространяется только на более низкие температуры, поэтому « изгиб » потока более чем на 90 ° будет противоречить второму закону термодинамика).

  Приведенные выше уравнения описывают устойчивый теплообмен в оптимизированных панелях.Каковы последствия проектирования для массивной древесины? На рисунке 5 показан снимок экрана приложения, которое можно загрузить бесплатно и которое решает приведенные выше уравнения, чтобы помочь оценить варианты оптимизации массовых деревянных панелей в качестве теплообменников (Craig and Fortin, 2020). В приложении есть четыре управляющих параметра. Дизайнеры могут выбирать значения для каждого параметра из указанного диапазона (эти диапазоны легко настроить, изменив исходный код):

  • Коэффициент теплопроводности к ( Вт / м · к ) основного материала.Диапазон 0,1 < k <0,4 был выбран для охвата большинства пород древесины хвойных и лиственных пород, независимо от ориентации волокон (см. Рисунок 6).

  • Коэффициент теплопроводности, то есть U3 (Вт / м2 · К) — «динамическое значение U ». Этот широкий диапазон был выбран для того, чтобы исследователи могли оценивать различные конструкции, выбирая между стандартами U в разных странах или высокопроизводительными стандартами, такими как Passivhaus .

  • Коэффициент нагрева поверхности U1 (Вт / м2 · К) (который можно регулировать с помощью встроенного водяного обогрева).Диапазон 1 < U ₁ <4 намеренно занижен, как и у стандартных полов с подогревом. (Напомним, что бессмысленно иметь низкие потери теплопроводности, если для достижения этой цели требуется слишком много тепла)

  • Расчетное давление △ P ( Па ), которое прикладывается к панели посредством всасывания. Диапазон 2 <△ P <8 был выбран, потому что эти давления можно поддерживать механически с помощью вентилятора или естественным образом с использованием тепловой плавучести (эффект суммирования).

  Рисунок 5 . Скриншот приложения, написанного для партнера по этой статье, которое можно бесплатно загрузить здесь (Craig and Fortin, 2020). Он решает уравнения (1) — (14), показывающие, как оптимизировать массовые деревянные панели в качестве теплообменников.

  Рисунок 6 . Измерения тепловых свойств сосны южной желтой: проводимость ( k) , коэффициент диффузии (α) и объемная теплоемкость (ρ c ). Измерения проводились на радиальных и поперечных образцах.Данные нанесены на график вместе с другими древесными материалами и строительными материалами для справки. Образцы сосны были испытаны в комнатных условиях (T = 23 C и относительная влажность 49%).

  В таблице 1 сравниваются три возможных проекта теплообменных деревянных панелей, рассчитанных с помощью приложения. Во всех трех гипотетических случаях достигается одно и то же низкое «динамическое значение U », U3 = 0,2 Вт / м2 · К, что находится в диапазоне значений U , предусмотренных строгими стандартами энергоэффективности. Различия между вариантами дизайна связаны с панельным отоплением, которое изменяется с небольшими приращениями (U1 = 2,3,4 Вт / м2 · K).Панели становятся тоньше по мере увеличения нагрева поверхности ( L ≈ 23, 18, 15 см ). Обратите внимание, что эта толщина находится в диапазоне стандартных толщин для панелей CLT. Другое изменение касается расхода воздуха на единицу площади панели, который увеличивается ( u ≈ 10, 14, 16 л / с / м ² ) по мере того, как панели становятся тоньше. Эти показатели означают, что примерно один квадратный метр панели удовлетворяет потребности одного человека в вентиляции. Для контекста международные стандарты рекомендуют скорость вентиляции ~ 10 л / с на человека в офисной среде, хотя неблагоприятные последствия для здоровья или производительности были задокументированы, когда скорость вентиляции достигает 25 л / с на человека (Carrer et al., 2015).

  Таблица 1 . Три примерных варианта деревянных теплообменных панелей, каждый из которых оптимизирован для U3 = 0,2 Вт / м2 · K.

  Прилагаемое приложение показывает, что относительно высокая интенсивность вентиляции (5 < u <20 l / s / m ² ) необходима для обеспечения эффективности теплообмена (ε> 0,6), что приводит к низкому нагреву. -коэффициенты потерь (0,1

  Поскольку для панелей требуется относительно высокая интенсивность вентиляции, они лучше всего подходят для относительно больших зданий с высокой посещаемостью. Рассмотрим кубическое здание квадратной длины x = 12 м . Он террасированный, поэтому видны только два фасада. Скорость вентиляции на единицу площади панели составляет u = 0,01 м ³ / с / м ² (т.е.е., 10 л / с / м ² ). Количество воздухообменов в час составляет N = 3, 600 · u · 2 x ² / x ³ = 7200 u / x . Если панели занимают 100% площади фасада, N = 6. Если панели занимают 50% площади фасада, N = 3 и так далее.

  2.2. Переходный теплообмен

  Работа деревянных панелей при устойчивом теплообмене является многообещающей, но сколько времени требуется для достижения устойчивого состояния и как суточные колебания внешней температуры влияют на теплообмен?

  Модель 1994 года, описывающая переходное поведение динамической изоляции, недавно была проверена в контролируемых периодических условиях (Krarti, 1994; Alongi et al., 2020). Однако эта модель предназначена для теплообмена в одном пространственном измерении. Он подходит для волокнистых изоляционных материалов или изоляционных материалов с открытыми порами в противофлюсе, но не применяется к материалам, где поток проводимости изменяется в двух или трех пространственных измерениях, как показано на Рисунке 1. Основа принципа «дышащей стены», показанного на На рисунке 1 показано исследование, показывающее, как оптимизировать параллельные каналы для устойчивого теплообмена в экстремальных тепловых условиях (Kim et al., 2007). Эти исследователи расширили свою работу, оптимизируя древовидные каналы в установившемся состоянии, а затем охарактеризовав переходную реакцию на внезапное нагревание (Kim et al., 2008, 2009). Однако их переходный анализ применим только к древовидным каналам.

  2.2.1. Время достижения устойчивого состояния

  Похоже, что в литературе нет модели для описания переходного встречного теплообмена в панели с параллельными каналами. Вместо этого тепловой отклик можно аппроксимировать как функцию числа Фурье:

  Fo = α tLc2 (15)

  , где α — коэффициент температуропроводности материала, t — время в секундах, а L _c — характерная длина, определяемая как отношение объема твердого тела к открытой площади поверхности, которая для геометрия, определенная на рисунке 4, составляет:

  Lc = (h3-π D24) L 2 (h3-π D24) + π D L (16)

  Число Фурье — это мера времени без единиц измерения.Это соотношение, где 1 означает, что тепло проникло на всю глубину объекта. Тепловая реакция «дышащей стены» на скачкообразное изменение температуры поверхности или теплового потока поверхности теперь может быть охарактеризована как:

  NTU (t) = (a1 NTU + a2Fo) LLc (17)

  , где NTU — расчетное значение в установившемся режиме, определенное уравнением (4), а a ₁ и a ₂ — эмпирические коэффициенты. Напомним, что трехмерная эволюция теплового потока через материал неизвестна.Следовательно, оба коэффициента действуют как поправочные коэффициенты для эффектов формы. На графике NTU ( t ) по сравнению с Fo , a ₁ управляет положением кривой (и, следовательно, величиной теплопередачи), тогда как a ₂ контролирует кривизну. Для калибровки стандартные аналитические растворы служат полезным ориентиром (Bart and Hanjalić, 2003; Incropera et al., 2007). Плоская стена — это сплошная стена, подверженная нагреву с обеих поверхностей.При поверхностном обогреве с постоянным тепловым потоком:

  А при панельном отоплении с постоянной температурой:

  , где a ₁ = 0 для обоих условий. Таким образом, мы предполагаем, что при ступенчатом изменении нагрева поверхности общий теплоперенос через «дышащую стену» будет развиваться аналогично плоской стенке той же характерной длины с небольшими различиями из-за формы. эффекты.

  2.2.2. Периодический теплообмен

  Что делать, если внешняя температура периодически меняется в течение суточного цикла? Когда применяется постоянная температура поверхности или поверхностный тепловой поток и по прошествии достаточного времени для достижения квази установившегося состояния, общий (нормализованный) теплоперенос должен периодически колебаться вокруг среднего установившегося значения.Поведение должно приближаться к полубесконечному твердому телу, но, опять же, с различиями из-за эффектов формы (Bart and Hanjalić, 2003; Incropera et al., 2007):

  NTU (t) = NTU + a1 Lcω / α sin (ωt + π / 4) (20)

  где ω — угловая частота (2π / 86400). Здесь коэффициент a ₁ калибруется по величине колебаний. Мы предполагаем, что значение для a ₁ будет одинаковым в обоих уравнениях (17) и (20).

  2.3. Теплообмен с вытяжной вентиляцией

  Рассмотрим здание в левой части рисунка 3, работающее в устойчивом состоянии и без людей.Только встроенный TAS (термоактивная поверхность) обогревает комнату. Других явных тепловыделений или скрытых эффектов теплопередачи нет. Часть тепла от TAS передается в комнату, а остальное теряется в окружающую среду за счет теплопроводности:

  , где q ₀ — общий нагрев с (обеих сторон) TAS, q _hx — общий теплообмен в комнату, а q _cl — это полная потеря проводимости через оболочку.Теплообмен от ТАС к помещению ( q _{h x} ) происходит двумя способами. Во-первых, за счет передачи поступающему воздуху через теплообменную панель. Во-вторых, при прямом контакте с комнатным воздухом через открытую поверхность:

  qhx = q1 ″ A1 ε + h A1 (Ts-Tii) (22)

  Новые термины: A ₁ , h и T _ii — это общая площадь интегрированного TAS, средний коэффициент теплопередачи между нагретой поверхностью и воздухом в помещении, а также температура внутреннего воздуха соответственно.Для простоты предположим, что теплообмен внутри комнаты незначителен, а внутренний воздух хорошо перемешан.

  Потери проводимости ( q _cl ) также происходят двумя способами. Во-первых, через заднюю часть теплообменных панелей, а во-вторых, через части ограждающей конструкции здания, не участвующие в теплообмене:

  qcl = q1 ″ A1 (1-ε) + UA (Tii-Te) (23)

  Термин UA — это полная проводимость ( Вт, / K ) оболочки здания, которая не участвует в теплообмене.Тепло, содержащееся в вентиляционном потоке, теперь можно определить как:

  Q ρcp (Tii-Te) = q0 — qcl (24)

  , где ρ c _p — объемная теплоемкость воздуха, а Q — интенсивность вентиляции за счет разницы температур внутри / снаружи:

  Q = A * (г ZTii-TeTe) 12 (25)

  , где г, — сила тяжести Земли, Z — изменение высоты между входом и выходом потока (например, от середины теплообменной панели до верха дымохода) и A ^* — это общая эффективная вентиляционная площадь (Acred, 2014)

  А * = (12c12A12 + 12c22A22) -12 (26)

  , который возникает из определения объемной скорости:

  , где A ₁ и A ₂ — физические площади входа и выхода, а c ₁ и c ₂ — соответствующие коэффициенты расхода соответственно.Для теплообменных панелей A ₁ — это общая площадь поверхности, а коэффициент расхода равен:

  c1 = (△ Pρu2 / 2) -12 (28)

  Переставив уравнение (13), перепад давления в теплообменнике можно определить как:

  △ P = 32 мкл uD2 Φ (29)

  Для простоты предположим, что перепад давления по высоте панели одинаков. На рисунке 3 показано более реалистичное изменение давления из-за плавучести. Подстановка уравнения (29) в уравнение (28) дает:

  c1 = (64 L μD2 u ρ Φ) -12 (30)

  Наконец, коэффициент расхода для выпускного отверстия, если предположить, что он имеет острую кромку, можно приблизительно рассчитать как (Acred, 2014)

  Приведенные уравнения описывают существенные особенности тепловой связи между «дышащими стенками» и вытяжной вентиляцией.Забегая вперед, в разделе 4.3 представлены результаты экспериментального устройства, предназначенного для демонстрации этой связи в действии. Теплообменная панель устанавливается горизонтально на уровне пола, поэтому давление по поверхности панели равномерное, а внутренний воздух хорошо перемешивается. Следует подчеркнуть, что это идеализированные обстоятельства. Возможна горизонтальная установка, но в будущем более вероятны вертикальные или наклонные оболочки. Если панель расположена вертикально, давление на ней будет изменяться с высотой, равно как и скорость и теплообмен.Внутренний воздух может расслаиваться ниже верхней части панели, в зависимости от высоты дымохода относительно верхней части панели. В этом случае будет отток через верхние каналы. Все эти эффекты были специально разработаны на основе эксперимента, описанного в 4.3, чтобы проверить основные элементы тепловой связи.

  Аппарат высотой с комнату (для создания разумного давления в дымовой трубе) по своим пропорциям похож на тонкий дымоход. Следовательно, вместо сжатия потока на выходе необходимо вычислить потери на трение на боковых стенках.После преобразования коэффициентов трения в коэффициенты расхода (Jones et al., 2016), если поток ламинарный, то:

  , а если поток турбулентный, то:

  c2 = 10,079 Re − 0,25 (33)

  где число Рейнольдса потока:

  3. Материалы и методы

  Эксперименты были спроектированы и выполнены для проверки эффективности теплообмена в установившихся и переходных условиях, а также когда вентиляция приводится в действие плавучестью, а не вентилятором. Первый эксперимент измеряет теплообмен в установившемся режиме и время достижения установившегося состояния, когда панели подвергаются ступенчатому изменению нагрева.Второй эксперимент измеряет, как теплообмен периодически изменяется при ежедневных изменениях внешней температуры. В последнем эксперименте измеряется внутренняя температура и скорость потока внутри прокси-здания, когда вентиляция через испытательную панель приводится в действие тепловой плавучестью, а не вентилятором.

  3.1. Тестовые панели

  Были изготовлены две испытательные панели: одна из цельной древесины, другая из акрила. Для деревянного панно была выбрана южная желтая сосна. Акрил был выбран в качестве контроля, потому что он имеет такие же тепловые свойства, что и древесина, за исключением того, что тепловые свойства изотропны, а не анизотропны, и он не впитывает влагу.Панели имели размеры 12 дюймов × 16 дюймов (30,48 × 40,64 см) с площадью теплообмена 12 дюймов × 12 дюймов (30,48 × 30,48 см) и толщиной 2 дюйма (5,08 см). Обе панели были оптимизированы для расчетного давления 3 Па. В таблице 2 приведены свойства каждой панели, и они показаны рядом на рисунке 7.

  Таблица 2 . Параметры конструкции тестовой панели.

  Рисунок 7 . Экспериментальная установка для вентиляции с приводом от вентилятора. Этот прибор использовался для первого и второго экспериментов (см. Раздел 3.2), измерение (1) стационарного поведения панели, подвергшейся ступенчатому изменению нагрева и (2) периодических изменений теплообмена из-за изменения внешней температуры.

  3.1.1. Тепловые свойства

  Свойства материала, необходимые для прогнозирования установившейся и переходной проводимости: теплопроводность k ( W / м K ), температуропроводность α ( м ² / с ) и объемная теплоемкость ρ c ( J / м ³ · K ).Для древесины эти свойства зависят от породы, направления и места измерения, а также от условий окружающей среды. Для измерения тепловых свойств южной желтой сосны использовали измерительное устройство (анализатор теплопроводности C-Therm) и метод источника переходной плоскости (ASTM D7984). Образцы были приготовлены из той же партии, что и испытательная панель, и разрезаны в радиальном и поперечном направлениях к волокнам. Было приготовлено по пять образцов каждого направления зерен, каждый испытан по десять раз.Результаты показаны на Рисунке 6 в сравнении с другими породами древесины и строительными материалами.

  3.1.2. Датчики

  Датчики

  FluxTeq Ultra 09 (85 × 95 мм) использовались для измерения теплового потока и температуры на обеих поверхностях тестовых панелей. «Внутренний» датчик теплового потока был помещен в выемку с выемкой так, чтобы TAS (см. Раздел 3.1.3) прилегал к поверхности заподлицо. Размер датчиков теплового потока определял расстояние между каналами в панелях. Температуру воздуха измеряли с помощью термопар Omega Type T.Температура T _e была измерена путем размещения наконечников двух термопар над центром двух каналов с последующим вычислением среднего значения. Это измерение было близко сравнимо с измерением температуры вне испытательной камеры. Измерения регистрировались с использованием регистратора данных GL240. Небольшой канал сделал невозможным измерение T _i с помощью термопар. При размещении над каналом TAS воздействовал на термопару, и вставка термопары в канал блокировала поток.

  3.1.3. Термоактивная поверхность

  Поверхностный нагреватель, называемый здесь термически-активной поверхностью (TAS), был изготовлен с использованием нагревательных проводов электрического сопротивления. Матрица из 26 Ga нихрома 60 была установлена ​​на алюминиевом листе толщиной 0,063 дюйма, в котором просверлены отверстия, соответствующие каналам в испытательной панели. Проволочная решетка была намотана вокруг секций из ПТФЭ стержня 1/2 дюйма высотой 1/4 дюйма. Стержни были приклеены к алюминиевой пластине с шагом 1 дюйм для создания расстояния между проволоками 1/2 дюйма. Проволока была электрически изолирована от алюминия листом полиэфирной пленки с клейкой основой.Покрытая алюминием полиэфирная пленка была закреплена на проволочной решетке с помощью клея в аэрозольной упаковке. TAS был разделен на две параллельные цепи и был подключен к регулируемому источнику питания Extech 600 Вт.

  3.2. Аппарат с вентилятором

  Этот прибор позволял воздуху всасываться через испытательную панель при постоянном давлении. Испытательная камера была сделана из деревянных рам, собранных с натянутым на них тонким прозрачным пластиковым листом (см. Рис. 7). Использовались тонкие листы, поэтому камера была герметичной, но не накапливала тепло.Стыки камеры были заделаны герметиком и слоем ленты. К одному концу коробки прикрепляли деревянную раму с непрерывным уплотнительным кольцом, которое прижималось к краю испытательной панели. Стержни с резьбой, по одному в каждом углу, проходили через панель. Для крепления панели к раме и сжатия прокладки использовались резиновые шайбы и гайки. На другом конце коробки был установлен кусок жесткой изоляционной панели размером 2 дюйма с отверстием для установки откалиброванного вентилятора серии RetroTec 5000. Вентилятор снижает давление внутри коробки, имитируя интерьер здания.Перепад давления контролировали и отслеживали с помощью расходомера RetroTec DM32 и набора трубок Пито. TAS наносили на поверхность панели, обращенную внутрь камеры, и управляли регулируемым источником питания Extech 600 Вт.

  3.2.1. Устойчивый теплообмен, время до установившегося состояния

  Испытания проводились при расчетном давлении (3 Па) и увеличивающемся приращении давления (5, 7, 9 Па). Устойчивое состояние было определено как точка, когда тепловой поток (q1 ″) достиг ± 5% от заданного теплового потока.Для каждого давления был проведен цикл из трех испытаний с использованием расчетного теплового потока (то есть теплового потока, оптимизированного для 3 Па). Затем был проведен еще один цикл из трех испытаний для каждого давления, на этот раз постепенно увеличивая тепловой поток, как если бы панель была оптимизирована для этого давления. Разница между обоими методами была незначительной, и результаты для всех раундов были объединены для расчета стандартной ошибки.

  3.2.2. Периодический теплообмен

  В этом эксперименте использовалось то же оборудование, что и в стационарном эксперименте.Тест проводился на открытом воздухе в затененном месте. Постоянное давление ( P = 3 Па ) поддерживалось на протяжении всего эксперимента, который длился 5 дней. Также поддерживалась постоянная электрическая мощность ТАС, так что средний тепловой поток находился в пределах ± 5% от расчетного теплового потока.

  3.3. Аппарат с приводом от плавучести

  Отдельная камера, выступающая в качестве прокси-здания, была изготовлена ​​для испытания муфты с вытяжной вентиляцией. Теплообменная панель была установлена ​​горизонтально на уровне пола, чтобы обеспечить равномерное давление на поверхности TAS и хорошее перемешивание внутреннего воздуха (как описано в разделе 2.3, если панель расположена вертикально, давление на ней будет изменяться с высотой, как и скорость, и теплообмен, и возникнет риск обратного потока, если внутренний воздух расслоится; эти эффекты будут изучены в будущих исследованиях). Аппарат имел высоту 8 футов (2,44 м), высоту помещения, для создания приемлемого давления в дымовой трубе. Камера была тонкой с конусом, похожим на дымоход, чтобы избежать обменных потоков наверху. Камера была покрыта войлоком и жесткой изоляцией (см. Рис. 8). Испытательная панель была установлена ​​на дне камеры так, чтобы ТАС была обращена внутрь.Слой ленты был наложен на стык между камерой и панелью для создания герметичного уплотнения. Верхнее отверстие камеры было 2 на 2 дюйма (5 × 5 см). Вся сборка была установлена ​​на ножках, которые удерживали дно камеры 2 ′ (60 см) от земли. Термопары были расположены в тех же местах над каналами, что и эксперимент с вентилятором, и с равными интервалами внутри дымохода. Датчики перепада давления Sensirion SDP800 были прикреплены к трубке Пито для измерения скорости воздуха на выходе.Испытания проводились путем постепенного увеличения мощности нагрева ТАС. Перед проведением измерений панели позволили достичь установившегося состояния (определяемого в этом исследовании, когда тепловой поток достигает ± 5% от расчетного теплового потока).

  Рисунок 8 . Экспериментальная установка для вентиляции, управляемой плавучестью. Этот прибор использовался в третьем эксперименте (см. Раздел 3.3), измеряя внутреннюю температуру и скорость потока в промежуточном здании, когда вентиляция через испытательную панель приводится в действие тепловой плавучестью, а не вентилятором.

  4. Результаты и обсуждение

  4.1. Устойчивый теплообмен

  На рис. 9 показаны общие нормализованные результаты теплопередачи для обеих панелей. Черные пунктирные линии представляют уравнение (4), а заштрихованные маркеры показывают измерения при расчетном давлении, а именно 3 Па. Слева направо незатененные маркеры показывают измерения при нерасчетном давлении, а именно 5, 7 и 9. Па. Таблицы 3, 4 суммируют результаты в терминах U ₁ , NTU и ε.

  Рисунок 9 .Измерения устойчивого теплообмена для акрила (слева) и сосны (справа). Данные нанесены на график относительно прогнозируемого теплообмена по уравнению (4) при расчетном (заполнено) и нерасчетном давлении (открыто). Вторичные пунктирные линии показывают новые корреляции (уравнения 35, 36) для теплообмена для всего диапазона давлений.

  Таблица 3 . Замеры для устойчивого теплообмена, сосновая панель.

  Таблица 4 . Замеры для устойчивого теплообмена, акриловая панель.

  Обратите внимание, что «расчетное давление» — это давление, для которого оптимизирована данная панель. Уравнение (1) показывает, как оптимизировать геометрию панели при расчетном давлении. Уравнение (4) предсказывает общую (нормализованную) теплопередачу оптимизированной панели при расчетном давлении. Его можно использовать для прогнозирования производительности при гибком изменении технических характеристик (например, теплопроводности, толщины панели) после указания расчетного давления, как показано в прилагаемом приложении (Craig and Fortin, 2020).

  Таблица 3 показывает, что нормализованная теплопередача при расчетном давлении составила NTU = 1,47 ± 0,05 для деревянной испытательной панели по сравнению с прогнозируемым значением NTU = 1,53 ± 0,03. Для «контрольной» тестовой панели согласие было еще более тесным (см. Таблицу 4). Тесное соответствие между прогнозами и измерениями при расчетном давлении расширяет результаты недавней экспериментальной проверки (Craig and Grinham, 2017) и подчеркивает надежный характер исходных корреляций.Эти корреляции были разработаны для экстремальных тепловых условий (Kim et al., 2007), поэтому примечательно, что они так точно переносятся на строительные материалы в условиях окружающей среды. Анизотропия текстуры древесины не оказала существенного влияния на результаты при расчетном давлении, вызывая лишь небольшое снижение общей теплопередачи. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы понять, существует ли способ использования текстуры древесины для повышения эффективности теплообмена.

  Уравнение (4) только предсказывает теплопередачу при расчетном давлении.Поэтому неудивительно, что измерения при 5, 7 и 9 Па отклоняются от уравнения (4). Характеристики акриловой панели для всего диапазона давлений коррелировали следующим образом:

  NTU акрил = 1,12 NTU 0,44 (35)

  , а для сосновой панели:

  NTUpine = 1,37 NTU 0,15 (36)

  Где NTU — полная теплопередача при расчетном давлении, определяемом уравнением (4). Коррелирующие коэффициенты и показатели в уравнениях (35) и (36) были найдены автоматически с помощью функции LinearModelFit в системе Mathematica.Коэффициент детерминации (R ² ) был> 0,999 для обеих моделей линейной подгонки. В следующих экспериментах уравнение (36) используется для прогнозирования устойчивой теплопередачи испытательной панели при нерасчетных давлениях (давлениях, для которых панель не была оптимизирована).

  Уравнения (35) и (36) имеют разные наклоны (показатели степени). Поэтому кажется, что анизотропия действительно играет роль в ограничении общей теплопередачи при нерасчетных давлениях. Пологий наклон для NTU, как видно из уравнения (36), подразумевает значение U с двумя состояниями.То есть значение U , которое не сильно зависит от давления, но которое переключает между расчетными значениями U ₀ и U ₃ .

  Общая теплопередача ( U ₁ , q1 ″, NTU) ведет себя так, как ожидалось. Однако таблицы 3, 4 показывают несоответствие между предсказаниями и измерениями ε. Какое объяснение? Он помогает рассмотреть методы измерения эффективности теплообмена, которых существует четыре. Первый метод — измерить его косвенно, измерив NTU:

  .

  Этот метод делает предположение о том, как ведет себя эффективность теплообмена, на основе стандартной теории теплообменников.Второй метод измеряет отношение исходящей проводимости к общей теплопередаче:

  ε = 1-U3U1 = 1-q3 ″ q1 ″ (38)

  Это прямое измерение, которое использовалось в настоящем исследовании. Чтобы подтвердить это измерение, необходимо отслеживать теплообмен с вентиляционным потоком, который можно измерить напрямую двумя способами. Либо:

  ε = U2U1 = q2 ″ q1 ″ (39)

  или:

  ε = Ти-ТэЦ-Те (40)

  Оба метода требуют точного измерения T _i , поскольку q2 ″ = u ρc (Ti-Te).Однако было невозможно измерить T _i с помощью существующего прибора. Малый диаметр каналов означал, что термопара либо блокировала канал, либо находилась под влиянием TAS (см. Раздел 3.1.2). Следовательно, хотя этот эксперимент подтверждает общую теплопередачу, необходимы дальнейшие исследования, чтобы понять, какая часть тепла передается входящей вентиляции. Вопреки здравому смыслу, тепло, исходящее от внешней поверхности, не может полностью передаваться окружающей среде.Оптическое отображение Шлирена показало, что во время всасывания конвекция на внешней поверхности усиливается, а граничная пленка втягивается в каналы (Craig and Grinham, 2017). Следовательно, более высокие, чем ожидалось, значения для q3 ″ и U ₃ могут быть признаком рекуперации тепла в действии, а не увеличения потерь. В дальнейших исследованиях для измерения T _i можно использовать такой метод, как Фоново-ориентированный Шлирен, так что измерения эффективности теплообмена могут быть триангулированы, а влияние рекуперации тепла внешней пленки может быть определенный.

  4.2. Переходный теплообмен

  4.2.1. Время достижения устойчивого состояния

  На рис. 10 показано, как теплообмен развивается при ступенчатом изменении нагрева поверхности. Данные взяты из сосновой панели, усредненные по трем испытаниям при расчетном давлении (3 Па). Электрическая мощность нагрева поверхности была постоянной на протяжении всего эксперимента. Левый график показывает общую теплопередачу ( NTU ( t )), правый график показывает эффективность теплообмена (ε). Оба графика отслеживают изменение числа Фурье, определяемого уравнением (15), относительного показателя того, как проводимость развивается внутри объекта с течением времени.Характерная длина панели составляла L _c = 0,021, рассчитанная с использованием уравнения (16). Эксперименты длились чуть более 240 минут. Следовательно, Fo = 1 означает ~ 1 час. Это также знаменует важный порог: время, когда тепло предположительно проникает на всю глубину объекта.

  Рисунок 10 . Испытательная панель из сосны, время достижения устойчивого теплообмена в зависимости от числа Фурье. Fo = 1 составляет ~ 1 час. Измерения общего теплообмена (NTU) и эффективности теплообмена (ε) сравниваются с эталонными прогнозами для плоской стенки (уравнения 17–19).

  На поверхности испытательной панели тепловой поток q1 ″ достигал ± 5% от прогнозируемой скорости через ~ 110 мин, когда Fo ~ 1,8. (После этого данные использовались для измерения устойчивого теплообмена, см. Раздел 4.1). Fo ~ 1.8 знаменует собой еще один важный момент, когда данные выходят за рамки тестов, обозначенных черными пунктирными линиями. Эти эталоны представляют собой передачу тепла через плоскую стенку той же характерной длины во время ступенчатого изменения нагрева, с постоянной температурой или постоянным тепловым потоком, приложенным к обеим поверхностям (см. Уравнения 17–19).Как и предполагалось, до достижения установившегося состояния теплопередача развивается аналогично плоской стенке той же характерной длины с небольшими различиями из-за эффектов формы. Данные для NTU ( t ) хорошо коррелируют с уравнением (17), когда:

  и:

  , когда уравнение (36) заменяет уравнение (4). Напомним, что a ₁ контролирует положение кривой, описываемой уравнением (17), а a ₂ контролирует кривизну.Необходимы дальнейшие исследования, чтобы установить, в какой степени эти коэффициенты формы для переходной проводимости изменяются в зависимости от размеров панели, если вообще изменяются. Физические эксперименты или анализ методом конечных элементов — подходящие способы решения этого вопроса.

  Правый график показывает, как эффективность теплообмена изменяется со временем согласно двум методам ее измерения. Как уже говорилось, остается вопрос относительно фактической эффективности теплообмена и дополнительных измерений, необходимых для ее подтверждения.Кривая отклонения на правом графике фиг. 10 может отражать улучшенную теплопередачу на внешней поверхности из-за всасывания. Кроме того, рекуперация тепла на внешней поверхности из-за засасывания пограничной пленки в каналы может компенсировать отклонение между двумя кривыми. Короче говоря, хотя U, , _3, и q3 ″ больше, чем ожидалось, значительная часть этого тепла, вероятно, рекуперируется, а не теряется во внешнюю среду.

  4.2.2. Периодический теплообмен

  Панель из сосны была испытана в затененных условиях на открытом воздухе с использованием того же устройства с вентилятором, что и в предыдущих экспериментах.Постоянное давление (3 Па) и постоянная электрическая мощность для нагрева применялись в течение 3 дней. Цель эксперимента состояла в том, чтобы увидеть, будет ли общая (нормализованная) теплопередача периодически изменяться около установившегося значения, как предсказывается уравнением (20). На рисунке 11 показаны результаты. График (а) показывает изменение температуры ( T _e , T _s , T _s — T _e ) во времени (b) показано изменение коэффициентов теплопередачи ( U ₁ , U ₃ ).Обратите внимание, что базовое значение U составляет U ₀ = k / L = 2,95 (см. Таблицу 2).

  Рисунок 11 . Периодический теплообмен в уличных условиях для испытательной панели из сосны. (A) Температуры. (B) Коэффициенты теплопередачи. (C) Полная (нормализованная) теплопередача. (D) Эффективность теплообмена.

  Графики (a) и (b) включены для справки, но графики (c) и (d) представляют собой результаты, представляющие общий интерес, поскольку шаблоны для NTU (t) и ε должны воспроизводиться в разных климатических условиях с разными дизайнами панелей. .Общая (нормализованная) теплопередача действительно вела себя так, как предсказано уравнением (20), несмотря на воздействие легкого бриза и нормальных изменений внешней температуры (то есть изменений, которые не были идеально синусоидальными). Уравнение (20) включает коэффициент a ₁ , который учитывает эффекты формы и калибрует величину теплопередачи. Здесь использовалось значение a ₁ , определенное в предыдущем эксперименте, уравнение (41). Тот факт, что и ₁ одинаковы в обоих экспериментах, предполагает, что это допустимый коэффициент формы для переходной проводимости (Bart and Hanjalić, 2003).Если это правда, это не изменится существенно, если размеры панели будут отличаться (хотя и оптимизированы).

  Предыдущие два эксперимента выявили несоответствие между двумя методами измерения ε (см. Таблицу 3 и Рисунок 10B). Это несоответствие усиливается на Рисунке 11D. Сигнал данных от метода измерения 2 (уравнение 38) ниже и более изменчив, чем метод измерения 1 (уравнение 37). На рисунке 11 метод измерения 2, показанный на графике (d), накладывает сигналы для U ₁ и U ₃ , показанных на графике (b).Напомним, что более высокие, чем ожидалось, значения для U ₃ не обязательно приводят к большим потерям. Как обсуждалось, необходимы дальнейшие исследования для измерения теплопередачи к вентиляционному потоку (уравнения 39 и 40), чтобы можно было полностью определить граничные эффекты на внешней поверхности и их влияние на ε.

  4.3. Теплообмен с вытяжной вентиляцией

  Отдельная камера, выступающая в качестве прокси-здания, была изготовлена ​​для проверки соединения с вытяжной вентиляцией в установившемся режиме.На рисунке 12 представлены результаты. График (а) показывает относительную температуру внутри помещения ( T _ii — T _e ) как функцию общего нагрева от TAS ( q ₀ ). График (b) показывает скорость выталкивающей вентиляции (Q), а также как функцию общего нагрева от TAS. На графиках показаны две прогнозируемые кривые, представляющие ламинарный (синий) или полностью турбулентный (красный) поток. Эти прогнозы были сделаны путем численного решения системы уравнений из раздела 2.3, где уравнения (32) и (33) оценивают коэффициент расхода дымохода в соответствии с любым режимом потока.

  Рисунок 12 . Испытательная панель из сосны, теплообменник сцепления с вытяжной вентиляцией. (A) Температура внутри помещения (относительно наружного воздуха) и (B) расход вентиляции в зависимости от увеличения тепловложения.

  По мере увеличения обогрева ( q ₀ ), увеличивается также скорость выталкивающей вентиляции (Q) и средняя температура внутри ( T _ii ).Большинство точек попадают в заштрихованную область, подтверждая теорию, описанную в разделе 2.3. Эти результаты являются дополнительным подтверждением того, что ожидаемые скорости теплообмена имеют место.

  Обратите внимание, что погрешность измерения температуры больше, чем для вентиляции. Скорость вентиляции измерялась в самом узком месте дымохода, чуть ниже его вершины, где поток сходился перед выходом. Измерения температуры проводились в нескольких точках вверх по дымоходу и усреднялись.Изменение температуры с высотой было незначительным, но датчики действительно испытывали турбулентность.

  Этот эксперимент демонстрирует, что можно втягивать вентиляцию через панели, используя тепловую плавучесть вместо вентилятора, при сохранении ожидаемых скоростей теплообмена и давления. Следует подчеркнуть, что это идеализированные обстоятельства. Возможна горизонтальная установка, но в будущем более вероятны вертикальные или наклонные оболочки. Если бы панель была вертикальной, давление на ней изменялось бы с высотой, равно как и скорость и теплообмен.Внутренний воздух может расслаиваться ниже верхней части панели (в зависимости от высоты дымохода относительно верхней части панели). В этом случае был бы отток через верхние каналы. Все эти эффекты были специально разработаны вне эксперимента, чтобы подтвердить основные элементы тепловой связи. Требуются дальнейшие исследования, чтобы определить, что происходит, когда панели расположены вертикально (или наклонно), а не горизонтально. Также необходимы дальнейшие исследования, чтобы увидеть, есть ли способы естественной рекуперации тепла из вентиляции.В правой части рисунка 3 показана одна возможная конфигурация.

  5. Заключение

  Общая тема заключается в том, как радикально упростить проектирование деревянных зданий, чтобы сократить объемные и эксплуатационные выбросы углерода и облегчить хранение углерода в глобальном масштабе. Наше исследование было сосредоточено на том, как оптимизировать каналы в массивных деревянных панелях, чтобы они обменивались теплом с входящим воздухом. Анализ и эксперименты показывают, что можно достичь низких тепловых потерь (0,1 0,6), что, в свою очередь, требует относительно высокой скорости вентиляции (5

  Мы предоставили приложение, чтобы коллеги-исследователи могли оценить влияние различных параметров на оптимальную геометрию и теоретические характеристики деревянных панелей при устойчивом теплообмене. Можно быстро увидеть, как теплопроводность, расчетное давление, внутренний тепловой поток и целевое значение U влияют на эффективность теплообмена и скорость вентиляции, а также на толщину панели, размер и расстояние между каналами. .

  Мы провели эксперимент, чтобы проверить общую теплопередачу при установившемся теплообмене, измерить эффективность теплообмена и изолировать влияние анизотропии из-за структуры волокон в древесине. Нормализованная теплопередача при расчетном давлении составила NTU = 1,47 ± 0,05 по сравнению с прогнозируемым значением NTU = 1,53 ± 0,03. Следовательно, анизотропия древесины не оказала существенного влияния на общую теплопередачу при расчетном давлении. Расчетный теплообмен при расчетном давлении составил ε = 0.78 ± 0,01 по сравнению с косвенным измерением ε = 0,62 ± 0,02. В будущих экспериментах потребуется изолировать эффекты внешнего пограничного слоя, чтобы правильно измерить эффективность теплообмена.

  Затем мы использовали те же экспериментальные данные, чтобы охарактеризовать переходную реакцию испытательной панели на скачок нагрева. Мы обнаружили, что общая теплопередача происходит через плоскую стенку эквивалентной характеристической толщины, переходя в стационарное состояние, когда Fo ≈ 2.Затем мы протестировали устройство на открытом воздухе, чтобы охарактеризовать теплопередачу в ответ на естественные колебания внешней температуры, применяя постоянный нагрев поверхности и давление. Общая теплопередача периодически изменялась около среднего значения — расчетного значения в установившемся режиме. Простая модель, описывающая периодические колебания, которая включала эмпирический коэффициент формы, полученный в эксперименте со ступенчатым изменением, учитывала теплопередачу с точностью до R ² = 0,9953 ± 0,0023.

  Наконец, мы показали, что возможно соединить дышащие стены с вытяжной вентиляцией.Образец для испытаний устанавливали горизонтально на дне дымохода. Аппарат был сконструирован таким образом, чтобы воздух в помещении оставался хорошо перемешанным. Хотя это представляло идеализированные условия, это позволило нам подтвердить ключевые отношения тепловой связи, как выражено системой уравнений в разделе 2.3. Измерения внутренней температуры и скорости вентиляции находились в пределах прогнозируемых пределов в зависимости от ламинарного или турбулентного потока. Согласно этим результатам, скорость теплообмена через панель произошла, как и ожидалось.

  Заявление о доступности данных

  Наборы данных, созданные во время и / или проанализированные в ходе текущего исследования, доступны в репозитории Scholars Portal Dataverse, https://doi.org/10.5683/SP2/DCEJJR.

  Авторские взносы

  SC: концептуализация, методология, программное обеспечение, формальный анализ, ресурсы, курирование данных, написание — первоначальный черновик и написание — просмотр и редактирование. AH, KF, PR и JE: программное обеспечение, формальный анализ, расследование, курирование данных, написание — первоначальный черновик, написание — просмотр и редактирование, визуализация и администрирование проекта.AF: надзор, ресурсы, администрирование проекта, получение финансирования и написание — проверка и редактирование. ДК и КМ: надзор и написание — просмотр и редактирование. Все авторы внесли свой вклад в статью и одобрили представленную версию.

  Финансирование

  Финансирование. Это исследование было поддержано подарочным фондом Rural Studio (http://ruralstudio.org/give/) и инициативой McGill Sustainability Systems Initiative (MSSI).

  Конфликт интересов

  Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

  Благодарности

  Авторы хотели бы поблагодарить весь персонал и преподавателей сельской студии Обернского университета, особенно Стивена Лонга, за предоставленные ресурсы и среду, которые сделали это исследование возможным. Также спасибо доктору Дэниелу Харрису и доктору Чандону Рою, которые помогли с тестированием тепловых свойств. Наконец, спасибо Инициативе устойчивого лесного хозяйства за интерес и поддержку.

  Список литературы

  Acred, A. (2014). Естественная вентиляция в многоэтажных зданиях: предварительный проект (докторская диссертация), Имперский колледж Лондона.

  Google Scholar

  Алонги А., Анджелотти А. и Маццарелла Л. (2017a). Аналитическое моделирование «дышащих стен»: экспериментальная проверка на лабораторном стенде с двойным вентилируемым тепловым боксом. Energy Proc . 140, 36–47. DOI: 10.1016 / j.egypro.2017.11.121

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Алонги А., Анджелотти А. и Маццарелла Л. (2017b). Экспериментальное исследование стационарного поведения дыхательных стенок с помощью нового лабораторного оборудования. Сборка. Окружающая среда . 123, 415–426. DOI: 10.1016 / j.buildenv.2017.07.013

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Алонги А., Анджелотти А. и Маццарелла Л. (2020). Экспериментальная проверка устойчивой периодической аналитической модели для дыхательных стен. Сборка. Окружающая среда . 168: 106509. DOI: 10.1016 / j.buildenv.2019.106509

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Алонги А. и Маццарелла Л. (2015a). Характеристика волокнистых изоляционных материалов при их применении в технологии динамической изоляции. Energy Proc . 78, 537–542. DOI: 10.1016 / j.egypro.2015.11.732

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Алонги А. и Маццарелла Л. (2015b). Термобокс с двойной вентиляцией: лабораторный прибор для тестирования технологий воздухопроницаемых ограждающих конструкций. Energy Proc . 78, 1543–1548. DOI: 10.1016 / j.egypro.2015.11.198

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Ascione, F., Bianco, N., Stasio, C.D., Mauro, G.M., и Vanoli, G.П. (2015). Динамическая изоляция оболочки здания: численное моделирование в переходных условиях и связь с ночным естественным охлаждением. Заявл. Therm. Eng . 84, 1–14. DOI: 10.1016 / j.applthermaleng.2015.03.039

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Барт, Г. К. Дж., И Ханьялич, К. (2003). Оценка коэффициента формы для переходной проводимости. Внутр. Дж. Рефриг . 26, 360–367. DOI: 10.1016 / S0140-7007 (02) 00079-8

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Бартуссек, Х.(1981). Porenluftung, eine zugfreie Stalluftung. DLZ 32, 48–58.

  Google Scholar

  Бежан А., Динсер И., Лоренте С., Мигель А. и Рейс Х. (2004). Пористые и сложные структуры течения в современных технологиях . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer-Verlag.

  Google Scholar

  Cao, Z., Myers, R.J., Lupton, R.C., Duan, H., Sacchi, R., Zhou, N., et al. (2020). Эффект губки и возможности сокращения выбросов углерода в глобальном цементном цикле. Nat. Коммуна . 11: 3777. DOI: 10.1038 / s41467-020-17583-w

  PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Carrer, P., Wargocki, P., Fanetti, A., Bischof, W., Fernandes, E. D. O., Hartmann, T., et al. (2015). Что научная литература говорит нам о взаимосвязи вентиляции и здоровья в общественных и жилых зданиях? Сборка. Окружающая среда . 94, 273–286. DOI: 10.1016 / j.buildenv.2015.08.011

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Чуркина, Г., Органски А., Рейер К. П. О., Рафф А., Винке К., Лю З. и др. (2020). Здания как глобальный поглотитель углерода. Nat. Выдержать . 3, 269–276. DOI: 10.1038 / s41893-019-0462-4

  CrossRef Полный текст

  Крейг, С., и Гринхэм, Дж. (2017). Дышащие стены: конструкция из пористых материалов для теплообмена и децентрализованной вентиляции. Energy Build . 149, 246–259. DOI: 10.1016 / j.enbuild.2017.05.036

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Даббаг, М., и Крарти, М. (2020). Оценка эффективности системы динамической изоляции, подходящей для изменяемой оболочки здания. Energy Build . 222: 110025. DOI: 10.1016 / j.enbuild.2020.110025

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Далехауг А., Фукусима А. и Йошинори Х. (1993). Динамическая изоляция в стене: изоляция, вентиляция, энергосбережение . Собрание отчетов Архитектурного института Японии, № 66, 261–264.

  Google Scholar

  Дехва, А.Х.А., Крарти М. (2020). Влияние переключаемой изоляции крыши на энергоэффективность жилых домов в США. Сборка. Окружающая среда . 177: 106882. DOI: 10.1016 / j.buildenv.2020.106882

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Эстрин Ю., Бреше Ю., Данлоп Дж. И Фратцл П. (ред.). (2019). Архитектурные материалы в природе и технике: Архиматы . Чам: Издательство Springer International.

  PubMed Аннотация | Google Scholar

  Этеридж, Д.У. и Чжан Дж. Дж. (1998). Динамическая изоляция и естественная вентиляция: технико-экономическое обоснование. Сборка. Серв. Англ. Res. Технол . 19, 203–212. DOI: 10.1177 / 014362449801

• 3

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Гость, Г., Керубини, Ф. и Стрёмман, А. Х. (2013). Потенциал глобального потепления выбросов углекислого газа из биомассы, хранящейся в антропосфере и используемой для биоэнергетики в конце жизни. J. Ind. Ecol . 17, 20–30. DOI: 10.1111 / j.1530-9290.2012.00507.x

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Habert, G., Miller, S. A., John, V. M., Provis, J. L., Favier, A., Horvath, A., et al. (2020). Воздействие на окружающую среду и стратегии обезуглероживания в цементной и бетонной промышленности. Nat. Преподобный Earth Environ . 1, 559–573. DOI: 10.1038 / s43017-020-0093-3

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Хепберн К., Адлен Э., Беддингтон Дж., Картер Э. А., Фасс С., Доуэлл Н. М. и др.(2019). Технологические и экономические перспективы утилизации и удаления CO ₂ . Nature 575, 87–97. DOI: 10.1038 / s41586-019-1681-6

  PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Ходжа, Э., Пассер, А., Сааде, М. Р. М., Триго, Д., Шаттлворт, А., Питтау, Ф. и др. (2020). Биогенный углерод в зданиях: критический обзор методов LCA. Сборка. Города 1, 504–524. DOI: 10.5334 / bc.46

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Хурмекоски, Э., Myllyviita, T., Seppälä, J., Heinonen, T., Kilpeläinen, A., Pukkala, T., et al. (2020). Влияние структурных изменений в деревообрабатывающей промышленности на чистые выбросы углерода в Финляндии. J. Ind. Ecol . 24, 899–912. DOI: 10.1111 / jiec.12981

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Incropera, F., DeWitt, D., Bergman, T. L., and Lavine, A. S. (2007). Основы тепломассообмена . Хобокен, Нью-Джерси: Джон Уайли и сыновья.

  Google Scholar

  Джонс, Б.М., Кук, М. Дж., Фицджеральд, С. Д., и Иддон, К. Р. (2016). Обзор терминологии в области вентиляционных отверстий. Energy Build . 118, 249–258. DOI: 10.1016 / j.enbuild.2016.02.053

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Киамили К., Холлберг А. и Хаберт Г. (2020). Детальная оценка воплощенного углерода систем HVAC для нового офисного здания на основе BIM. Устойчивость 12: 3372. DOI: 10.3390 / su12083372

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Ким, С., Лоренте, С., Бежан, А. (2007). Васкуляризированные материалы с нагревом с одной стороны и нагнетанием охлаждающей жидкости с другой стороны. Внутр. J. Тепломассообмен 50, 3498–3506. DOI: 10.1016 / j.ijheatmasstransfer.2007.01.020

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Ким С., Лоренте С. и Бежан А. (2008). Васкуляризация дендритов для противодействия интенсивному нагреву сбоку. Внутр. J. Тепломассообмен 51, 5877–5886. DOI: 10.1016 / j.ijheatmasstransfer.2008.04.063

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Ким С., Лоренте С. и Бежан А. (2009). Преходящее поведение васкуляризированных стенок при внезапном нагревании. Внутр. J. Therm. Sci . 48, 2046–2052. DOI: 10.1016 / j.ijthermalsci.2009.03.019

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Левассер А., Лесаж П., Маргни М. и Самсон Р. (2013). Биогенный углерод и временное хранение решаются с помощью динамической оценки жизненного цикла. Дж.Инд. Ecol . 17, 117–128. DOI: 10.1111 / j.1530-9290.2012.00503.x

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Меггерс, Ф., Риттер, В., Гоффин, П., Бетчманн, М., и Лейбундгут, Х. (2012). Внедрение низкоэксергетических строительных систем. Энергия 41, 48–55. DOI: 10.1016 / j.energy.2011.07.031

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Menyhart, K., and Krarti, M. (2017). Возможная экономия энергии за счет использования динамических изоляционных материалов для жилых домов в США. Сборка. Окружающая среда . 114, 203–218. DOI: 10.1016 / j.buildenv.2016.12.009

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Мо, К. (2010). Термически активные поверхности в архитектуре . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Princeton Architectural Press.

  Google Scholar

  Монкман, С., и Макдональд, М. (2017). Об использовании углекислого газа как средстве повышения устойчивости товарного бетона. J. Clean. Прод . 167, 365–375. DOI: 10.1016 / j.jclepro.2017.08.194

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Парк, Б., Срубар, В. В., и Крарти, М. (2015). Анализ энергоэффективности ограждающих конструкций с переменным тепловым сопротивлением в жилых домах. Energy Build . 103, 317–325. DOI: 10.1016 / j.enbuild.2015.06.061

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Пак, К.-С., Ким, С.-В., и Юн, С.-Х. (2016). Применение дышащих архитектурных элементов для естественной вентиляции пассивного солнечного дома. Энергия 9: 214. DOI: 10.3390 / en