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
Tartalomjegyzék..... u l.... u c l ű.... l l ó.... M ll pí........ f l l.... l u n.... ul c ó j...
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.
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.
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 :
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.
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
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.
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.
. : 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 0,00 0 8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 88 96 104 ᔗ則 (óra). : u c l í f l l f n n l í í 0,00 0 8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 88 96 104 ᔗ則 (óra). : u c l f l f n n l í í
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 (120-210kg/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) 40 35 30 25 20 15 10 5 0 13. minta 11. minta 10. minta 20. minta 19. minta 140 150 160 170 180 190 200 Sűrűség (kg/m 3 ). : nn l p u ó l ű ű ö f ᔗ則ᔗ則omószilár ság (kᔗ則a) 250 200 150 100 50 0 1ᔗ則. minta 1ᔗ則. minta 13. minta 11. minta 10. minta 20. minta 19. minta 1ᔗ則. minta ᔗ則. minta 1ᔗ則. minta 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 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) 350 300 250 200 150 100 50 0 13. minta 11. minta 10. minta 20. minta 19. minta 140 150 160 170 180 190 200 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 ) 12 10 8 6 4 2 0 13. minta 11. minta 10. minta 20. minta 19. minta 140 150 160 170 180 190 200 Sűrűség (kg/m 3 ). : u l ulu ű ű ö f
20 18 1ᔗ則. minta ᔗ則inamikai merevség (ᔗ則ᔗ則/m 3 ) 16 14 12 10 8 6 4 1ᔗ則. minta 1ᔗ則. minta ᔗ則. minta 12. minta 1ᔗ則. minta 9. minta 1ᔗ則. minta 2 0 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260. : 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.. 450 400 350 Szilár ság (kᔗ則a) 300 250 200 150 ű 100 50 0 140 150 160 170 180 190 200 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
. : 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 33 170,68 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
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 (%) 120 100 80 60 40 20 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ᔗ則e vességtartalom (%). : n l n n ö f. ᔗ則ᔗ則vezetési ténᔗ則ezᔗ則 változás (%) 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 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 170-180 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
. : 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
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
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..
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..