A környezetkímélő építés anyagai

A környezetkímélő építés anyagai

A környezetkímélő építés anyagai lehetnek • • • •

természetes anyagok (föld, vályog, kő….) megújuló anyagok (fa, szalma, len, kender…) újrahasznosított anyagok (papír, műanyag, tégla…) olyan high-tech anyagok, amikkel csökkenthetők a környezetkárosító technológiák

Dr. Józsa Zsuzsanna c. egyetemi tanár

A környezetkímélő építés anyagaitól elvárjuk,

Természetes anyagok Szárított tégla már i.e. 6000

hogy legyen • kicsi az előállítás nyersanyag- és energiaszükséglete, • kevés a kibocsátott káros anyagok mennyisége, • kevés hulladék keletkezzen, • kicsi a beépítés energiaszükséglete, • a használata során kialakuló lakóklíma egészséges. • életciklus elemzése a teljes életpályára.

babilóniaiak, asszírok, hettiták, kínaiak

A környezetkímélő építés anyagai Dr. Józsa Zs.

Vályog épületek - Jemen A környezetkímélő építés anyagai Dr. Józsa Zs.


1

Kínai Nagyfal építése (Bourdon, Abrams)



Steve Webel

• Peru – Asram templom építése


A térképlapot Posner Károly Lajos és Fia térképészeti műintézete metszette és nyomtatta, Budapesten, 1896-ban



2

Hagyományos vályogfalak (Istvánfi, 1997) A) hantfal gyeptéglából B) gömbölyeges sárfal C) rakott fal D) sövény közé tömött (többrétegű) fal

E, F) vertfal G) patics fal H) vályogtégla fal

Csömöszölt (vert) vályogfalas és rakott falas építési mód [Molnár V.]



Tibet – a falak szerkezeti rendszere A falak a felsőbb szinteken vályog téglából, vagy döngölt földből, míg a földszinten és az alsóbb szinteken kőből, illetve apró kövekből készültek.

Tibet – Zhigatse Tashilhunpo Monastery Foto: DeZső

Mustang - Chele 3050 m

A környezetkímélő építés anyagai Dr. Józsa Zs. Foto: DeZső


Mustang - Lo Manthang Thugchen Gompa Foto: National Geographic


Tibet – Gyance Monastery

Foto: DeZső


3

Mustang - Lo Manthang Thugchen Gompa


Foto: National Geographic




Mustang - Nyphu Gompa 4100 m


Foto: DeZső




Préselt vályogtégla

Vályogvetés. Felső felület lehúzása [Szűcs M.] A környezetkímélő építés anyagai Dr. Józsa Zs.


4

Réteges szerkezetű anyagásvány (montmorillonit)



A sovány vályog jó vályogkészítésre

Homokos vályog


Sovány vályog

Kövér vályog – túl agyagos


Az agyagok testsűrűsége és zsugorodása Testsűrűség [kg/m3]

Zsugorodás [%]

1750

szétesik, nincs adat

Sovány agyag

1850

1-2,5

Félkövér agyag

1900

2-3,5

Kövér agyag

2000

3-5

2200-2400

4-10

Agyagfajták Homokos, löszös agyag

Nagyon kövér agyag


Az agyag száradáskor zsugorodik!


5

Soványító anyagok • homok • szalma • pelyva • törek • fűrészpor • kender • szecska stb. A környezetkímélő építés anyagai Dr. Józsa Zs.


Testsűrűség [kg/m3]

Nyomószilárdság [N/mm2]

Hővezetési tényező [W/mK]

1200

1,0

0,47

Rosterősítésű vályog

1200-1700

2,0

0,7

Nehéz vályog

1800-2000

4,0

0,93

Vályogfajták Könnyűvályog





6

A vályogépítés előnyei I. • • • • • • •

A vályogépítés előnyei II.

kellemes belső klíma; jó hőtároló képesség; kedvező hőmérséklet- és páraszabályozás; jó épületakusztikai tulajdonságok; nem éghető, tűzbiztos; konzerválja a beépített faanyagokat; a kozmikus elektromágneses sugárzások jelentős részét elnyeli; A környezetkímélő építés anyagai Dr. Józsa Zs.


A hagyományos vályogépítés hátrányai

• természetes, visszaforgatható nyersanyagok használata; • olcsó építőanyag; • könnyen formálható, alakítható; • bárki számára megtanulható, elsajátítható technológia; • zömében helyi anyagok használata, kicsi környezetterhelés (szállítás, építés); • kicsi bevitt (primer) energiatartalom.

szilárdsága nagyon függ a nedvességtartalomtól a víztől (árvíz, belvíz, csőtörés stb.) óvni kell! lassan szárad ki fagyveszélyes nagy a száradási zsugorodása nem mindig megfelelő a vakolattartása rossz a hőszigetelő képessége folyamatos karbantartást igényel a kivitelezés az időjárástól függ A környezetkímélő építés anyagai Dr. Józsa Zs.

Alapozás nélküli, alápincézetlen épület lábazata és kapcsolódó szerkezetei felújítás előtt. (Szűcs M.)


„Szupervályog”

(Szűcs M.)


7

Szupervályog

Nader Khalili (1936‐2008)



Mi az a szupervályog?

A szupervályog-technológia eredete • Szupervályog = földzsák = szuperblokk = zsákvályog • Nader Khalili (1936-2008) iráni származású amerikai építész 1991-ben alapította meg a California Institute of Earth Art and Architecture (Cal-Earth) –t. • Az építési módszer ötvözi a tradicionális, évezredes technikákat a legújabb módszerekkel, anyagokkal. • A technológián alapuló javaslataival Khalili meghívást nyert a NASA „Hold bázisok és aktivitás a világűrben a XXI. században” programjába is.



Szupervályog-építés 1. 2.

3. 4. 5. 6.

Föld: helyben kitermelt 5-30%-os agyagtartalmú föld; Stabilizáló anyag (opcionális) amely a földet megköti, növeli a szerkezet stabilitását és vízállóságát, pl. mész, gipsz, cement, kátrány, gyanta, lenolajkence, enyv stb.; Körszövött (víz- és légáteresztő) polipropilén tömlő vagy zsák, amelybe a kialakítandó fal helyén beletöltjük a földet; Döngölés: a tömlőbe/zsákba töltött földkeveréket összetömöríti; Horganyzott szögesdrót: a földzsák-hurka sorokat egymáshoz rögzíti; Ívelt falak, formák, ablak- és ajtónyílások: az építéskor még hajlékony szupervályog-hurkákból ívelt falakat, boltíveket, kupolákat lehet formálni A környezetkímélő építés anyagai Dr. Józsa Zs.


8

A vályogépítés hátrányai, amelyeket a szupervályog kiküszöböl • • • • • •

Szalmabála építés

megfelelő szilárdság tartós, időtálló építőanyag földrengés biztosabb, mint a hagyományos víz- és nedvesség ellenálló (árvíz, belvíz!) időjárástól (eső) független kivitelezés csökken a fal beépítés utáni zsugorodása

A szalmának három fő ellensége: a tűz, a víz és a rágcsálók ha vakolt, mindhárom ellen védett Hf Agura Eszter


50


Szalmabála panel

Szalmabála panel

A szalmabálaépítészet rendkívül környezetbarát és energia hatékony módszer, ugyanakkor nagyon gondos kivitelezést és nagy szakértelmet igényel. A brit Modcell

Technológia:

cég nemrég előállt egy olyan rendszerrel, amelynél a

A házak építéséhez szükséges panelek előre gyártva,

szalmabálaépítészetet

az előre gyártott panelek

üzemben készülnek el, fa vázszerkezettel és az azt

technológiájával ötvözik. Az eredmény egy nagyon

kitöltő, helyileg megtermelt szalmával. A panelek lég‐

tetszetős és a fenntartható építészet elveinek teljes

tömörek, ellenállnak a korhadásnak, és gyártásukkor

mértékben megfelelő készház.

szinte egyáltalán nem keletkezik hulladék. A panelek külsejét mészvakolattal vonják be, erre a tűz‐ és

Hőszigetelő

képességük kitűnő, fajlagos energia

fogyasztásuk kevesebb, mint 50

kWh/m2év,

de 15

mechanikai károsodások megakadályozása végett van szükség – ezen kívül fontos szerepe van a légzárás és a

kWh/m2év‐re is csökkenthető.

páraáteresztés biztosításában. Végül a vakolatot kazeinos

A természetes anyagok használata pedig lehetővé teszi,

mészfestéssel kezelik, hogy a felület védelmét

hogy az épületben tartózkodóknak ne kelljen káros

biztosítsák.

oldószereket belélegezniük. A kicsi energia fogyasztás eredményeként a fenntartási költségeket hosszú távon is alacsonyan lehet tartani. 53

Mezei Virág ‐ F9RFSY ‐ Építőanyagok 3. –Házi feladat ‐ Szalmabála panel , környezetbarát és energia hatékony‐ 2011.12.16.

54


9

Szalmabála panel

Szalmabála panel

A szalmaház előnyös tulajdonságai Tűzvédelmi jellemzői: • Alacsony energiafelhasználás (A, A+). • A levegő páratartalma természetes módon szabályozott, és mindig közelít az optimálishoz. • Az épület nyáron nem igényel mesterséges hűtést. • Jó hangszigetelő. • A felhasznált természetes anyagoknak nincs káros‐ anyag kibocsátásuk. • A felhasznált építőanyagok előállítása nagyrészt megújuló‐energiaforrásokat vesz igénybe. •Más hagyományos építési módokkal azonos élettartam, a tervezésre, kivitelezésre és használatra vonatkozó előírások betartása esetén. • A visszamaradt anyagok megsemmisítése nem károsítja a környezetet. • A megújuló, gyakran helyi anyagok alkalmazásával alacsony a beépített energia. • A szalma és fa keletkezése – szemben más építőanyagokkal – nagy mennyiségű negatív CO2 kibocsátással, azaz CO2 elnyeléssel jár, így az átlagos szalmaház építése CO2 semleges. 55


• • • •

szalmaház

úgynevezett

hármas

tűzvédelmi

fokozatba tartozik. Vagyis az épületek legalább 45 percen át bírják a tűz ostromát sérülés vagy füstszivárgás nélkül. A szalma tehát hiába könnyen éghető, a vakolatba burkolva épp annyira biztonságos, mint a hagyományos építőanyagok. A hármas tűzvédelmi fokozat Termékjellemzők és mértékegységeik

Besorolás

Vizsgálati/értékelési mód

A falszerkezet tűzállósági határértéke

REI 45

MSZ 14800-1:1989

A falszerkezet tűzvédelmi osztálya

B

MSZ EN 135012:2008

A vakolóanyag tűzvédelmi osztály

A2

MSZ EN 135011:2007

Födém tűzállósági határértéke

REI 30

MSZ 14800-1:1989

A födémszerkezet tűzvédelmi osztálya

B, C, D

MSZ EN 135012:2008

alapján

a

szalmaházak

akár

oktatási,

egészségügyi intézményeknek is helyet adhatnak. A szerkezet tűzvédelmi tulajdonságait az A‐1/2008 számú ÉME és a hozzá tartozó Alkalmassági Vizsgálati Jegyzőkönyv adja meg: Felhasznált irodalom: [1]http://ingatlanmenedzser.hu/gazdasag/2010/1/12/20100112_szalmaval_ belelt_panelekbol_keszult_haz_a. – 2011.12.15. [2]http://www.modcell.com/– 2011.12.15.

56


Cellulózszigetelés

A növényzet, mint építőanyag •

A

hőszigetel, aránylag állandó hőmérséklet van a zöld fal, és a hordozófal közötti kis résben, ami segíti tartani a főfal hőháztartását energiatakarékos, csökkenti az energiafelhasználást a fal hangszigetelő tulajdonságait is javítja a levegőre is kedvezően hat, megköti a szennyeződéseket, és oxigént termel a növények megtisztítják a kissé szennyezett vizet is

Műszaki paraméterek: Hővezetési tényező: 0,037-0,041W/mK Tűzveszélyességi osztály: B2 s2 d0 vagyis éghetetlen, tűznek 30 percig ellenálló anyag Zajvédelmi besorolás: EN ISO 140-3 (7,5cm vastagságban 49 dB) Hőtároló képesség: 1,9KJ/kg K Testsűrűség: vízszintes felületen 28-40kg/m3 függőleges felületen 38-65 kg/m3 tetősík felületen 38-65kg/m3 Lépésállóság: zárt befújásos technológia esetén lépésálló Kémhatás: 7,8-8,3 (enyhén lúgos)

Az alumínium tárolóegységek mérete: 500mm/széles/*500mm/magas/*100mm/mély/ tömege: - szárazon: 3,6kg - nedvesen: 5,8kg

Összetétel: 81% újrafelhasznált papír 12%antipyrin-borsav (rágcsálóvédelem miatt) 7% antiseptic-borax

Hf Baranyai Ágnes


Len

Len

Len növény (lágyszárú gólyaorrféle) 80-100 cm magas. Számos felhasználású: étkezési célra, lenolaj előállítása (magok), hőszigetelés, textil (rostok)

Kialakítás

ρ kg/m3

λ W/mK

Tömítés

40-50

0,045

Szigetelő tábla

20-40

0,04

Lemez

kb. 20

0,042


Teljes élettartam jellemzői Alapanyag: megújuló Előállítás: aratás (géppel), harmatáztatás (6-8-hét), préselés, magok elválasztása, rostok elválasztása (törés, tilolás), tisztítás, kóc → tömítőanyag, további feldolgozás Használata nem káros Élettartam feltehetően magas (szövet) Újrafelhasználható ill. komposztálható Szállítás költséges és energiaigényes A környezetkímélő építés anyagai Dr. Józsa Zs.

10

Farostlemez

Farostlemez

Teljes élettartam jellemzői Alapanyag: megújuló Előállítás: aprítás, forró gőzős kezelés, szálakra bontás, rögzítő anyag hozzáadása (bitumen, Na-hidroxid, Parafin v. fehérenyv), nedvesítés, préselés, szárítás, vágás Használata nem káros (ha nem bitumenes) Élettartam száraz helyen magas Újrafelhasználható ill. komposztálható (ha nem bitumenes) Helyben rendelkezésre áll

Tűlevelű fenyőfélék hulladékai, amik a fafeldolgozás során keletkeznek. Építőiparban, pl. lépéshangszigetelés, tetőtér-beépítés lemezei, stb. Kialakítás

ρ kg/m3

λ W/mK

Hőszigetelő lemez enyv kötésű

250-270

0,06

170

0,045

Hőszigetelő lemez bitumen kötésű



Fagyapot lemez Faforgács lemez

Fagyapot lemez Faforgács lemez Famaradékból készül, cement, ill. magnezit kötéssel pl: építőlemezek (vakolható), hőszigetelő lemezek gyakran más anyaggal kombinálva. ρ kg/m3

λ W/mK

Magnezitkötésű

300

0,09-0,1

Cementkötésű

330

0,09

Kialakítás

Teljes élettartam jellemzői Alapanyag: részben megújuló Előállítás: famaradék legyalulása/aprítása, ásványosítás, (alumíniumszulfát/ magnéziumszulfát/ kalciumklorid) nedvesítés, kötés magnezittel (49% fa), vagy cementtel (35% fa), formába préselés, kizsaluzás (2 nap után), szárítás, szélezés Káros hatások nem ismertek Használható felújításoknál vakolat alá, vagy bennmaradó zsaluzatként, zajárnyékoló falként stb. Elméletileg újrafelhasználható Szállítás gyárból az építkezésre



PAPÍR •

Shigeru Ban, World Architecture-díjas japán építész hírnevét az építésben alapvetően szokatlan papírszerkezeteinek köszönheti. Szerinte papírból építeni azért helyénvaló, mert könnyű, olcsó, gyors, földrengésbiztos és takarékos.

•

2008-ban a velencei Építészeti Biennále egyik sztárja Li Xianggang papírháza volt. Építéséhez papírtéglákat, papírhengereket és ragasztót használtak fel. A szerkezet stabilitása érdekében fém elemeket is be kellett építeni, ám a ház jelentős része papírból készült. A kínai pavilon akkori témája a hétköznapi építészet volt. A témát és megoldásokat azonban nagyban befolyásolta a májusban, Szecsuánban pusztító földrengés. Tízezreket temettek alá a nem megfelelő minőségű lakó- és középületek. A papírház nem ad szükségképpen választ a felmerült kérdésekre, de rámutat arra, hogy a gondos tervezés és kivitelezés a megoldás hosszú távon, még akkor is, ha néha meghökkentő anyagokkal próbálkoznak. Xianggang azt remélte, hogy a papírház rámutat arra, hogy mennyire fontos a jól megtervezett szerkezet.

•

• •

Épületek, építmények

Papír koncert csarnok, l’Aquila, Itália, 2009

A svájci Gerd Niemöller találmánya alapján újrahasznosított papírból és műgyantából készített panelekből összeszerelhető házat lehet építeni. A gyantával átitatott újrahasznosított papírból vékony, könnyű és erős, méhsejt alakú elemeket készítenek, amely a falpanel belső szerkezetét alkotja. Az új építőanyag neve Swisscell, kiváló hőszigetelő, meglepően erős és rugalmas. Gyártása rendkívül olcsó, a gyártógép könnyen mobilizálható. A találmány felhasználásával egy német segélyszervezet (GTZ) és Dirk Donath építész a weimari Bauhaus Egyetemről kifejlesztett egy bárhol felállítható moduláris házat. A 36 m2 alapterületű, 800 kg tömegű szállás mindössze 5000 dollárból felépíthető. Az összeszerelhető papírház gyors és olcsó megoldást jelenthet a fejlődő országok és katasztrófa sújtotta területek lakásproblémáira.

Hf Harmat Anna

Papír templom, Taiwan, 2008


HF Pusztai Anna

11

Épületek, építmények

PAPÍRBETON •

•

Papírhíd, Nimes, Franciaország, 2007

•

Szingapúri biennálé, Szingapúri pavilon, 2006 •

A papírbeton előállítása nagyon egyszerű folyamat. Legfőbb alkotóelemei a papír, a föld és a víz. A papírt vízben kell puhára áztatni és összeturmixolni, majd homokkal és portlandcementtel elkeverni. A papír aránya 50-80% közötti lehet, míg a cement elég, ha 10% körüli arányú. A homokot földdel is lehet helyettesíteni, a legerősebb papírbetonhoz pedig homok helyett mészkövet kell alkalmazni. Aminek a legfontosabb szerepe van az előállítás során az a vízadagolás, mely során a rost-beton rostszálai telítődnek cementtel, ami biztosítja az anyag egyenletes szerkezetét. Ennek köszönhetően a felesleges víz egyszerűen elpárolog, vagy a földbe szivárog. A massza elkészülése után következik a formázás. A falazáshoz tetszőleges formájú és méretű rostcement téglák készíthetők (beönthetjük zsaluelemek közé), vagy akár szórással is felhordható valamilyen más felületre (pl. vakológéppel). Egy kicsit fejlettebb technológiával akár csaphornyos téglát is ki lehet alakítani, mely a jobb illeszthetőség szempontjából fontos. Aljzatbetonként a hagyományos betonhoz hasonlóan kiöntés után csak el kell simítani

Felhasznált irodalom: •http://www.shigerubanarchitects.com/SBA_WOR KS/SBA_PAPER/SBA_Paper_index.htm

Hf Gulyás Márta

A környezetkímélő építés anyagai • http://www.mernokbazis.hu/cikkek/ultraeros‐ papir Dr. Józsa Zs. • http://hu.wikipedia.org/wiki/Pap%C3%ADr HF Pusztai Anna

Újrahasznosított tégla

Pécs, Barbakán

Debrecen, 2006. október 13.


Debrecen, 2006. október 13.


Hulladékhasznosítás



12

EcoARK

(Taipei, Taiwan)

PET palack



Iskola építése PET palackból


Épületek PET palackból


Hf. Gál Tamás

AUTÓGUMI, MINT ÉPÍTŐANYAG?

Hf Kostka Judit

Hf. Gál Tamás

„Az autóguminak 4 fő összetevője van: gumi, szövet, vegyi anyagok és fém. Belülről a gumiabroncs szilárdsága vázas szerkezetből épül fel, amelyet szövet-textilbetétek alkotnak és körbefutó szövet- vagy acélbetéteket tartalmaz. A gumiabroncs merev vázát a - nagy szakítószilárdságú, gumibevonatú acélszálakból álló - peremek adják, amelyek használat közben a gumiabroncsot biztonsággal a tárcsához szorítják. A gumiabroncsot vegyi összetevői ellenállóvá teszik az elhasználódással, a hővel és az elöregedéssel szemben. Reynolds felfedezte, hogy az eldobott autógumi egy rendkívül ellenálló, rugalmas anyag, ami földdel megtömve szélnek és földrengésnek jól ellenáll, és bármilyen téglafallal vetekszik, arról nem is beszélve, hogy hőtároló kapacitása óriási. A közhiedelemmel ellentétben a gumi egy természetbarát anyag, mely csak megsemmisítve szennyezi a környezetet. Azon kívül, hogy ingyen rendelkezésre álló „szemetet” hasznosít újra,a háznak további előnyei is vannak: például nem kell alapokat ásni, mivel a gumifalak elég szélesek ahhoz, hogy ne terheljék a földet: egyszerűen leterítenek egy műanyag fóliát, és arra van ráépítve a ház. Úgy akadályozzák meg, hogy a falak el ne ferdüljenek, hogy minden fal tetőig körbe van hányva földdel – a földréteg szigetelés szempontjából is hasznos, így a házban még télen is 21-25 fokos hőmérséklet lehet. A gumiház hátránya, ha a gumik földdel való megtömése nem tökéletes a falak megereszkedhetnek.”

Hf. Gál Tamás

Parafadugó A parafát szigetelésként burkolatként gyakran alkalmazzák, viszont homlokzatburkolatként, dugó formájában ritkán. Ezt a szokatlan megoldást alkalmazta Miroslav Svoboda családi házán, akinek két évébe és 180 ezer dugóba került ez az kialakítás.


HF 2011 Földesi Tímea

13

Parafadugó

Parafadugó Alkalmazás módja:

Műszaki paraméterek:

A már használt dugók esetében (borosdugók): A szagok, baktériumok okozta penész, illetve elszíneződés megszüntetése érdekében fertőtlenítő fürdőt vett dugókat a szárítás után félbevágott állapotban, cementbe ágyazva helyezték fel a falakra. Ez esetben a már hasznavehetetlen dugók újra felhasználásra kerülnek.

Nyersanyaga: paratölgy kérge Sűrűség: kb 120 kg/m3 Hővezetési tényező: 0,04 W/mK Hajlítószilárdság: 0,18 N/mm2 Nyomószilárdság: 0,02 N/mm2 Rugalmassági modulus: 5 N/mm2 Felületi szakítószilárdság: 0,094 N/mm2 Fajhő: 1,67 KJ/kgK Hőátbocsátási tényezője 40 mm-es dugó réteg esetén: 0,862 W/m2K Méretstabilitás: Stabil, nem tágul nem zsugorodik.

A még natúr dugók esetében: A dugókon mosást és fertőtlenítést alkalmaznak, erre a célra hidrogén-peroxidos mosást, mikrohullámos kezelést, esetleg ózont használnak. A szárítás során beállítják a dugók végleges nedvességtartalmát. Esetenként parafaporral is beborítják őket. A felületkezelés után ágyazórétegbe helyezve a falra kerülnek.

A felhasználás lehetséges területei:

Általános kémiai összetétele:

-szuberin: (45%) ez a sejtfalak fő alkotórésze, a dugó rugalmasságát biztosítja, -lignin: (27%) kötőanyagként funkcionál, -poliszacharidok: (12%) a sejtfal struktúrájának kialakítását segítő vegyületek, -tanninok: (6%) polifenol-vegyületek, melyek elsősorban a színért felelősek, -ceroidok: (5%) hidrofób elemek, amelyek a dugó impermeábilitásában is szerepet játszanak a fennmaradó 4% pedig ásványi anyagok, víz, glycerin, stb.

‐homlokzatburkolat, fokozott hangszigetelési követelményeket előíró falazat burkolataként is (belső burkolat, padlóburkolat)



Parafadugó

Ma még drága high-tech anyagok, amelyekkel az épületek energiavesztesége csökkenthető:

Előnyei: - környezetbarát: természetes anyag, burkolat - kopásálló, rugalmas: a külső nyomás megszünésével visszanyeri eredeti alakját - tartós burkolat - vízálló, a nedvesség ellen is kiváló szigetelő tulajdonságokkal rendelkezik méh-sejt szerkezetének köszönhetően. A parafa burkolat nem penészedik, nem gombásodik, amennyiben megfelelő a felületkezelés - jó hőszigetelő, az egyenletesen, pontosan és aprólékosan elhelyezkedő levegő-cellák biztosítják, a parafa burkolatnak ez az egyik óriási előnye a kővel szemben, mivel meleg, otthonos, természetes hatás alakítható ki általa - hang- és rezgésszigetelő, a levegővel telített sejtek "légpárnaként" működnek, a parafa így a kívülről közvetlenül érkező zajokat, rezgéseket ugyanolyan jól csökkenti, mint az átszűrődő zajokat - antiallergén - dekoratív - nehezen gyullad, rosszul ég, tűzveszélyességi szempontból biztonságosabb, mint más faburkolólap

• • • •


Transzparens hőszigetelés 1. •

transzparens hőszigetelés aerogél vákuumpanel fotovoltaikus üveg


Transzparens hőszigetelés 2.

úgy működik, mint a Trombe fal


Honeycomb Transparent Insulation with Improved Insulating Ability Douglas I. Milburn U.S. Patent No.: US 6,699,559 B1 2004.03.02

84

14

Transzparens hőszigetelések

Aerogél

Épületenergetikailag három változat:

1. Közvetlen hasznosítású rendszerek A hőszigetelő anyagot üvegtáblák, üvegpallók közé beépítve áttetsző felületek építhetők, melyeken a látható fény, illetve a sugárzás is bejut a belső térbe, mely a felületeken elnyelődve hőként sugárzik vissza,felmelegítve a tér levegőjét.

télen, nappal

2. Szolár-falak A szolár-falaknál a transzparens hőszigetelésen átjutó sugárzás a hátfal felületének bevonatán nyelődik el. A keletkező hőáram a hőszigetelés miatt kifelé nem, csak befelé tud mozogni, s a fal belső felületén átadódik a tér levegőjének.

3. Hőtechnikailag elválasztott rendszerek Ezekben a rendszerekben a napsugárzás a belső tértől elszigetelt hőnyelő felületen alakul hővé. A hő csatornarendszeren keresztül a belső térbe, vagy hőtárolóba jut. A hő szállítása gépészeti rendszerekkel történik, ezért jól szabályozható, egész épületre hasznosítható. Ez az úgynevezett hibrid szoláris rendszer.

nyáron, nappal

Rövid történet 1931-ben Samuel Stephens Kistler állított elő aerogélt, miután fogadott Charles Learneddel, hogy képes a zselében a folyadékot gázzal kicserélni, anélkül, hogy a zselé összeroskadna. A szuperkritikus szárításnak nevezett eljárással nagy nyomáson és hőmérsékleten vízüvegből állított elő szilika aerogélt. A porózus anyagot, amelyet így kapott, Kistler nevezte el aerogélnek.

- mögöttes fallal párhuzamos síkokból áll - hátfalra merőleges, sejtszerű vagy kapilláris - durva pórusú (kamrás szerkezetű) - finom pórusú (kvázi-homogén).



Aerogél • •

•

áttetsző vagy opaque

Aerogélek

A pórusok átmérője 1-100 nm közötti. A levegő nem tud cirkulálni a pórusrendszerében, ezért kitűnő hőszigetelő anyag, ezen kívül jó elektromos szigetelő, tűzálló, víztaszító. Az 5-100 nm közötti részecskéken a látható fény rövidebb hullámhosszúságú sugarai áthaladása során Rayleigh-szórás jön létre (ez ugyanaz a jelenség, amitől az eget kéknek látjuk), ami miatt az átlátszó anyag sötét háttér előtt kéknek, világos háttér előtt sárgának látszik, ezért is nevezik megfagyott füstnek. Több mint 90%-át levegő alkotja, ettől olyan kicsi a testsűrűsége. A leggyakrabban alkalmazott fajta a szilika aerogél, mely – a kvarcüveghez hasonlóan – szilícium és oxigén atomokból áll.

• Az eddig ismert legkisebb testsűrűségű anyag • Rendkívül jó hőszigetelő anyag, a kis érintkezési felület miatt és a nanopórusok kicsi üregei miatt, amely megakadályozza levegő cirkulációját • Kis testsűrűsége ellenére strukturálisan rendkívül erős, saját súlyának kétezerszeresét is képes megtartani AMBERGER CINNIA ‐ AEROGÉLEK 88

Előállítás

Tulajdonságok (szilika aerogél) • • • •

Testsűrűség: ρ =1,9 kg/m3 Hővezetési tényező: λ=0,013 W/mK Porozitás: 95-99 % Törésmutató: 1,03 (közel a gázok törésmutatójához) • Kiváló elektromos szigetelő • Nagy nyomószilárdság

• Ma már számos különböző anyagból készíthető • Fajtái: szilika aerogél, szén aerogél • Gélből származik, a folyékony komponenst gáznemű anyaggal cserélve ki • Normális légköri nyomáson a gáz eltávozik, nanopórusokat (1-100 nm) hagyva maga mögött AMBERGER CINNIA ‐ AEROGÉLEK 89

AMBERGER CINNIA ‐ AEROGÉLEK 90

15

Dedmon Atlétikai Központ, Radford, VA Régi tetőszerkezet cseréje: 2 réteg PTFE réteg között aerogél szigetelés - az összesen 5 cm vastag szerkezet hőszigetelő képessége a korábbinak háromszorosa!

Felhasználás • Hőszigetelés • Transzparens hőszigetelés (átlátszóság) • Molekulaszűrők, membránok pl. víztisztítás (nanopórusok) • Űrhajósok ruhája (rendkívüli hőszigetelés) • Katalizátorhordozó (pórusok nagy felülete) • Szuperkondenzátorok (pórusok nagy felülete) AMBERGER CINNIA ‐ AEROGÉLEK 91

Fényérzékeny, fotokróm üveg A fotokróm üveg 0,01-0,1% ezüst-halogenid kristályt tartalmaz. A kristályok szinte átlátszóak ionizált állapotukban (sötétben). A napfény hatására ultraibolya fényre, az ezüst ionok ezüst atomokká válnak, elnyelik a fényt, az üveg elsötétül, átláthatatlan lesz, az ultraibolya sugárzás erősségétől függő mértékben. Erős melegítés, 50-70 Celsius fok esetén is megindul a folyamat. …” A fotokróm üveget építészeti célra általában 3 rétegű üveg szerkezetként gyártják. • Két vasmentes átlátszó húzott síküveg lap közé ragasztanak egy fotokróm üveglapot. • Összvastagság: 18 mm (3x6 mm) vagy 12 mm (3x4 mm) • Hőszigetelt, két vagy három rétegű szerkezetként is készíthető. • A fotokróm üveg minőségét az elsötétedéshez és kivilágosodáshoz szükséges időtartammal is mérik. • Az építészeti alkalmazásra szánt termék (Corning Glass Works) 1 perc alatt sötétedik el és 2 perc alatt világosodik ki.

Sportcsarnok Carquefou, Franciaország3360 m2 alapterület, 1500 m2 homlokzat Homlokzat U értéke: 0.89 W/m2K Megtakarítás: 55440 l tüzelőanyag, 38800 euro, 151000 kg szén-dioxid/év - hagyományos üvegezéshez képest

Aerogél

VÁKUUM: Alkalmazástörténet:

„

„Az OLED (Organic Light Emitting Diode) fóliát, kirakatok kijelzőihez, reklámjaihoz, fotovillamos fóliát a napsugárzásból érkező fény árammá alakításához, LED fóliát képek bemutatásához használhatunk.”

Első laboratóriumi előállítás: 17. sz. Torricelli Vákuumszivattyú (1650) Otto von Guericke Házi befőzés, ipari konzerválás Izzólámpa (1840) Termosz Sir James Dewar (ötlet 1892) (gyártás 1904) Vákuumos napkollektor ~1930 Vákuumcsomagolás Vákuum tappancs Vákuum-matrac Vákuumpaneles hőszigetelés

Hf Fazakas György

kép

Hf 2011 Egyed Mónika

A VÁKUUM ÉPÍTŐIPARI ALKALMAZÁSA: hőszigetelő tábla hőszigetelő panel vákuummal töltött üvegezésű nyílászáró λelvi= 0,003-0,008 W/m2K λtervezési= 0,008 W/mK Töltőanyag: pirogén kovasav Fedőfólia : fémbevonatú polimer fólia A külső burkolatra nehezedő nyomás: 100 kPa Távtartó anyag

• Köszönöm a figyelmüket! Hf 2011 Egyed Mónika


16

A környezetkímélő építés anyagai

Recommend Documents