Композитные кирпичи снижают потери тепла внутри помещений на 15–25 % лучше, чем «традиционные» аналоги, выяснили специалисты УрФУ с коллегами из Ляонинского технологического университета (Китай). Об этом сообщает пресс-служба УрФУ.
Ученые изготовили две модели самоизолирующихся пустотелых кирпичей: одна — заполненная композитным материалом с изменяемой фазой (PCM), другая — без него. В качестве PCM наполнителя использовали гексадекан (парафин). В отличие от аналогов он эффективно поглощает и выделяет тепло, химически стабилен и безопасен, у него широкий диапазон температур изменения агрегатного состояния, а главное — низкая стоимость по сравнению с другими PCM.
«Композитные материалы с изменяемой фазой (PCM) значительно улучшают тепловые характеристики стен и демонстрируют многообещающую экономическую целесообразность в различных климатических условиях. Например, в жарком климате интеграция PCM в стены из многослойных материалов увеличивает теплоемкость на 35 %, что приводит к снижению колебаний температуры внутри помещений, соответственно, к снижению энергозатрат», — поясняет руководитель исследования, заведующий кафедрой систем автоматизированного проектирования объектов строительства УрФУ Владимир Алехин.
Кирпичи испытали в условиях холодного климата (суровые холодные регионы) и установили, что у новых кирпичей разница температур между внутренней и внешней поверхностями почти на 6 °C выше в сравнении с обычными. Интенсивность теплообмена на внутренней поверхности кирпичей, заполненных PCM, снижена на 8,57 Вт/м2. По сравнению с обычными пустотелыми кирпичами, модернизированная версия показала повышение температуры внутренней поверхности примерно на 0,99 °C и температуры в средней части на 3,85 °C.
Кирпичи, заполненные PCM, постепенно высвобождают тепло, полученное в пиковые солнечные периоды, добавляют исследователи. Это позволяет, с одной стороны, снижать потребление электроэнергии, а с другой — ископаемого топлива (газ, уголь). Это отчасти может компенсировать более высокую стоимость наполненных композитом кирпичей.
Сейчас научная группа изучает различные конфигурации кирпичей и подбирает оптимальную степень заполнения структур для достижения более высокой энергоэффективности при одновременном снижении общей стоимости.