Steny s dreveným rámom, ktoré obsahujú vysokú tepelnú hmotnosť, môžu pomôcť znížiť spotrebu energie; mnohí ľudia však nevedia, čo je to "vysoká tepelná hmotnosť".
Materiály s vysokou tepelnou hmotnosťou absorbujú slnečné teplo počas dňa a potom ho uvoľňujú prostredníctvom nočného žiarenia, čím zmierňujú vnútorné teploty a znižujú náklady na klimatizáciu. Táto technológia výrazne znižuje požiadavky na klimatizáciu.
Termodynamika
Udržateľnosť, pevnosť a biofilné vlastnosti dreva sú stavebníkom dobre známe, avšak jeho tepelné výhody sa často prehliadajú. Zahrnutím ťažkého dreva do konštrukcie budovy pomáha jeho tepelná hmota regulovať vnútorné teploty a zároveň znižuje spotrebu energie a zlepšuje úroveň celoročného komfortu. Tepelná hmotnosť sa vzťahuje na schopnosť akéhokoľvek materiálu absorbovať, akumulovať a postupne uvoľňovať tepelnú energiu v priebehu času.
Materiály s vysokou tepelnou hmotnosťou, ako sú tehlové steny a dlaždicové podlahy, absorbujú energiu zo slnečného žiarenia, ako aj z vnútorných zdrojov, napríklad od ľudí a zariadení, a potom ju večer a v noci opäť pomaly uvoľňujú, aby regulovali teplotu v dome a pomáhali vyrovnávať sezónne zmeny vonkajšej teploty vzduchu. Tento proces je známy ako tepelné oneskorenie.
Drevo má výnimočnú objemovú tepelnú kapacitu, ktorá mu umožňuje absorbovať veľké množstvo tepelnej energie a potom ju pri zmene teploty pomaly rozptýliť. Okrem toho jeho hygroskopická povaha pomáha regulovať úroveň vlhkosti v interiéri a minimalizovať riziko vzniku plesní.
Drevo môže slúžiť ako účinná tepelná batéria v každom dome, pričom husté dreviny ako dub a duglaska fungujú ako špongie, ktoré absorbujú a ukladajú teplo, kým okolité teploty neklesnú, a neskôr ho uvoľňujú, čím šetria spotrebu energie a emisie.
Aby sa maximalizovali jej výhody, musí sa tepelná hmota používať spolu s vhodnými izolácia, aby sa zabránilo nežiaducim tepelným stratám prievanom a vzduchom. úniky. Správne izolácia tiež zabezpečuje, že teplo absorbované tepelnou hmotou neuniká prievanom a únikom vzduchu.
Pri určovaní hrúbky dreva pre váš ďalší projekt je nevyhnutné pamätať na to, že nominálne a skutočné rozmery sa môžu líšiť v dôsledku spôsobu jeho spracovania. Nominálne rozmery sa zvyčajne vzťahujú na rozmery, ktoré vychádzajú z píly, zatiaľ čo skutočné rozmery zohľadňujú zmrštenie, ku ktorému dochádza pri vysychaní dreva, ako aj techniky rezania (rovinné rezanie, rezanie v pozdĺžnych rezoch alebo rezanie v štvrtinách). Okrem toho môžu nominálne a skutočné rozmery ovplyvniť regionálne normy; výber optimálnej veľkosti dreva môže mať obrovský vplyv na efektívnosť a estetiku. Výber optimálnej veľkosti veľkosť dreva môže rozhodnúť o úspešnosti celého projektu. účinnosť alebo estetická hodnota! Výber efektívnej veľkosti dreva môže mať zásadný vplyv na efektívnosť, ako aj estetický prínos v každom projekte! Výber vhodného rozmeru dreva môže mať výrazné dopady na efektivitu aj estetické kvality v akomkoľvek úsilí - využitie vhodných rozmerov dreva môže výrazne zmeniť efektivitu a estetiku projektov a zároveň.
Tepelná vodivosť
Schopnosť dreva absorbovať a akumulovať tepelnú energiu je jednou z hlavných predností, ktoré prináša do budov, pretože pomáha zmierňovať teplotné výkyvy a zároveň funguje ako tepelná batéria. Okrem toho má drevo hygroskopickú povahu, ktorá pomáha regulovať úroveň vlhkosti v interiéri a zároveň zmierňuje riziko vzniku plesní.
Tepelné vlastnosti masívneho dreva sa líšia v závislosti od jeho hustoty a vlhkosti, čo spôsobuje, že ich vyhodnocovanie in situ je problematické a časovo náročné. Preto typické laboratórne metódy používané na ich meranie zahŕňajú použitie malých vzoriek, ktoré sa musia udržiavať v stálom teplotnom kontakte s kovovými doskami, čím sa testovanie in situ stáva nepraktickým; navyše tieto postupy obmedzujú počet vzoriek, ktoré možno skúmať v rámci jednej štúdie.
Preto je nevyhnutné vyvinúť účinnejšie metódy merania tepelnej vodivosti materiálov na báze dreva. Jedným z možných prístupov by bolo preskúmanie korelácie medzi relatívnou dielektrickou konštantou a tepelnou vodivosťou: dielektrická konštanta je priamo spojená s úrovňou vlhkosti v materiáloch, takže táto korelácia by mohla používateľom umožniť predpovedať vodivosť materiálov bez toho, aby bolo potrebné najprv stanoviť ich typ.
Ako je uvedené na obr. 6a, hodnota R2 0,87 naznačuje silný vzťah medzi nameranými vlastnosťami relatívnej dielektrickej konštanty a tepelnej vodivosti paulovnie a ich príslušnými tepelnými vodivosťami. Okrem toho väčšina neistôt merania spadá do 10% regresnej priamky - čo znamená, že väčšina nameraných hodnôt je v rámci neistoty 10% - pričom väčšie hodnoty označujú vyššie úrovne obsahu vlhkosti, zatiaľ čo menšie hodnoty predstavujú suchšie vzorky.
Hoci je táto korelácia povzbudivá, treba mať na pamäti, že jej účinok môžu ovplyvniť aj iné faktory, ako je smer vlákien a anatómia dreva. Preto je potrebné vykonať ďalší výskum s cieľom vyvinúť prístroj schopný automaticky určiť dielektrickú konštantu materiálu na základe jeho tepelnej vodivosti.
V rámci rozsiahlejšej štúdie analyzujúcej prenos tepla a hmoty medzi hybridnými panelmi z krížom lepeného dreva (CLT) pozostávajúcimi z lamiel LSL a červeného smreka sme nedávno skúmali vzťah medzi tepelnou vodivosťou týchto materiálov v hrúbke a obsahom vlhkosti a na základe tohto výskumu sme vytvorili predikčný model tepelnej vodivosti v hrúbke medzi laminátmi LSL a červeného smreka s rôznym obsahom vlhkosti.
Hustota
Hustota dreva alebo špecifická hmotnosť je základným faktorom pri výbere stavebného dreva. Tento pomer meria objemovú hustotu dreva vo vzťahu k vode (bez vzduchu). Napríklad jeden kubický meter eukalyptu má hustotu 1 kg/m3.
Pre porovnanie, betón má hustotu 3 kg/m3.
Hrúbka dreva a jej súvislosť s hustotou je základom pre pochopenie jeho mechanických vlastností. Pri skúškach ohybom, šmykom, tlakom alebo ťahom znamená nižšia hustota slabšie drevo, zatiaľ čo vyššia hustota má za následok väčšiu tuhosť - vďaka tejto vlastnosti sú podlahy a krovy odolné voči nadmernému vychýleniu od pracovného zaťaženia bez toho, aby pôsobili neisto a vytvárali dojem previsnutého dreva.
Hoci sú medzi komerčnými druhmi dreva zjavné rozdiely, priemerná hustota jednotlivých kusov závisí od faktorov, ako je rýchlosť rastu stromu v čase jeho výrubu a jeho vlhkosť. Na formovaní týchto vlastností sa podieľajú aj techniky pílenia a regionálne predpisy.
Hustota a DBH majú zaujímavú koreláciu, čo naznačuje, že piliarska produkcia negatívne súvisí s hustotou porastu, zatiaľ čo pozitívne súvisí s bazálnou plochou a celkovým objemom dreva. To možno vysvetliť tým, že stromy s vyššou hustotou produkujú rovnaké množstvo piliarskeho a energetického dreva z danej výšky a základnej plochy.
Drevo je účinným izolantom vďaka svojej bunkovej štruktúre, ktorá mu umožňuje akumulovať teplo tým, že absorbuje vzduch do svojich pórov a pôsobí ako zásobáreň energie, pričom ju pomaly uvoľňuje pri poklese teploty. Tento efekt sa ešte znásobuje pri hustých drevinách, ako sú dub a duglaska, kde ich husté celulózové vlákna vytvárajú účinnú bariéru prestupu tepla, udržiavajú teplo vo vnútri svojich štruktúr a udržiavajú pohodlie ľudí počas celej zimy. Drevostavby ponúkajú vďaka týmto vlastnostiam drevenej izolácie najvyšší komfort bývania v zime.
Obsah vlhkosti
Vlhkosť je prirodzene sa vyskytujúca látka, ktorá sa nachádza takmer vo všetkých materiáloch, preniká do ich molekulárnych štruktúr a má obrovský vplyv na ich fyzikálne vlastnosti; hmotnosť, tepelná rozťažnosť, zlučovanie a elektrická vodivosť sa môžu meniť aj pri minimálnom množstve vlhkosti.
Výroba potravín si vyžaduje presnú kontrolu vlhkosti a nesprávna úroveň môže mať ničivé následky. Nadmerná alebo nedostatočná vlhkosť môže mať nepriaznivý vplyv na všetky aspekty fyzikálnych vlastností potravín - od vzhľadu a arómy cez chuť a textúru - ako aj na stroje používané vo výrobe, pretože spôsobuje kondenzáciu, ktorá si vyžaduje nákladné prestoje pri opravách.
Výrobcovia sa pri monitorovaní kvality produkcie vo veľkej miere spoliehajú na presné metódy merania obsahu vlhkosti, či už pomocou spektroskopických, chemických, elektrokonduktometrických a termogravimetrických metód alebo prístrojov. Na dosiahnutie najlepších výsledkov je nevyhnutné, aby vzorky vybrané na testovanie presne reprezentovali celú testovanú dávku - na dosiahnutie tohto cieľa by sa mali použiť náhodne vybrané a odobraté vzorky z celej dávky namiesto výberu jednotlivých oblastí na odber vzoriek.
Dôležité je tiež mať skúšobný prístroj, ktorý dokáže súčasne merať obsah vlhkosti aj aktivitu vody. Dobrý vlhkomer by mal byť schopný obidvoch meraní, a to načítaním izotermických modelov špecifických pre testovaný materiál, čím sa eliminujú zložité výpočty používateľa.
Rýchly výsledok testu je nevyhnutný na to, aby ho bolo možné použiť v mieste výroby a vykonať úpravy skôr, ako sa zhorší kvalita výrobku, čím sa zaručí maximálna produktivita a zároveň sa zabráni nákladným prestojom vo výrobe alebo stratám výrobku, ktoré by znížili náklady na prestoje a zvýšili produktivitu.
Spoločnosť Decagon túto výzvu vyriešila svojím prístrojom na analýzu vlhkosti AquaLab Series 4TE Duo, ktorý využíva chladené zrkadlo na meranie aktivity vody v produktoch a následne tieto údaje prevádza na obsah vlhkosti pomocou izotermických modelov. Keďže ide o jediný prístroj na analýzu vlhkosti na trhu, ktorý ponúka obidve merania, šetrí čas aj námahu tým, že eliminuje ťažkopádne procesy výpočtov.
