УрФУ и коллеги разработали композитный кирпич, сокращающий теплопотери до 25%
Ученые Уральского федерального университета (УрФУ) совместно с коллегами из Ляонинского технологического университета разработали композитные кирпичи, которые снижают теплопотери в помещениях до 25% по сравнению с традиционными строительными материалами, сообщили в отделе научных коммуникаций вуза.
«Ученые изготовили две модели самоизолирующихся пустотелых кирпичей: одна — заполненная композитным материалом с изменяемой фазой (PCM), другая — без него. В качестве PCM использовали гексадекан (парафин). В отличие от других PCM гексадекан эффективно поглощает и выделяет тепло, химически стабилен и безопасен, имеет широкий диапазон температур фазового перехода и, главное, обладает более низкой стоимостью по сравнению с другими материалами такого типа. Композитные кирпичи сокращают потери тепла внутри помещений на 15–25% по сравнению с традиционными аналогами», — сообщили в университете. Результаты исследований опубликованы в журнале Buildings.
По словам руководителя исследования Владимира Алехина, заведующего кафедрой систем автоматизированного проектирования объектов строительства УрФУ, новые кирпичи аккумулируют тепло в пиковые солнечные периоды, что позволяет существенно сократить потребление электроэнергии и ископаемого топлива. Испытания показали, что в условиях холодного климата разница температур между внутренней и внешней поверхностями модифицированных кирпичей почти на 6 градусов больше, чем у обычных кирпичей.
Интенсивность теплообмена на внутренней поверхности кирпичей, заполненных PCM, снижена на 8,57 Вт/м². Модернизированная версия кирпичей продемонстрировала повышение температуры внутренней поверхности примерно на 0,99 градуса и увеличение температуры в средней части на 3,85 градуса.
На этапе лабораторных испытаний инновационный кирпич дороже обычного примерно на 0,5 доллара за единицу. При переходе к промышленному производству ожидается снижение себестоимости до примерно 0,3 доллара за единицу. Кирпичи с PCM-наполнителем постепенно высвобождают аккумулированное тепло, полученное в пиковые солнечные периоды, что в перспективе способствует снижению потребления электроэнергии и ископаемого топлива и частично компенсирует более высокую первоначальную стоимость.
Работы по разработке и испытаниям композитных кирпичей выполняются при поддержке Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий. Результаты опубликованы в журнале Buildings, что обеспечивает доступ к данным для дальнейших прикладных исследований и промышленной апробации.