Træskeletvægge med høj termisk masse kan være med til at sænke energiforbruget, men mange ved ikke, hvad der forstås ved "høj termisk masse".
Materialer med høj termisk masse absorberer solvarme i løbet af dagen og afgiver den derefter gennem nattestråling, hvilket modererer indvendige temperaturer og reducerer omkostningerne til aircondition. Denne teknologi reducerer behovet for aircondition betydeligt.
Termodynamik
Træets bæredygtighed, styrke og biofiliske egenskaber er velkendte for bygherrer, men dets termiske fordele bliver ofte overset. Ved at inkludere tungt træ i en bygnings design hjælper dets termiske masse med at regulere indendørstemperaturen, samtidig med at energiforbruget reduceres og komfortniveauet forbedres året rundt. Termisk masse refererer til ethvert materiales evne til at absorbere, lagre og gradvist frigive varmeenergi over tid.
Materialer med høj termisk masse som murstensvægge og flisegulve absorberer energi fra sollys samt interne kilder som mennesker og udstyr, før de langsomt frigiver den igen om aftenen og natten for at regulere hjemmets temperatur og hjælpe med at afbalancere årstidsbestemte ændringer i udeluftens temperatur. Denne proces er kendt som termisk forsinkelse.
Træ har en enestående volumetrisk varmekapacitet, der gør det i stand til at absorbere store mængder termisk energi, før det langsomt afgiver den, når temperaturen skifter. Desuden hjælper dets hygroskopiske natur med at regulere luftfugtigheden indendørs og minimere risikoen for skimmelsvamp.
Træ kan fungere som et effektivt termisk batteri i ethvert hjem, hvor tætte arter som eg og douglasgran fungerer som svampe, der absorberer og lagrer varme, indtil omgivelsernes temperatur falder, og derefter frigiver den senere, hvilket sparer energiforbrug og emissioner.
For at maksimere fordelene skal termisk masse bruges sammen med passende isolering for at undgå uønsket varmetab gennem træk og luft lækager. Korrekt isolering sikrer også, at varme absorberet af termisk masse ikke slipper ud gennem træk og luftlækager.
Når du bestemmer tykkelsen på træet til dit næste projekt, er det vigtigt at huske, at nominelle og faktiske størrelser kan variere på grund af, hvordan det er forarbejdet. Nominelle størrelser refererer typisk til dimensioner, som de kommer ud af et savværk, mens faktiske størrelser tager højde for svind, der opstår, når træet tørrer, samt savningsteknikker (glat savet, rift savet eller kvart savet). Desuden kan regionale standarder have indflydelse på nominelle og faktiske størrelser; at vælge en optimal tømmerstørrelse kan have en enorm effekt på effektivitet og æstetik. At vælge en optimal træstørrelsen kan være afgørende for et helt projekt. effektivitet eller æstetisk værdi! At vælge en effektiv tømmerstørrelse kan have store konsekvenser for både effektivitet og æstetiske fordele i ethvert projekt! At vælge den rette tømmerstørrelse kan have stor betydning for både effektivitet og æstetik i ethvert projekt - ved at bruge passende tømmerstørrelser kan man ændre projekters effektivitet og æstetik betydeligt på samme tid.
Termisk ledningsevne
Træets evne til at absorbere og lagre varmeenergi er et af de største aktiver, det tilfører bygninger, idet det hjælper med at moderere temperatursvingninger, samtidig med at det fungerer som et termisk batteri. Desuden har træ en hygroskopisk natur, som hjælper med at styre fugtighedsniveauet indendørs, samtidig med at det mindsker risikoen for skimmelsvamp.
Massivt træs termiske egenskaber varierer afhængigt af både densitet og fugtindhold, hvilket gør det problematisk og tidskrævende at evaluere dem ved in situ-testning. Derfor indebærer de typiske laboratoriemetoder, der bruges til at måle dem, at man bruger små prøver, der skal holdes i konstant temperaturkontakt med metalplader, hvilket gør in situ-testning upraktisk; desuden begrænser disse processer antallet af prøver, der kan undersøges i en undersøgelse.
Derfor er det bydende nødvendigt at udvikle mere effektive metoder til at måle varmeledningsevnen i træbaserede materialer. En mulig tilgang kunne være at undersøge sammenhænge mellem relativ dielektrisk konstant og varmeledningsevne: Dielektrisk konstant er direkte knyttet til fugtindholdet i materialer, så denne sammenhæng kunne gøre det muligt for brugerne at forudsige materialers ledningsevne uden først at skulle fastslå deres type.
Som vist i fig. 6a indikerer en R2-score på 0,87 en stærk sammenhæng mellem paulownias målte relative dielektriske konstant og varmeledningsegenskaber og deres respektive varmeledningsevner. Desuden falder de fleste måleusikkerheder inden for 10% af regressionslinjens regressionslinje - hvilket indikerer, at de fleste aflæsninger ligger inden for 10% usikkerhed - hvor større værdier angiver højere fugtindholdsniveauer, mens mindre værdier repræsenterer tørrere prøver.
Selv om denne sammenhæng er opmuntrende, skal man også huske, at dens effekt også kan påvirkes af andre faktorer som f.eks. fiberretning og træets anatomi. Derfor er der behov for yderligere forskning for at udvikle et instrument, der automatisk kan bestemme et materiales dielektriske konstant ud fra dets varmeledningsevne.
Som en del af en større undersøgelse, der analyserer varme- og masseoverførsel mellem hybride krydslaminerede træpaneler (CLT) bestående af LSL- og rødgranlameller, undersøgte vi for nylig forholdet mellem disse materialers varmeledningsevne gennem tykkelsen og fugtindholdet og brugte denne forskning til at skabe en forudsigelig model for varmeledningsevne gennem tykkelsen mellem LSL- og rødgranlameller med forskellige fugtindhold.
Tæthed
Træets densitet eller specifikke vægt er en vigtig overvejelse, når man vælger konstruktionstræ. Dette forhold måler træets volumetriske massefylde i forhold til vand (ekskl. luft). Eksempelvis har en kubikmeter eukalyptus en massefylde på 1 kg/m3.
Til sammenligning har beton en massefylde på 3 kg/m3.
Træets tykkelse og dets forhold til densitet er afgørende for at forstå dets mekaniske egenskaber. Når det udsættes for bøjnings-, forskydnings-, tryk- eller spændingstest, betyder lavere densitet svagere træ, mens højere densitet resulterer i større stivhed - denne egenskab gør gulve og spær modstandsdygtige over for overdreven nedbøjning fra arbejdsbelastninger uden at føles ustabile og skabe udseende af hængende tømmer.
Selvom der er tydelige forskelle mellem kommercielle træarter, afhænger de enkelte træstykkers gennemsnitlige tæthed af faktorer som, hvor hurtigt et træ voksede, da det blev fældet, og dets fugtindhold. Savningsteknikker og regionale regler spiller også en rolle i udformningen af disse egenskaber.
Tæthed og DBH har en interessant korrelation, som tyder på, at savværksproduktionen er negativt korreleret med bevoksningens tæthed, mens den er positivt relateret til grundfladeareal og samlet tømmervolumen. Det kan forklares med, at træer med højere tæthed producerer lige store mængder savværks- og energitræ ud fra en given højde og grundflade.
Træ er en effektiv isolator på grund af sin cellestruktur, som gør det muligt at oplagre varme ved at absorbere luft i porerne og fungere som et energilager, mens det langsomt frigives, når temperaturen falder. Denne effekt forstærkes yderligere med tætte træsorter som eg og douglasgran, hvor deres tætte cellulosefibre skaber en effektiv barriere for varmeoverførsel, holder varmen inde i strukturen og sørger for, at folk har det behageligt hele vinteren. Træbygninger giver den ultimative vinterkomfort på grund af disse egenskaber ved træisolering.
Fugtindhold
Fugt er et naturligt forekommende stof, der findes i næsten alle materialer, gennemtrænger deres molekylære strukturer og har en enorm indflydelse på deres fysiske egenskaber; vægt, varmeudvidelse, sammensmeltning og elektrisk ledningsevne kan alle ændres af selv minimale mængder fugt.
Fødevareproduktion kræver nøjagtig fugtkontrol, og ukorrekte niveauer kan have ødelæggende virkninger. For høje eller for lave fugtniveauer kan have en negativ indvirkning på alle aspekter af en fødevares fysiske egenskaber - fra udseende og smag til tekstur - samt på de maskiner, der bruges i produktionen, fordi der dannes kondens, som kræver dyre reparationer og nedetid.
Producenter er meget afhængige af nøjagtige metoder til måling af fugtindhold for at overvåge produktionskvaliteten, hvad enten det er ved hjælp af spektroskopiske, kemiske, elektriske ledningsevner og termogravimetriske metoder eller instrumenter. For at opnå de bedste resultater er det afgørende, at de prøver, der udvælges til testning, repræsenterer hele det parti, der testes - for at opnå dette bør der anvendes tilfældigt udvalgte prøver fra hele partiet i stedet for at udvælge enkelte områder til at indsamle prøver fra.
Det er også vigtigt at have et testinstrument, der kan måle både fugtindhold og vandaktivitet på samme tid. En god fugtmåler skal kunne gøre begge dele ved at indlæse isotermiske modeller, der er specifikke for det materiale, der testes, hvilket eliminerer komplekse beregninger fra brugerens side.
Et hurtigt testresultat er afgørende for at kunne anvende det på produktionsstedet og foretage justeringer, før produktkvaliteten forringes, hvilket garanterer maksimal produktivitet og samtidig forhindrer dyre produktionspauser eller produkttab, som ville reducere omkostningerne til nedetid og øge produktiviteten.
Decagon har løst denne udfordring med deres AquaLab Series 4TE Duo fugtanalyseinstrument, som bruger et kølet spejl til at måle vandaktiviteten i produkter, før dataene konverteres til deres fugtindhold via isotermiske modeller. Da det er det eneste fugtanalyseinstrument på markedet, der tilbyder begge målinger, sparer det både tid og kræfter ved at eliminere besværlige beregningsprocesser.
