Měření tepelně-vlhkostních vlastností materiálů na bázi dřeva

Abstract

Diplomová práca je zameraná na základné stavebné doskové materiály na báze dreva. V teoretickej časti sa píše o vlastnostiach, štruktúre, výrobe a spôsoboch ich použitia v drevostavbách. Hlavná praktická časť je zameraná na experimentálnu činnosť, na meranie tepelno-vlhkostných parametrov. Na merania sú použité konštrukčné a izolačné dosky najčastejšie používané v drevostavbách - OSB dosky, preglejky, DHF dosky, tvrdšie a mäkšie drevovláknité dosky firmy STEICO. Všetky skúšky boli riadené technickými normami, upravené podľa možností laboratória a časových možností. Vážením a zmeraním objemu boli stanovené objemové hmotnosti suchých vzoriek. Vzorky sa sušili v sušiarni a zvýšila sa tak odolnosť voči vlhkosti. Nasledovne sa určovali hygroskopické sorpčné vlastnosti pomocou 6 bodov po ustálení na dané relatívne vlhkosti s použitím exsikátorovej metódy. Adsorpčné izotermy určené v práci nezodpovedajú materiálom od výrobcov, ale tepelne ošetreným. Skúška prestupu vodnej pary prebehala pomocou metód suchej a vlhkej misky. Pri určovaní faktoru difúzneho odporu sa ako vysúšadlo pri metóde dry-cup použil silikagél. Zo zvážených zmien hmotnosti sa vypočítali faktory difúzneho odporu v mokrom a suchom stave. Pre materiály sa určila tepelná vodivosť v závislosti na vlhkosti pri teplote 23°C. Súčiniteľ tepelnej vodivosti sa meral prístrojom ISOMET pri relatívnych vlhkostiach 4%, 42% a 82%. Namerané hodnoty sú aj so zahrnutím chýb meraní prezentované formou grafických závislosti alebo tabuliek. Výsledky meraní sú porovnané s vlastnosťami udávanými výrobcami. Získané dáta z meraní boli ďalej použité na počítačové simulácie tepelno-vlhkostných dejov v konštrukčných skladbách. V programe TEPLO boli posúdené súčiniteľ prestupu tepla, množstvo skondenzovanej vodnej pary i bilancia kondenzácie a vyparovania v skladbe. Výstupy sú porovnané na základe rôznych vstupných vlastností - namerané dáta pri laboratórnych meraniach, vlastnosti udávané výrobcami a vlastnosti z databáz programov. V programe WUFI sa posudzovala hmotnostná vlhkosť a vlhkosť pod omietkou v ustálenom stave.

Diploma thesis is focused on basic board wood-based materials. The theoretical part describes properties, microstructure, production and ways of use of them. The core part of thesis is experimental work in laboratory - measuring important hygrothermal properties of wooden and wood fiber materials - determination of density, hygroscopic sorption properties, transfer of water vapor transmission properties and thermal conductivity. The measurements were performed on OSB boards by EGGER, DHF boards by EGGER, plywood by KAPLAN, harder fiberboard and softer fiberboards, both by STEICO. All measurements were based on technical standards, adjusted accordingly to the laboratory conditions and time availability. Dry materials density was established by weighing and measuring the volume of samples. Specimens became more resistant to moisture after drying. Hygroscopic sorption properties were determined by desiccant method. Sorption curve was made of 6 points after reaching steady relative humidity. Adsorption isotherms do not correspond with the materials of manufacturer (EGGER, KAPLAN and STEICO), in thesis were created heat-treated wood-based materials sorption isotherms. Diffusion resistance test was performed by using dry-cup and wet-cup. Silica gel was used as a desiccant in dry-cup method of measurement. Diffusion resistance factor in dry and wet state was calculated from weight changes. Thermal conductivity ratio of wood based materials was measured depending on relative humidity at temperature 23°C and relative humidity 4%, 42% and 82%. Final values including measurement errors are presented in the form of tables and graphical dependencies. Measurement results were compared with the characteristics specified by the manufacturer. The measured data were further used as an input for computer simulations of hygrothermal behavior on building structures of wood buildings in TEPLO and WUFI software. The results of the simulation are evaluated depending on different inputs. Insulation coefficient of structures, condensed amount of water vapor and balance condensation and evaporation were assessed using TEPLO software. Steady state performance - maximal weight humidity and relative humidity under the plaster were assessed using WUFI software.