Puurunkoiset seinät, joissa on suuri lämpömassa, voivat auttaa vähentämään energiankulutusta; monet eivät kuitenkaan tiedä, mitä "suuri lämpömassa" tarkoittaa.
Materiaalit, joilla on suuri lämpömassa, imevät aurinkolämpöä päivällä ja luovuttavat sitä sitten yöllä säteilyn kautta, mikä tasoittaa sisälämpötiloja ja vähentää ilmastointikustannuksia. Tämä tekniikka vähentää huomattavasti ilmastointitarpeita.
Termodynamiikka
Rakentajat tuntevat puutavaran kestävyyden, lujuuden ja biofiiliset ominaisuudet, mutta sen lämpöhyödyt jäävät usein huomiotta. Kun rakennuksen suunnitteluun sisällytetään raskasta puuta, sen lämpömassa auttaa säätelemään sisälämpötiloja ja samalla vähentämään energiankulutusta ja parantamaan ympärivuotista viihtyvyyttä. Lämpömassalla tarkoitetaan minkä tahansa materiaalin kykyä absorboida, varastoida ja luovuttaa lämpöenergiaa vähitellen ajan myötä.
Suuren lämpömassan materiaalit, kuten tiiliseinät ja laattalattiat, imevät energiaa auringonvalosta sekä sisäisistä lähteistä, kuten ihmisistä ja laitteista, ja luovuttavat sitä hitaasti ilta- ja yöaikaan, jolloin ne säätelevät kodin lämpötiloja ja auttavat tasapainottamaan ulkoilman lämpötilojen kausivaihteluita. Tätä prosessia kutsutaan termiseksi viiveeksi.
Puutavaralla on poikkeuksellinen tilavuuslämpökapasiteetti, jonka ansiosta se pystyy imemään suuria määriä lämpöenergiaa ja luovuttamaan sen hitaasti lämpötilan muuttuessa. Lisäksi sen hygroskooppinen luonne auttaa säätelemään sisätilojen kosteustasoja ja minimoimaan homevaaran.
Puutavara voi toimia tehokkaana lämpöakkuina missä tahansa kodissa, sillä tiheät puulajit, kuten tammi ja Douglas-kuusi, toimivat kuin sienet, jotka imevät ja varastoivat lämpöä, kunnes ympäristön lämpötila laskee, ja vapauttavat sen myöhemmin, mikä säästää energiankulutusta ja päästöjä.
Lämpömassan hyötyjen maksimoimiseksi sitä on käytettävä yhdessä asianmukaisten eristys, jolla vältetään ei-toivottu lämpöhäviö vedon ja ilman kautta. vuotaa. Oikea eristys varmistaa myös sen, että lämpömassan absorboima lämpö on ei karkaa vedon ja ilmavuotojen kautta.
Kun määrittelet puutavaran paksuutta seuraavaa projektiasi varten, on tärkeää muistaa, että nimelliskoot ja todelliset koot voivat poiketa toisistaan puutavaran käsittelytavan vuoksi. Nimelliskoot viittaavat yleensä mittoihin, jotka ovat sellaiset, kun ne tulevat tehtaalta, kun taas todellisissa mitoissa otetaan huomioon puun kuivumisen yhteydessä tapahtuva kutistuminen sekä sahaustekniikat (sileä-, risti- tai varttisahattu). Lisäksi alueelliset standardit voivat vaikuttaa nimellis- ja todellisiin mittoihin; optimaalisen puukoon valinnalla voi olla valtava vaikutus tehokkuuteen ja esteettisyyteen. Optimaalisen puutavaran koko voi ratkaista koko projektin menestyksen. tehokkuus tai esteettinen arvo! Tehokkaan puutavaran koon valinnalla voi olla merkittäviä vaikutuksia tehokkuuteen ja esteettisiin etuihin missä tahansa projektissa! Sopivan puutavarakoon valinnalla voi olla merkittäviä vaikutuksia sekä tehokkuuteen että esteettisiin ominaisuuksiin missä tahansa yrityksessä - sopivien puutavarakokojen hyödyntäminen voi muuttaa hankkeiden tehokkuutta ja esteettisyyttä merkittävästi ja samanaikaisesti.
Lämmönjohtavuus
Puun kyky absorboida ja varastoida lämpöenergiaa on yksi sen rakennuksiin tuomista suurimmista eduista, sillä se auttaa tasoittamaan lämpötilan vaihteluita ja toimii samalla lämpöakkuina. Lisäksi puu on luonteeltaan hygroskooppista, mikä auttaa hallitsemaan kosteutta sisätiloissa ja vähentää samalla homevaaraa.
Massiivipuun lämpöominaisuudet vaihtelevat sekä tiheyden että kosteuspitoisuuden mukaan, mikä tekee niiden arvioimisesta paikan päällä tehtävissä testeissä ongelmallista ja aikaa vievää. Siksi niiden mittaamiseen käytetyt tyypilliset laboratoriomenetelmät edellyttävät pienten näytteiden käyttämistä, jotka on pidettävä jatkuvassa lämpötilakontaktissa metallilevyjen kanssa, mikä tekee in situ -testauksesta epäkäytännöllistä; lisäksi nämä prosessit rajoittavat yhdessä tutkimuksessa tutkittavien näytteiden määrää.
Tämän vuoksi on välttämätöntä kehittää tehokkaampia menetelmiä puupohjaisten materiaalien lämmönjohtavuuden mittaamiseksi. Yksi mahdollinen lähestymistapa olisi tutkia korrelaatioita suhteellisen dielektrisyysvakion ja lämmönjohtavuuden välillä: dielektrisyysvakio on suoraan sidoksissa materiaalien kosteuspitoisuustasoihin, joten tämän korrelaation avulla käyttäjät voisivat ennustaa materiaalien johtavuuden ilman, että niiden tyyppiä tarvitsee ensin määrittää.
Kuten kuvasta 6a käy ilmi, R2-arvo 0,87 osoittaa, että paulownian mitattujen suhteellisen dielektrisyysvakion ja lämmönjohtavuuden ominaisuuksien sekä niiden lämmönjohtavuuden välillä on vahva yhteys. Lisäksi useimmat mittausepävarmuudet jäävät 10%:n sisälle regressiosuoran regressiosuorasta - mikä tarkoittaa, että useimmat lukemat ovat 10%:n epävarmuuden rajoissa - jolloin suuremmat arvot merkitsevät korkeampia kosteuspitoisuuksia, kun taas pienemmät arvot edustavat kuivempia näytteitä.
Vaikka tämä korrelaatio on rohkaiseva, on myös muistettava, että sen vaikutukseen voivat vaikuttaa myös muut tekijät, kuten puun suunta ja anatomia. Tämän vuoksi on tehtävä lisätutkimuksia, jotta voidaan kehittää laite, joka pystyy automaattisesti määrittämään materiaalin dielektrisyysvakion sen lämmönjohtavuuden perusteella.
Osana laajempaa tutkimusta, jossa analysoitiin lämmön ja massan siirtymistä LSL- ja punakuusilamelleista koostuvien hybridiristikkolevyjen (CLT) välillä, tutkittiin hiljattain näiden materiaalien läpimittaisen lämmönjohtavuuden ja kosteuspitoisuuden välistä suhdetta ja luotiin tämän tutkimuksen avulla ennustava malli läpimittaiselle lämmönjohtavuudelle LSL- ja punakuusilamellien välillä, kun niiden kosteuspitoisuudet ovat erilaisia.
Tiheys
Puun tiheys tai ominaispaino on olennainen tekijä rakennuspuuta valittaessa. Tämä suhdeluku mittaa puun tilavuuspainoa suhteessa veteen (ilman ilmaa). Esimerkiksi yhden kuutiometrin eukalyptuspuun tiheys on 1 kg/m3.
Vertailun vuoksi betonin tiheys on 3 kg/m3.
Puun paksuus ja sen suhde tiheyteen on olennainen tekijä sen mekaanisten ominaisuuksien ymmärtämisessä. Kun puutavara altistetaan taivutus-, leikkaus-, puristus- tai vetokokeille, alhaisempi tiheys merkitsee heikompaa puutavaraa, kun taas korkeampi tiheys johtaa suurempaan jäykkyyteen - tämä ominaisuus tekee lattioista ja parruista kestäviä työkuormien aiheuttamalle liialliselle taipumiselle ilman, että ne tuntuvat epävakailta ja näyttävät roikkuvilta puilta.
Vaikka kaupallisten puutavaralajien välillä on selviä eroja, yksittäisten kappaleiden keskimääräiset tiheydet riippuvat muun muassa siitä, kuinka nopeasti puu kasvoi kaadettaessa ja kuinka kosteaa se oli. Myös sahausmenetelmillä ja alueellisilla säännöksillä on merkitystä näiden ominaisuuksien muodostumisessa.
Tiheys ja runkopinta-ala korreloivat keskenään mielenkiintoisella tavalla, mikä viittaa siihen, että sahatuotanto korreloi negatiivisesti puuston tiheyden kanssa, kun taas pohjapinta-ala ja puun kokonaistilavuus korreloivat positiivisesti. Tämä saattaa selittyä sillä, että tiheämmät puut tuottavat yhtä paljon sahatavaraa ja energiapuuta tietyssä korkeudessa ja pohjapinta-alassa.
Puu on tehokas eriste solurakenteensa ansiosta, jonka ansiosta se varastoi lämpöä imemällä ilmaa huokosiinsa ja toimii ikään kuin energiavarastona, mutta luovuttaa sitä hitaasti lämpötilan laskiessa. Tämä vaikutus korostuu entisestään tiheissä puulajeissa, kuten tammessa ja Douglas-kuitupuussa, joiden tiheät selluloosakuidut muodostavat tehokkaan lämmönsiirtoesteen, joka pitää lämmön rakenteiden sisällä ja pitää ihmiset mukavina koko talven. Puurakennukset tarjoavat parhaan mahdollisen talvisen asumismukavuuden näiden puueristeiden ominaisuuksien ansiosta.
Kosteuspitoisuus
Kosteus on luonnossa esiintyvä aine, jota esiintyy lähes kaikissa materiaaleissa, se läpäisee niiden molekyylirakenteet ja vaikuttaa valtavasti niiden fysikaalisiin ominaisuuksiin; paino, lämpölaajeneminen, sulautuminen ja sähkönjohtavuus voivat kaikki muuttua jo pienistä kosteusmääristä johtuen.
Elintarviketuotanto edellyttää tarkkaa kosteudenhallintaa, ja vääränlaisella kosteustasolla voi olla tuhoisia vaikutuksia. Liiallinen tai puutteellinen kosteustaso voi vaikuttaa haitallisesti kaikkiin elintarvikkeen fyysisiin ominaisuuksiin - ulkonäöstä ja aromista makuun ja rakenteeseen - sekä tuotannossa käytettäviin koneisiin, sillä se voi aiheuttaa kondenssiveden kertymistä, joka vaatii kalliita korjauksia ja seisokkeja.
Tuottajat luottavat suuresti tarkkoihin kosteuspitoisuuden mittausmenetelmiin tuotannon laadun seurannassa, olipa kyse sitten spektroskooppisista, kemiallisista, sähkönjohtavuus- tai termogravimetrisistä menetelmistä tai laitteista. Parhaiden tulosten saavuttamiseksi on ratkaisevan tärkeää, että testattavaksi valitut näytteet edustavat tarkasti koko testattavaa erää - tämän saavuttamiseksi olisi käytettävä satunnaisesti poimittuja ja koko erästä kerättyjä näytteitä sen sijaan, että valittaisiin yksittäisiä alueita, joista näytteet kerättäisiin.
Olennaista on myös testilaite, jolla voidaan mitata samanaikaisesti sekä kosteuspitoisuus että veden aktiivisuus. Hyvässä kosteusmittarissa on oltava kyky tehdä molemmat mittaukset lataamalla testattavalle materiaalille ominaisia isotermimalleja, jolloin käyttäjän on vältettävä monimutkaisia laskutoimituksia.
Nopea testitulos on olennaisen tärkeä, jotta sitä voidaan soveltaa tuotantopaikalla ja tehdä korjauksia ennen kuin tuotteen laatu heikkenee, mikä takaa maksimaalisen tuottavuuden ja estää samalla kalliit tuotantokatkokset tai tuotehäviöt, jotka vähentäisivät seisokkikustannuksia ja parantaisivat tuottavuutta.
Decagon on vastannut tähän haasteeseen AquaLab Series 4TE Duo -kosteusanalyysilaitteellaan, joka käyttää jäähdytettyä peiliä tuotteiden veden aktiivisuuden mittaamiseen ja muuntaa tiedot kosteuspitoisuudeksi isotermimallien avulla. Koska se on markkinoiden ainoa kosteusanalyysilaite, joka tarjoaa molemmat mittaukset, se säästää sekä aikaa että vaivaa poistamalla hankalat laskentaprosessit.
