charset=UTF-8" />Удельная теплоемкость арболита | АРБОЛИТ

Удельная теплоемкость арболита

                    Одной из важнейших характеристик строительного материала является его  удельная теплоемкость. Она характеризует способность материала накапливать и удерживать  тепловую энергию. У дерева как и у арболита она составляет 2,3 (кДЖ/кг*С) у любого легкого бетона — 0,84 (кДЖ/кг*С). Ниже приводим статью об этом старшего преподавателя  кафедры строительного производства Полоцкого государственного университета Ягубкина Александра Николаевича, написанную специально для нашего сайта:

Введение. В последние годы всё большую активность в мире набирает зелёное строительство (Green Building). Ряд стран уже вводят экологические стандарты по проектированию и строительству [1].  На первый план всё чаще выходят такие показатели как: экологичность, экономичность, энергоэффективность, обеспечение здорового образа жизни и комфортности [2].

Всё чаще появляются медицинские исследования о вреде здоровью от зданий и сооружений. Так с ростом высоты (от 7-го этажа и выше) из-за экранирования железобетонных конструкций уменьшается воздействие геомагнитного поля земли, что приводит к сердечно-сосудистым заболеваниям [3]. В многоэтажных зданиях интерференция от сетей wi-fi и bluetooth приводит к онкологическим заболеваниям и заторможенности развития детей [4]. Узкие маленькие комнаты вызывают склонность к депрессии, алкоголизму; у детей — замкнутость, аутизм. В помещениях из железобетонных конструкций низкая влажность, что приводит к астматическим заболеваниям. В помещениях со стенами из ячеистого бетона высокая влажность в течение первых 3-х лет эксплуатации приводит к аллергиям, грибкам, инфекционным заболеваниям. Пенополистирол при проветривании помещения может выделять пары, раздражающие глаза и слизистую оболочку. Поливинилхлорид (пвх) выделяет газы влияющие на нервную систему. Силикатный кирпич и фосфогипс выделяет газ влияющий на органы дыхания, поэтому необходимо постоянное проветривание. Для склеивания волокон минеральной ваты используются вещества содержащие фенолы и формальдегиды [5].

Общепризнанным лидером по экологичности является древесина и материалы на её основе, в т.ч. арболит (зарубежный аналог — wood concrete). Данный материал распространился и активно применяется по всему миру [6-12].

Сочетание цемента и древесины приводит к созданию материала, который способен регулировать климат внутри помещения, в т.ч. регуляция влажности происходит из-за растительного происхождения заполнителя [6]. При этом материал обладает высокой долговечностью [7]. В качестве заполнителя могут использоваться различные отходы растительного происхождения [8], в качестве частичной замены цемента — зола или
глина [8, 9]. Ещё одной особенностью использования этого материала является использование только местного сырья. Так, в Канаде используют опилки канадского
клёна [10], в Республике Беларусь — отходы сельскохозяйственной деятельности [11].

Всё больше уделяется внимания изучению структурно-механических свойств данного материала, в т.ч. прочности, модуля Юнга, модуля объёмного сжатия, теплопроводности, теплоёмкости и др. [6-12].

Основная часть. Одними из главных свойств, вызывающие такую популярность материала являются теплотехнические свойства.

Кроме того, в работах [13, 14], приводятся данные об уникальных свойствах арболита, благодаря его высокой теплоемкости. Так например, для стены толщиной 40 см для нагрева до 18 0С требуются следующие расходы энергии:

— бетон тяжелый с утеплителем — 10000 кДж;

— камни керамические с утеплителем — 9000 кДж;

— ячеистый бетон — 4000 кДж;

— арболит — 9000 кДж.

При сопоставимых расходах на нагрев с тяжелым бетоном и керамическими камнями арболит  при этом удерживает (аккумулирует) теплоту в течении 27 часов. В то время как остальные материалы при отрицательной наружной температуре остывают
до 0 0С через:

 — бетон тяжелый с утеплителем — 6 часов;

— камни керамические с утеплителем — 9 часов;

— ячеистый бетон — 3 часа.

Таким образом, арболит является стеновым тепловым аккумулятором и требует значительно меньших энергетических затрат на создание и поддерживание комфортных условий проживания. Т.е. остальные материалы при прочих равных условиях потребляют в течении суток больше энергии на:

— бетон тяжелый с утеплителем — 30000 кДж;

— камни керамические с утеплителем — 15000 кДж;

— ячеистый бетон — 25000 кДж.

 

Заключение. Зеленое строительство значительно активизировало процесс поиска и изучения экологически чистых материалов. Зарубежные исследования подтверждают эффективность сочетания цемента и древесины. Такой материал в стеновой конструкции является не только несущим элементом, но и тепловым аккумулятором.

 

Список литературы.

 

  1. Green Awards [Электронный ресурс] / Экологический стандарт BREEAM. – Режим доступа: http://www.greenawards.ru/ru/green-awards-history/green. – Дата доступа: 02.10.2018.
  2. Журнал «Архитектура и строительство» [Электронный ресурс] / Зелёное строительство. – Режим доступа: http://ais.by/article/zelenoe-stroitelstvo. – Дата доступа: 02.10.2018.
  3. Медицинский форум [Электронный ресурс] / Высота и здоровье. – Режим доступа: https://www.medikforum.ru/medicine/61010-zhit-vyshe-7-etazha-opasno-dlya-zdorovya.html. – Дата доступа: 02.10.2018.
  4. Wilson, J. D. Modeling the effects of biological tissue on RF propagation from a wrist-worn device / J. D. Wilson, J. A. Blanco, S. Mazar, M. Bly // 36th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. doi:10.1109/embc.2014.6944290. – 2014. – р. 3146-3149.
  5. Правда-TV[Электронный ресурс] / Экология строительных материалов. – Режим доступа: http://www.pravda-tv.ru/2013/03/11/22874/e-kologiya-stroitel-ny-h-materialov. – Дата доступа: 02.10.2018.
  6. Li, M. Mechanical characterization of concrete containing wood shavings as aggregates / M. Li, M. Khelifa, M. El Ganaoui // International Journal of Sustainable Built Environment. – 2017. – №6. – р. 587-596.
  7. Coatanlem, Р. Lightweight wood chipping concrete durability / P. Coatanlem, R. Jauberthie, F. Rendell // Construction and Building Materials. – 2006. – №20. – р. 776-781.
  8. Chowdhury, S. The incorporation of wood waste ash as a partial cement replacement material for making structural grade concrete: An overview / S. Chowdhury, M. Mishra, O. Suganya // Ain Shams Engineering Journal. – 2015. – №6. – р. 429-437.
  9. Bouguerra, A. Effect of microstructure on the mechanical and thermal properties of lightweight concrete prepared from clay, cement, and wood aggregates / A. Bouguerra, A. Ledhem, F. de Barquin, R.M. Dheilly, M. Que´neudec // Cement and Concrete Research. – 1998. – Vol. 28. — №8. – р. 1179-1190.
  10. Koohestani, B. Experimental investigation of mechanical and microstructural properties of cemented paste backfill containing maple-wood filler / B. Koohestani, A. Koubaa, T. Belem, B. Bussière, H. Bouzahzah // Construction and Building Materials. – 2016. – №121. – р. 222-228.
  11. Должонок, А.В. Определение теплофизических свойств стеновых материалов на растительных заполнителях в климатической камере / А.В. Должонок, Н.В. Давыденко, А.А. Бакатович // Архитектурно-строительный комплекс: проблемы, перспективы, инновации : электронный сборник статей международной научной конференции, посвященной 50-летию Полоцкого государственного университета, Новополоцк, 5–6 апр. 2018 г. / Полоцкий государственный университет ; под ред. А. А. Бакатовича, Л. М. Парфеновой. – Новополоцк, 2018. – С. 263–271.
  12. Akkaoui, A. Experimental and micromechanical analysis of the elastic properties of wood-aggregate concrete / A. Akkaoui, S. Caré, M. Vandamme // Construction and Building Materials. – 2017. – №134. – р. 346-357.
  13. Наназашвили, И.Х. Строительные материалы из древесно-цементной композиции / И.Х. Наназашвили. – 2-е изд., перераб. и доп. – Л.: Стройиздат, 1990. – 415 с.: ил.
  14. Бужевич, Г.А. Арболит / Г.А. Бужевич. – М.: Изд-во литер. по строительству, 1968. – 244 с.

 

 

Комментарии закрыты.