Vegger med bindingsverk og høy termisk masse kan bidra til å senke energiforbruket, men mange vet ikke hva som ligger i begrepet "høy termisk masse".
Materialer med høy termisk masse absorberer solvarmen om dagen og avgir den gjennom stråling om natten, slik at innetemperaturen blir lavere og kostnadene til klimaanlegg reduseres. Denne teknologien reduserer behovet for klimaanlegg betraktelig.
Termodynamikk
Byggherrer kjenner godt til treets bærekraft, styrke og biofiliske egenskaper, men de termiske fordelene blir ofte oversett. Ved å inkludere tungt treverk i en bygnings design bidrar den termiske massen til å regulere innetemperaturen, samtidig som energiforbruket reduseres og komforten forbedres året rundt. Termisk masse er et materiales evne til å absorbere, lagre og gradvis avgi varmeenergi over tid.
Materialer med høy termisk masse, som murvegger og flisgulv, absorberer energi fra sollys og interne kilder som mennesker og utstyr, før de sakte frigjør den igjen om kvelden og natten for å regulere temperaturen i boligen og bidra til å utjevne årstidsvariasjoner i utetemperaturen. Denne prosessen er kjent som termisk etterslep.
Tre har en eksepsjonell volumetrisk varmekapasitet, noe som gjør det i stand til å absorbere store mengder varmeenergi før det langsomt avgir den når temperaturen skifter. I tillegg er det hygroskopisk, noe som bidrar til å regulere luftfuktigheten innendørs og minimere risikoen for mugg.
Tømmer kan fungere som et effektivt varmebatteri i ethvert hjem, med tette tresorter som eik og douglasgran som fungerer som svamper som absorberer og lagrer varme til omgivelsestemperaturen synker, for så å frigjøre den senere, noe som sparer energiforbruk og utslipp.
For å maksimere fordelene må termisk masse brukes sammen med passende isolasjon for å unngå uønsket varmetap gjennom trekk og luft lekkasjer. Riktig isolasjon sørger også for at varmen som absorberes av termisk masse ikke slipper ut gjennom trekk og luftlekkasjer.
Når du skal bestemme tykkelsen på tømmeret til ditt neste prosjekt, er det viktig å huske at nominelle og faktiske mål kan variere på grunn av hvordan det er bearbeidet. Nominelle mål refererer vanligvis til dimensjonene slik de kommer ut av et sagbruk, mens faktiske mål tar hensyn til krymping som oppstår når treet tørker, samt sagingsteknikker (kløvsaget, riftsaget eller kvartsaget). I tillegg kan regionale standarder påvirke nominelle og faktiske dimensjoner, og valg av optimal tømmerstørrelse kan ha en enorm effekt på effektivitet og estetikk. Å velge en optimal tømmerstørrelsen kan være avgjørende for et helt prosjekts effektivitet eller estetisk verdi! Å velge en effektiv tømmerstørrelse kan ha store konsekvenser for både effektivitet og estetiske fordeler i ethvert prosjekt! Valg av riktig tømmerstørrelse kan ha stor innvirkning på både effektivitet og estetiske kvaliteter i ethvert prosjekt - ved å bruke passende tømmerstørrelser kan effektiviteten og estetikken i prosjekter endres betraktelig samtidig.
Termisk konduktivitet
Treets evne til å absorbere og lagre varmeenergi er en av de største fordelene det har for bygninger, og det bidrar til å moderere temperaturvariasjoner samtidig som det fungerer som et termisk batteri. I tillegg er tre hygroskopisk, noe som bidrar til å regulere luftfuktigheten innendørs og samtidig redusere risikoen for mugg.
De termiske egenskapene til massivt tre varierer avhengig av både densitet og fuktinnhold, noe som gjør det problematisk og tidkrevende å evaluere dem ved in-situ-testing. Derfor innebærer de typiske laboratoriemetodene som brukes for å måle dem, bruk av små prøver som må holdes i konstant temperaturkontakt med metallplater, noe som gjør in-situ-testing upraktisk.
Derfor er det viktig at det utvikles mer effektive metoder for å måle varmeledningsevnen til trebaserte materialer. En mulig tilnærming er å undersøke korrelasjoner mellom relativ dielektrikumskonstant og varmeledningsevne: Dielektrikumskonstanten er direkte knyttet til fuktinnholdet i materialene, så denne korrelasjonen kan gjøre det mulig å forutsi materialenes ledningsevne uten først å måtte fastslå hvilken type materiale det er snakk om.
Som vist i figur 6a, indikerer en R2 -verdi på 0,87 en sterk sammenheng mellom paulownias målte relative dielektriske konstant og varmeledningsevne, og deres respektive varmeledningsevner. Videre faller de fleste måleusikkerhetene innenfor 10% av regresjonslinjens regresjonslinje - noe som indikerer at de fleste målingene ligger innenfor 10% usikkerhet - med større verdier som angir høyere fuktighetsinnholdsnivåer, mens mindre verdier representerer tørrere prøver.
Selv om denne sammenhengen er oppmuntrende, må man også huske på at effekten også kan påvirkes av andre faktorer som fiberretning og treanatomi. Derfor må det forskes videre for å utvikle et instrument som automatisk kan bestemme et materials dielektriske konstant ut fra dets varmeledningsevne.
Som en del av en større studie som analyserer varme- og massetransport mellom hybride krysslaminerte trepaneler (CLT) bestående av LSL- og rødgranlameller, har vi nylig undersøkt forholdet mellom varmeledningsevnen gjennom tykkelsen til disse materialene og fuktinnhold, og brukt denne forskningen til å lage en prediktiv modell for varmeledningsevnen gjennom tykkelsen mellom LSL- og rødgranlameller med forskjellig fuktinnhold.
Tetthet
Ved valg av konstruksjonsvirke er treets densitet eller egenvekt en viktig faktor. Dette forholdet måler volumetrisk tetthet av trevirke i forhold til vann (unntatt luft). For eksempel har en kubikkmeter eukalyptustre en tetthet på 1 kg/m3.
Til sammenligning har betong en tetthet på 3 kg/m3.
Tømmerets tykkelse og forholdet til densiteten er avgjørende for å forstå dets mekaniske egenskaper. Ved bøynings-, skjær-, trykk- eller strekktester betyr lavere densitet svakere trevirke, mens høyere densitet gir større stivhet - denne egenskapen gjør gulv og sperrer motstandsdyktige mot for stor nedbøyning fra arbeidsbelastninger uten at de føles ustabile og ser ut som om de henger.
Selv om det er tydelige forskjeller mellom ulike kommersielle treslag, avhenger den gjennomsnittlige tettheten av faktorer som hvor raskt et tre vokste da det ble felt, og hvor fuktig det var. Sageteknikker og regionale forskrifter spiller også en rolle i utformingen av disse egenskapene.
Tetthet og DBH har en interessant korrelasjon, noe som tyder på at sagbruksproduksjonen er negativt korrelert med bestandets tetthet, mens den er positivt relatert til grunnflate og totalt tømmervolum. Dette kan forklares med at trær med høyere tetthet produserer like mye sagbruks- og energivirke ut fra en gitt høyde og grunnflate.
Tre er en effektiv isolator på grunn av cellestrukturen, som gjør at det kan lagre varme ved å absorbere luft i porene og fungere som et energilager, samtidig som det langsomt frigjør varme når temperaturen synker. Denne effekten forsterkes ytterligere med tette tresorter som eik og douglasgran, der de tette cellulosefibrene skaper en effektiv barriere for varmeoverføring, slik at varmen holdes inne i konstruksjonene og holder folk komfortable gjennom vinteren. Takket være disse egenskapene til treisolasjon gir trebygninger den ultimate vinterkomforten.
Fuktighetsinnhold
Fukt er et naturlig forekommende stoff som finnes i nesten alle materialer, og som gjennomsyrer molekylstrukturene og har en enorm innflytelse på materialenes fysiske egenskaper; vekt, termisk ekspansjon, sammensmelting og elektrisk ledningsevne kan alle endres av selv minimale mengder fuktighet.
Matproduksjon krever nøyaktig fuktighetskontroll, og feil fuktighetsnivåer kan ha ødeleggende effekter. For høye eller for lave fuktighetsnivåer kan ha negativ innvirkning på alle aspekter av matens fysiske egenskaper - fra utseende og smak til tekstur - samt på maskiner som brukes i produksjonen, ved at det dannes kondens som krever dyre reparasjoner.
Produsenter er svært avhengige av nøyaktige metoder for måling av fuktighetsinnhold for å overvåke produksjonskvaliteten, enten det er ved hjelp av spektroskopiske, kjemiske, elektriske, konduktivitets- og termogravimetriske metoder eller instrumenter. For å oppnå best mulig resultat er det avgjørende at prøvene som velges ut for testing, representerer hele partiet som skal testes - for å oppnå dette bør man bruke tilfeldig utplukkede prøver fra hele partiet i stedet for å velge ut enkeltområder å samle inn prøver fra.
Det er også viktig å ha et testinstrument som kan måle både fuktinnhold og vannaktivitet samtidig. En god fuktighetsmåler bør kunne gjøre begge deler ved å laste opp isotermiske modeller som er spesifikke for materialet som testes, slik at brukeren slipper å gjøre kompliserte beregninger.
Et raskt testresultat er avgjørende for å kunne bruke det på produksjonsstedet og foreta justeringer før produktkvaliteten forringes, noe som garanterer maksimal produktivitet og forhindrer kostbare produksjonsavbrudd eller produkttap, noe som ville redusert nedetidskostnadene og økt produktiviteten.
Decagon har løst denne utfordringen med sitt AquaLab Series 4TE Duo-fuktanalyseinstrument, som bruker et kjølt speil til å måle vannaktiviteten i produkter før dataene konverteres til fuktighetsinnhold via isotermiske modeller. Det er det eneste fuktighetsanalyseinstrumentet på markedet som tilbyr begge typer målinger, noe som sparer både tid og krefter ved å eliminere tungvinte beregningsprosesser.
