Tartalomjegyzék..... u l.... u c l ű.... l l ó.... M ll pí f l l.... l u n.... ul c ó j...

Átírás

1 ö nlí ó l l l n c. :. F G ö S c n I n E Inf u u l R n M ll F jl Mul c pl n Mű u n I l G

2 Tartalomjegyzék..... u l.... u c l ű.... l l ó.... M ll pí f l l.... l u n.... ul c ó j...

3 1. Bevezetés S j l p lju pí. l j n j l n l n l. Enn l f f l n ó l n f n nn u n ű n nö. n f l n l c ö n n ó j pl l. S í l pl ló n ló nn c ö n ll l j l n nn ű fű n í ó. pí n l jló l l f n n n u u óp nló n M n l pl n j ll n ól óló.. M n l. ö n l j l l p Eu óp n ó l l n jó n l lí n j l n. n n j l n f n l n í l ö n l l l pl n n f n c ö n. n f ö n nn l j u n f l n l n j l n f l n ó l l n j. Enn ö n ln l ö. ö nc n c óju nö n n í l l l f l l lí l. l l n n lj n f n l n l n ln ó fű n. pl l l c ö n fű n n pl f nn öl n c nn n c ö n nj u n. pp n ll pí ju n n ö n l p n ól lönö n f n f l pl n l.

4 2. Kutatási terület l n f jl ö n n p ll n ll pí ju n pj n n l jló l n l lló. ö n l n n l n f l l j n j l n ul. l l j j l nl l ö n llun l p c n j nn n j l n fl l n j l. n u p l ó l nö ö n u pí n l l l l ó. n n ö l n l n f jl n. n j f l l n ll n ól n f l l n l u j l n fun c ój pl n ll. E p lönf l ö nlí ó l l. u n l n j nn n f jl l p l n u c l l. n j ll n n l u c. í n l p n nö n f l p í j n j ö n l. f l í n ű p l l í j. í l l u c l l f ln l p n lc ó n n nn n ll n l ö n önn n l í ó j n í ó. lönl ln ló n l n. u c l í l ó nn ű. ll ó nn ull n í n l n j. l p n n l l í l n n l l. E u ó p ö u n c l j í pí p f l n l ö n l ű.

5 3. Kutatási célkitűzések l l nul n lföl l ól n lj n n l n f jl n ö n l l ű n. u ó un c lj l f jl f l n l l l l n. M l u c l n j l f l n ll l. u c l n ó lföl l n n u c l n í n n n n í l l. u c lj l j lölj u c l n í n l n ó l f n n ul j n j lönf l l ó u l n l. E n ö ö pí p n n l l n p l ll ju n ó ű lí l. l u n ö l : u c l f l l l n n ló l l lj í l n n ó n ö l n l n lí l ó n l l ó l l l n l l u c l l n n f l l f l lí l n í l f n f l n í l ö nlí ó l n l n n n l ö l n n u c n j ll l l n u c l f c n pl f ul j n n ö f. l ö l n ul :

6 í f l l n ö n l l u l n n ll n ö n l l l ul n nc j c n ló n l l p l n n c n ul j n l óp n óp l ű ű c n ul j n ö f ű ű pl f ul j n ö f p l ű ű c n pl f ul j n l pj n 4. Alkalmazott módszerek l n ll c lj ól ö nlí l p ll j löln. M l u c l n ó l n l í c l n n ó n f p p f j löl l l pj n lönf l l n ö l n l n nn. In l n l n ól. l l f n ul j n l l n l n pí p n l ó l : ll n ó ö l n ö ö í f l p l lj í í u n l ó n ó jlí ó l l p l n n l p n l p n l n l n l pj n u c l l f n n ul j n l l ö nlí pí p n n l l n l.

7 El í f l l l l ul lönf l f c n pl f ul j n. l ű ű ó n ó jlí ó l ö ö f l n pc l ű ű ll n l p ö ö. n l legkisebb négyzetek módszerét n l. Tulajdonság Mért. Alkalmazott Min. Max. Átlag egység szabvány érték érték ű ű MS E M ll n ó MS E M ll n ó MS E n.. í f l l l MS E í f l l lj MS E ó l MS E ó l MS E ó l MS E jlí ó l MS E n MS E n M MS E : n l l n lí p. l : u c l í l í l n j ll 5. Megállapítások ö nlí ó l n pp n ö ll pí : testsűrűsége l l n l n l ö méretállandósága n l l ó u ö l n ö ö l n n ó lí l nul lj í MS E n l méretállandósága n n c up n ű n n ó ö l n lj í vízfelvétele l í í n n ö l l l f p n ö öl ö lí lj í í n vízfelvétele jó l n ö l n l n l

8 p n l húzószilárdsága ö n n l. M n ö l c up n p l l ó l n nyomószilárdsága f n p ö lí. M n ö l n p l l ö l n n ó l n n ö l c f p hajlítószilárdsága n. ES jlí ó l l c n S ö l n. El p l u n p ló hőszigetelő képessége f l n n p ö l n l dinamikai merevségénél l p n l n l n ö l l f l c lluló l l ll ű n n ö öl n ó u c l n ul j n l n n l n. ö n n ul j n ö lí f ll lj.

9 6. A doktori értekezés tézisei. : Elvégezve a hőszigetelő anyagok fejlődésének az áttanulmányozott szakirodalomban hiányos történeti szemléletű rendszerezését, megállapítottam, hogy öt fejlődéstörténeti korszakot különböztethető meg. A korszakokat a hőszigetelő anyagok szempontjából kiemelten fontos eseményeket figyelembe véve határoltam le. l. Korszak Időszak Korszakot meghatározó esemény... pí n j l n... l pl l ó l ul ó pí n.u. n l. Ip f l pl f l l n l n l l. Mű n l n l j n ul. n n n u c l pí l.. l : l n f jl ö n : Bevezettem a kukoricaszár blokk hőszigetelő anyag vizsgálatai sorába a természetes nedvességtartalom (W 0 ) fogalmát, mely hasonló a fánál már ismert nettó nedvességtartalomhoz. A természetes nedvességtartalom a normál laboratóriumi körülmények (23 C, 50% relatív páratartalom) között, valamint a meghatározott hőmérsékleten (70 C) súlyállandóságig szárított anyag tömege (m 23, m 70 ) közti különbségéből számítható: m m W = m Más hőszigetelő anyagokra nem írja elő a szabvány a természetes nedvességtartalom meghatározását, azonban hőtechnikai méréseim beigazolták ismeretének fontosságát. Határértékének túllépése esetén ugyanis jelentős mértékben megváltozik az anyag hőszigetelő képessége.

10 . : í l n l l : Megállapítottam, hogy a kukoricaszár blokk vízfelvétele az idő függvényében növekszik ugyan, de mindkét esetben meghatározható határértékhez tart. A kísérletekből kiderült, hogy a teljes vízbemerítés esetén szabványban előírt 28 naphoz képest a kukoricablokk teljes vízbemerítés esetén már 24 óra után telítettnek tekinthető... : í f l l f l u l ul f n n Részleges vízbemerítéskor viszont 24 óra után is vesz fel vizet, s a folyamat ugyan lelassul, de még 96 óránál is fennáll.. A kapillaritásnak köszönhetően 24 óra után a nedvesség a minták magasságának a feléig felszivárgott, de még 96 óra után sem jelent meg nedvesség a felső felületen. l : Bebizonyítottam a kukoricaszár blokk duzzadásérzékenységét. Megállapítottam, hogy mértéke az idő függvényében szintén növekszik, de meghatározható határértékhez tart. Teljes vízbemerítés esetén a vízfelvétellel együtt a térfogatváltozás is megáll.. Részleges vízbemerítéskor a térfogatváltozás még 96 óra után sem elhanyagolható.. 8,00 12,00 7,00 10,00 6,00 Vízfelvétel (kg/m2) 5,00 4,00 3,00 Térfogatváltozás (%) 8,00 6,00 4,00 2,00 1,00 2,00 0, ᔗ則 (óra). : u c l í f l l f n n l í í 0, ᔗ則 (óra). : u c l f l f n n l í í

11 Nedvességhatás következtében a vastagsági méretekben egy nagyságrenddel nagyobb változást tapasztaltam a lineáris méretekhez képest, ami az anyag anizotróp (préselési iránytól függő) tulajdonságával magyarázható. Megfigyeltem továbbá, hogy 24 órás teljes vízbemerítés, valamint a 96 órás részleges vízbemerítést követő kiszárítás után az anyag eredeti állaga visszanyerhető, nem történik tönkremenetel.. : M c n ul j n l : Mérési eredményeim kiértékelésével megállapítottam, hogy a kukoricaszár blokk sűrűsége és az anyag mechanikai és épületfizikai tulajdonságai között lineáris összefüggés áll fenn a vizsgált sűrűségtartományon ( kg/m 3 ) belül.. Megállapítottam továbbá, hogy a kukoricaszár blokk azon hő- és hangszigetelő anyagok csoportjába tartozik, melyek sűrűsége, valamint hő- és hangszigetelő képessége fordítottan arányos, vagyis kisebb sűrűség esetén ᔗ則résiránnᔗ則al ᔗ則árᔗ則ᔗ則zamos ᔗ則ᔗ則zószilár ság (kᔗ則a) minta 11. minta 10. minta 20. minta 19. minta Sűrűség (kg/m 3 ). : nn l p u ó l ű ű ö f ᔗ則ᔗ則omószilár ság (kᔗ則a) ᔗ則. minta 1ᔗ則. minta 13. minta 11. minta 10. minta 20. minta 19. minta 1ᔗ則. minta ᔗ則. minta 1ᔗ則. minta Sűrűség (kg/m 3 ). : n ó l ű ű ö f ᔗ則résiránᔗ則ra merᔗ則leges ᔗ則ᔗ則zószilár ság (kᔗ則a) minta 11. minta 10. minta 20. minta 19. minta Sűrűség (kg/m 3 ). : n l ó l ű ű ö f ᔗ則ᔗ則galmassági mo ᔗ則lᔗ則s (ᔗ則/mm 2 ) minta 11. minta 10. minta 20. minta 19. minta Sűrűség (kg/m 3 ). : u l ulu ű ű ö f

12 ᔗ則. minta ᔗ則inamikai merevség (ᔗ則ᔗ則/m 3 ) ᔗ則. minta 1ᔗ則. minta ᔗ則. minta 12. minta 1ᔗ則. minta 9. minta 1ᔗ則. minta : n ű ű ö f Sűrűség (kg/m 3 ). : n ű ű ö f l : Megállapítottam, hogy az anyag mechanikai tulajdonságai anizotróp (préselési iránytól függő) jellegűek. A kukoricaszár blokk szilárdsági paraméterei függnek a préselés irányától, hiszen a préselési irányra merőleges és préselési iránnyal párhuzamos húzószilárdsága közt nagyságrendi különbség mutatható ki.. A faanyagokhoz hasonlóan a kukoricaszár blokk szilárdsági paraméterei közül a préselési irányra merőleges húzószilárdsága, valamint hajlítószilárdsága a legkedvezőbb. Nyomószilárdsága és préselési iránnyal párhuzamos húzószilárdsága kedvezőtlenebb. Szintén a faanyagokkal rokon tulajdonsága, hogy a sűrűség növelésével présirányra merőleges húzószilárdsága nagyobb mértékben változik, mint nyomó- és présiránnyal párhuzamos húzószilárdsága Szilár ság (kᔗ則a) ű Sűrűség (kg/m 3 ) Présirányra mer. húzószilárdság Présiránnyal párh. húzószilárdság Nyomószilárdság Hajlítószilárdság. : p l n l l p u ó l n. : u c l lönf l c n ul j n n l ul ű ű f n n

13 . : l p l : Kísérleti eredményeim összegzésével igazoltam, hogy a kukoricaszár blokk hővezetési tényezőjének mérési eredményeit csupán a véletlen befolyásolja, mivel a mért értékek eloszlása értékei Gauss-eloszláshoz hasonlít.. A mért értékek közül a legnagyobb hányad az átlag közelében található. Tartomány Mérések Átlagos Átlagos száma sűrűség λ 㮷囷 n ρ l 㮷囷 l Összesen ,68 0,0509* : l ól ló l n n l n f l n í l. l : n l l. : n l l l : A hőmérsékletváltozás és a hővezetési tényező összefüggését vizsgálva megállapítottam, hogy nedvességhatás következtében a λ-t diagram meredekebbé válik. Kisebb nedvességtartalom esetén tehát a hőmérséklet változása kisebb mértékben befolyásolja a hővezetési tényezőt... : l n l n ö f c l : Megállapítottam, hogy a kukoricaszár blokk természetes nedvességtartalom mellett, illetve a légszáraz állapotban mért hővezetési tényezője (λ) közt elhanyagolható a különbség (max. 8%). A természetes nedvességtartalom túllépésekor viszont jelentős mértékben megváltozik az anyag hőszigetelő képessége, hiszen a nedvességtartalom és a hővezetési tényező változását leíró

14 görbe meredeksége ugrásszerűen megnő. A természetes nedvességtartalom felett minden egyes tömegszázalék nedvességtartalom közelítően 2-szeres mértékben növeli a 10 C-on és 3-szoros mértékben a 30 C-on mért hővezetési tényezőt... ᔗ則ᔗ則vezetési ténᔗ則ezᔗ則 változás (%) ᔗ則e vességtartalom (%). : n l n n ö f. ᔗ則ᔗ則vezetési ténᔗ則ezᔗ則 változás (%) ᔗ則e vességtartalom (%). : n l n n ö f : Mivel a kukoricaszár blokk azon szigetelőanyagok közé sorolható, melyek mechanikai és épületfizikai tulajdonságai között fordított arányosság áll fenn, így szükségesnek tartottam optimális sűrűségének meghatározását. Megállapítottam, hogy ez a sűrűségérték a kg/m 3 közt található. Ilyenkor a kukoricaszár blokk összes anyagtulajdonsága átlagos értéket vesz fel, vagyis közepes szilárdsági paraméterek mellett hő- és hangszigetelő képessége is megfelelő. Ezen határérték felett a mechanikai tulajdonságok a szigetelőképesség rovására javíthatók, míg alatta jó szigetelőképesség mellett mechanikai tulajdonságai erőteljesen leromlanak. l.. Fizikai jellemző Mért értékek M n l M 㮷囷 l Mértékegység Átlagérték Átlagértékhez tartozó sűrűség ρ l Húzószilárdság ( ) Húzószilárdság ( ) Nyomószilárdság Hajlítószilárdság Young-modulus* Hővezetési tényező Dinamikai merevség M. l : u c l l c n pl f ul j n ó ű ű

15 . : p nn l p u ó l l ó ű ű. : p n l ó l l ó ű ű. : n ó l l ó ű ű. : jlí ó l l ó ű ű. : n l ó ű ű. : n l ó ű ű

16 7. Összefoglalás u c l n l n ló n ll l n f jl ö n n f l l c ó n ll f l. El l l pj n j l n u c l n l p ö lí ö nló c l l l l n. n l l l ó p l ű ű ll n c up n pl f n c n ul j n f l l. u c l l l n l n ó l n ll pl í n ll. l n ll öl f l n pí. G p n u l l ll l l l l ó pl n l ló f l l f l í ll uf ö ö l. í n í f l p u jl n u ul j n n n j l l n l n l l n l ó n. f l l n c ló l l l n ll n lló p l ó p l n ű lló. M f l l l n ö n l n p l n p c n. 8. További lehetséges kutatási irányok l n n l u c l pí p n ló l l. n n l ö n pí l n l : ö l

17 pl. ul u ö n l l ó l p p l l ó p l ó l f lló l ű lló l l n ll n ll l c n ló n ö l l El l f n n n l l u c l l lí ó ön lló n l l l nn pí n p c n j n ló j l n. 9. Publikációk jegyzéke 㮷囷㮷囷 : Polisztirol homlokzati hőszigetelő rendszerek kivitelezési kérdései Inn í Mó c n ló E pí pí c n ló nf nc u p.. IS pp.. 㮷囷㮷囷. M ln : Kukoricaszár blokk ismertetése, hővezetési tényezőjének meghatározása Inn í Mó c n ló E pí pí c n ló nf nc u p.. IS pp.. 㮷囷㮷囷 : Polisztirol homlokzati hőszigetelő rendszerek károsodásai és hibaforrásai M pí p. f.. ISS pp.. 㮷囷㮷囷 : Földbeágyazott lakóépületek, M pí p. f.. ISS pp..

18 㮷囷㮷囷㮷囷㮷囷 : The historical development of thermodynamics c c n c 㮷囷 u n n l.... ISS pp.. : The birth of building physics as a modern science In n n l nf nc f S u n M lc un u u IS pp.. 㮷囷㮷囷 : The brief history of thermal insulation until the 1950s, In n n l I S u n p nf nc u p un S p n c IS pp.. 㮷囷㮷囷 : The development of thermal insulation materials from the beginnings to the appearance of plastic foams, IS l n f u n S n n Sp n c IS pp.. 㮷囷㮷囷. M ln : A kukoricaszár blokk laboratóriumi vizsgálatai, pí p F nn ó F jl E pí pí c n ló nf nc u p.. IS pp..