Пробковая теплоизоляция

Под теплоизоляцией из пробки подразумевается использование пробки в качестве материала для обеспечения теплоизоляции от теплопередачи. Пробка подходит в качестве теплоизолятора, так как отличается легкостью, эластичностью, непроницаемостью и огнестойкостью. В строительстве пробку можно применять в различных строительных элементах, таких как полы, стены, крыши и чердаки, чтобы уменьшить потребность в отоплении или охлаждении и повысить энергоэффективность. Исследования показывают, что на теплоизоляционные характеристики пробки не влияет поглощение влаги в сезон дождей, что делает ее подходящей для различных климатических условий. Кроме того, исследования композитов на основе пробки, таких как конструкции из пробки и гипса, предполагают существенное повышение энергоэффективности зданий.

Корк

Пробка — это легкий, многоразовый и биоразлагаемый материал, который собирают каждые 9–12 лет из коры пробкового дуба ( Quercus Suber L. ). Он имеет однородную клеточную структуру с тонкими, правильно расположенными клеточными стенками, без межклеточных промежутков. Северная Африка, а также некоторые части Португалии, Испании и Италии являются родиной пробкового дуба. Ожидается, что производство пробки в мире составит 201 428 тонн в год, при этом пробковые леса занимают около 213 9942 га. ^{[ 1 ]}

Детали пробковой теплоизоляции

Благодаря сочетанию таких характеристик, как легкость, эластичность, непроницаемость, изоляция, износостойкость, огнезащитные свойства, гипоаллергенные свойства и устойчивость к плесени, пробка является материалом, подходящим для различных строительных нужд. ^{[ 2 ]} Он имеет широкий спектр применения в строительной отрасли, включая напольные и настенные покрытия, изоляцию чердаков, изоляцию полов и изоляцию крыш. Пробка, используемая для теплоизоляции, обычно изготавливается из пробкового дуба или переработанной пробки. Затем его либо используют оптом, либо агломерируют в виде панелей, обычно в виде расширенной пробки. Исследования пробки ведутся активно. Он включает в себя различные аспекты характеристики, распространения и применения материала. В нескольких исследованиях была оценена эффективность использования материалов из пробкового дуба в качестве теплоизоляции в зданиях. Теплопроводность этих материалов колеблется от 0,036 до 0,065 Вт·м. ⁻¹ К ⁻¹, плотность варьируется от 65 до 240 кг/м. ³, а удельная теплоемкость колеблется от 350 до 3370. ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}^{[ 7 ]}^{[ 8 ]}

При коэффициенте сопротивления диффузии водяного пара 5–54,61, ^{[ 9 ]}^{[ 10 ]} пробковые материалы обладают хорошими влагоизоляционными свойствами. Фино и др. ^{[ 11 ]} исследовали теплоизоляцию стен, покрытых панелями из расширенной пробки средней плотности. Чтобы определить влияние влаги на теплообмен через пробковую стену, провели сравнительное моделирование поведения утеплителя в зимних и летних условиях с одной стороны, и в сухих и влажных условиях – с другой. Результаты ясно продемонстрировали, что поглощение влаги в сезон дождей ограничивается поверхностными слоями и не влияет на теплоизоляционные характеристики пробки. Другие исследования были сосредоточены на композитах на основе пробки. Изоляция, использованная в исследованиях Cherki et al. ^{[ 12 ]} и Монир и др., ^{[ 13 ]} представляет собой пробково-гипсовую композитную структуру. Его использование поможет повысить энергоэффективность зданий. Согласно этому анализу, интеграция пробковой крошки в структуру гипса снижает эффективную теплопроводность последнего более чем на 70%. Действительно, гипс имеет теплопроводность около 0,406 Вт·м. ⁻¹ К ⁻¹ при этом средняя теплопроводность композита составляет около 0,11 Вт·м. ⁻¹ К ⁻¹.

Пробковый цемент

Буссетуа и др. ^{[ 14 ]} разработал новый изоляционный материал с использованием пробкового заполнителя и цемента. Для приготовления образцов смешивают натуральные пробковые заполнители, песок, цемент и воду. Были рассмотрены различные соотношения пробки и песка. Результаты показывают, что увеличение количества пробкового заполнителя увеличивает удержание влаги, при этом значения водного буфера варьируются от 0,39 до 1,2 г/(м2). ².%HR) и паропроницаемость в пределах 2,7 × 10 ⁻¹² до 21,4 × 10 ⁻¹² кг/(мс Па) при уменьшении плотности. Согласно этим отчетам, пробковый бетон можно использовать в качестве теплоизолятора.

Эффективность пробковой теплоизоляции

Тепловая эффективность и гигротермическое поведение стен из деревянного каркаса с различными внешними изоляционными слоями были изучены Fu et al. ^{[ 15 ]} Они заметили, что расширенные пробковые панели обеспечивают лучшие гидротермические характеристики и комфорт здания, чем антикоррозионная сосновая доска. Баррека и др. ^{[ 16 ]} использовал остатки пробки и гигантский тростник для панелей зданий в Средиземноморском регионе. Экономия энергии при использовании стен из агломерированной пробки для ограждающих конструкций составляет более 75% энергии, затрачиваемой на строительство кирпичных стен. Это не только финансовая выгода, но и экологическая выгода. Действительно, расчетное годовое производство углекислого газа для отопления и охлаждения различных изученных домов оценивалось в 2517 кг для кирпичных стен, 623 кг для стен из агломерированной пробки и 1905 кг для стен из гигантского тростника. Кроме того, Маалуф и др. ^{[ 17 ]} провели годовое гигротермическое моделирование помещения для погодных условий Константина в Алжире. По предварительным данным, пробковый бетон может снизить потребление энергии примерно на 29% по сравнению со строительством из пустотелого кирпича. Учет переноса влаги незначительно увеличивает потребление энергии зимой из-за явления десорбции и снижает энергию охлаждения летом. Эль Варди и др. ^{[ 18 ]} исследовали новый сэндвич-материал, используя в качестве основного материала глиняно-пробковый композит с защитным слоем из штукатурки и цементного раствора. Моделирование небольшой модели дома в деревне Бенсмим в Марокко показало лучшие энергетические и экологические характеристики стен из сэндвич-панелей, чем при использовании обычных пустотелых земляных кирпичей или глиняных кирпичей Бенсмим.

Ссылки

В эту статью включен текст С. Бурбиа1 · Х. Казеуи · Р. Беларби, доступный по лицензии CC BY 4.0 .

^ Пачеко Менор, MC, Серна Рос, П., Масиас Гарсиа, А., Аревало Кабальеро, МДж: Гранулированная пробка с корой, характеризующаяся как экологически чистый легкий заполнитель для материалов на основе цемента. J Clean Prod. 229, 358–373 (2019). https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.04.154
^ Кнапич С., Оливейра В., Мачадо Дж. С., Перейра Х. и др.: Пробка как строительный материал: обзор. Евро. Дж. Вуд Прод. 74(6), 775–791 (2016). https://doi.org/10.1007/s00107-016-1076-4
^ Лимам А., Зерайзер А., Кенар Д., Салли Х., Ченак А.: Экспериментальная термическая характеристика материалов на биологической основе (сосна Алеппо, пробка и их композиты) для изоляции зданий. Energy Build 116, 89–95 (2016). https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2016.01.007
^ Симоэнс, Н., Фино, Р., Тадеу, А. и др.: Непокрытые расширенные пробковые плиты средней плотности для фасадов и крыш зданий: механические, гигротермические характеристики и характеристики долговечности. Constr Build Mater 200, 447–464 (2019). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.12.116
^ Франческо, Б., Фичера, Ч.Р.: Оценка теплоизоляционных характеристик агломерированных пробковых плит. Wood Fiber Sci 48(2), 96–103 (2016)
^ Тедждити, А.К., Гомари, Ф., Талеб, О., Беларби, Р., Тарик Бухрауа, Р. и др.: Потенциал использования первичной пробки в качестве заполнителей при разработке нового легкого бетона. Constr Build Mater 265, 120734 (2020). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.120734
^ Баррека, Ф., Мартинес Габаррон, А., Флорес Йепес, Х.А., Пастор Перес, Дж.Дж. и др.: Инновационное использование остатков гигантского тростника и пробки для панелей зданий в Средиземноморье. Resource Conserv Recycl 140, 259–266 (2019). https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2018.10.005
^ Торрес-Ривас А., Позо К., Палумбо М., Эвертовска А., Хименес Л., Боер Д. и др.: Систематическое сочетание изоляционных биоматериалов для повышения энергоэффективности и экологической эффективности зданий. . Constr Build Mater (2020). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.120973
^ 2014-energivie-guide-des-materiaux-insolants_1478167535.pdf. консультация: июль 16, 2020. [Онлайн]. Доступно по адресу: http://www.vegetal-e.com/fichiers/2014-energivie-guide-des-materiaux-isolants_1478167535.pdf .
^ Симоэнс, Н., Фино, Р., Тадеу, А. и др.: Непокрытые расширенные пробковые плиты средней плотности для фасадов и крыш зданий: механические, гигротермические характеристики и характеристики долговечности. Constr Build Mater 200, 447–464 (2019). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.12.116
^ Фино Р., Тадеу А., Симойнс Н. и др.: Влияние периода влажной погоды на теплопередачу через стену, покрытую расширенной пробкой средней плотности без покрытия. Energy Build 165, 118–131 (2018). https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2018.01.020
^ Черки А., Реми Б., Хаббази А., Джаннот Ю., Бейлис Д. и др.: Экспериментальная характеристика тепловых свойств изоляционного композита пробка-гипс. Constr Build Mater 54, 202–209 (2014). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.12.076
^ Мунир С., Маалуфа Ю., Бакрчерки А., Хаббази А. и др.: Термические свойства композиционного материала глина/гранулированная пробка. Constr Build Mater 70, 183–190 (2014). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.07.108
^ Буссетуа, Х.: Механические и гигротермические характеристики композита пробкового бетона: экспериментальное и модельное исследование. Eur J Environ Civil Eng. 4(4). https://www.tandfonline.com/doi/abs/ , https://doi.org/10.1080/19648189.2017.1397551 . Доступ: 12 ноября 2020 г.
^ Фу, Х., Дин, Ю., Ли, М., Ли, Х., Хуанг, К., Ван, З. и др.: Исследование тепловых характеристик и гигротермического поведения деревянных каркасных стен с различными внешними условиями. Изоляционный слой: изоляционная пробковая плита и антикоррозийная сосновая плита. J Build Eng 28, 101069 (2020). https://doi.org/10.1016/j.jobe.2019.101069
^ Баррека, Ф., Мартинес Габаррон, А., Флорес Йепес, Х.А., Пастор Перес, Дж.Дж. и др.: Инновационное использование остатков гигантского тростника и пробки для панелей зданий в Средиземноморье. Resource Conserv Recycl 140, 259–266 (2019). https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2018.10.005
^ Маалуф, К., Буссетуа, Х., Мусса, Т., Лачи, М., Белхамри, А.: Экспериментальное и численное исследование гигротермического поведения пробковых бетонных панелей в северном Алжире. (2015)
^ Эль Варди, Ф. З., Хаббази, А., Черки, А.-Б., Халдун, А.: Термомеханическое исследование сэндвич-материала с экологическими добавками. Constr Build Mater 252, 119093 (2020). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.119093

[1] Пачеко Менор, MC, Серна Рос, П., Масиас Гарсиа, А., Аревало Кабальеро, МДж: Гранулированная пробка с корой, характеризующаяся как экологически чистый легкий заполнитель для материалов на основе цемента. J Clean Prod. 229, 358–373 (2019). https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.04.154

[2] Кнапич С., Оливейра В., Мачадо Дж. С., Перейра Х. и др.: Пробка как строительный материал: обзор. Евро. Дж. Вуд Прод. 74(6), 775–791 (2016). https://doi.org/10.1007/s00107-016-1076-4

[3] Лимам А., Зерайзер А., Кенар Д., Салли Х., Ченак А.: Экспериментальная термическая характеристика материалов на биологической основе (сосна Алеппо, пробка и их композиты) для изоляции зданий. Energy Build 116, 89–95 (2016). https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2016.01.007

[4] Симоэнс, Н., Фино, Р., Тадеу, А. и др.: Непокрытые расширенные пробковые плиты средней плотности для фасадов и крыш зданий: механические, гигротермические характеристики и характеристики долговечности. Constr Build Mater 200, 447–464 (2019). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.12.116

[5] Франческо, Б., Фичера, Ч.Р.: Оценка теплоизоляционных характеристик агломерированных пробковых плит. Wood Fiber Sci 48(2), 96–103 (2016)

[6] Тедждити, А.К., Гомари, Ф., Талеб, О., Беларби, Р., Тарик Бухрауа, Р. и др.: Потенциал использования первичной пробки в качестве заполнителей при разработке нового легкого бетона. Constr Build Mater 265, 120734 (2020). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.120734

[7] Баррека, Ф., Мартинес Габаррон, А., Флорес Йепес, Х.А., Пастор Перес, Дж.Дж. и др.: Инновационное использование остатков гигантского тростника и пробки для панелей зданий в Средиземноморье. Resource Conserv Recycl 140, 259–266 (2019). https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2018.10.005

[8] Торрес-Ривас А., Позо К., Палумбо М., Эвертовска А., Хименес Л., Боер Д. и др.: Систематическое сочетание изоляционных биоматериалов для повышения энергоэффективности и экологической эффективности зданий. . Constr Build Mater (2020). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.120973

[9] 2014-energivie-guide-des-materiaux-insolants_1478167535.pdf. консультация: июль 16, 2020. [Онлайн]. Доступно по адресу: http://www.vegetal-e.com/fichiers/2014-energivie-guide-des-materiaux-isolants_1478167535.pdf .

[10] Симоэнс, Н., Фино, Р., Тадеу, А. и др.: Непокрытые расширенные пробковые плиты средней плотности для фасадов и крыш зданий: механические, гигротермические характеристики и характеристики долговечности. Constr Build Mater 200, 447–464 (2019). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.12.116

[11] Фино Р., Тадеу А., Симойнс Н. и др.: Влияние периода влажной погоды на теплопередачу через стену, покрытую расширенной пробкой средней плотности без покрытия. Energy Build 165, 118–131 (2018). https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2018.01.020

[12] Черки А., Реми Б., Хаббази А., Джаннот Ю., Бейлис Д. и др.: Экспериментальная характеристика тепловых свойств изоляционного композита пробка-гипс. Constr Build Mater 54, 202–209 (2014). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.12.076

[13] Мунир С., Маалуфа Ю., Бакрчерки А., Хаббази А. и др.: Термические свойства композиционного материала глина/гранулированная пробка. Constr Build Mater 70, 183–190 (2014). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.07.108

[14] Буссетуа, Х.: Механические и гигротермические характеристики композита пробкового бетона: экспериментальное и модельное исследование. Eur J Environ Civil Eng. 4(4). https://www.tandfonline.com/doi/abs/ , https://doi.org/10.1080/19648189.2017.1397551 . Доступ: 12 ноября 2020 г.

[15] Фу, Х., Дин, Ю., Ли, М., Ли, Х., Хуанг, К., Ван, З. и др.: Исследование тепловых характеристик и гигротермического поведения деревянных каркасных стен с различными внешними условиями. Изоляционный слой: изоляционная пробковая плита и антикоррозийная сосновая плита. J Build Eng 28, 101069 (2020). https://doi.org/10.1016/j.jobe.2019.101069

[16] Баррека, Ф., Мартинес Габаррон, А., Флорес Йепес, Х.А., Пастор Перес, Дж.Дж. и др.: Инновационное использование остатков гигантского тростника и пробки для панелей зданий в Средиземноморье. Resource Conserv Recycl 140, 259–266 (2019). https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2018.10.005

[17] Маалуф, К., Буссетуа, Х., Мусса, Т., Лачи, М., Белхамри, А.: Экспериментальное и численное исследование гигротермического поведения пробковых бетонных панелей в северном Алжире. (2015)

[18] Эль Варди, Ф. З., Хаббази, А., Черки, А.-Б., Халдун, А.: Термомеханическое исследование сэндвич-материала с экологическими добавками. Constr Build Mater 252, 119093 (2020). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.119093

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]