Чистошерстяной утеплительный материал для строительства экодомов

В последнее время в индустрии строительства очень большое внимание уделяется качеству и натуральности теплоизоляционных материалов. И это неудивительно, ведь создание благоприятной для человека среды и комфортность климата в любом помещении — это основные требования при проектировании любого жилого или общественного здания. В среднем, европейцы проводят в закрытых помещениях до 90% времени. Однако микроклимат в помещении не всегда воздействует наилучшим образом на человека. Сухой воздух, повышенная концентрация летучих примесей от строительных материалов (вяжущие вещества, лаки, краски), повышенный шумовой фон достаточно часто могут привести к различным заболеваниям. В то же время благоприятный климат внутри помещения повышает ощущение комфорта и вследствие этого повышает производительность труда. Значительно улучшить климат внутри помещения естественным образом очень просто - необходимо правильно выбрать теплоизоляционный материал.

В последние годы при применении теплоизоляционных материалов особое внимание уделяется их энергоэффективности и экологичности [1].

По различным экспертным оценкам запасов основных источников энергии (нефти, газа и угля) в мире осталось максимум на 100 лет. Практически половина потребления энергии в развитых странах приходится на жилые дома. Поэтому одним из основных методов ресурсосбережения становится улучшение энергоэффективности зданий. Основной принцип проектирования энергоэффективного дома - поддержание комфортной внутренней температуры без применения систем отопления и вентиляции за счет максимальной герметизации здания и использования альтернативных источников энергии. Критерием для классификации таких домов является энергопотребление^].

Инновационным решением в применении теплоизоляционных материалов является использование материала из натуральной овечьей шерсти.

Овечья шерсть - материал, который отличается уникальными характеристиками. Тепло шерсти согреет даже в самую холод- ную зиму, шерсть дышит, сохраняет «сухой» комфорт, лечит. Шерсть состригают с овцы один или несколько раз в год, в зависимости от породы. Уход за шерстью нужен особый, ее необходимо сразу же почистить и промыть, именно такое сырье способно храниться долго без потери полезных свойств.

Как известно, овцы могут адаптироваться даже к самым суровым погодным условиям, их шерсть отлично защищает в течение жарких и холодных, дождливых и засушливых сезонов. За счет особой «волнистости» в шерстяных, плотно упакованных волокнах образуются миллионы крошечных воздушных карманов, которые помогают сохранять тепло в течение зимы и в летний период [3].

Целью данной работы является разработка чистошерстяного утеплительного материала для строительства экодомов.

Объекты и методы исследований

Объектом исследования явилась: чистая, грубая овечья шерсть.

При выполнении работы использовали общепринятые, стандартные методы исследования физико-химических и микробиологических показателей.

Для получения характеристики в работе применяли следующие методы исследования:

• -    Теплопроводность определяли по ГОСТ 7076-99.

• -    Звукоизоляцию определяли по ГОСТ 16297-80.

• -    Разрывную нагрузку определяли по ГОСТ 6611.2-73.

Результаты и их обсуждение

Обработку образцов чистой шерсти осуществляли путем пропитки аппретирующим раствором композиции на лабораторной двухвальной плюсовке с 90%-ным отжимом, последующей сушкой [5]. Фиксацию аппретирующего состава на ткани проводили в сушильном шкафу при температуре 1000С.

Антимикробные свойства чистой овечьей шерсти проверялись с применением метода лабораторных испытаний на устойчивость к микробиологическому разрушению (ГОСТ 9.060-75).

Показатели прочности оценивали значениями разрывных нагрузок, определяемых на разрывной машине МТ-140/EV, которые представлены в таблице 1.

Таблица 1- Показатели прочности и биоустойчивости чисто шерстяного утеплительного материала.

Обработанные составы, №	Разрывная нагрузка (до биоразрушения/ после биоразушения), Н	Устойчивость к микробиологическому разрушению, П, %
1	394/342	86,85
2	379/323	85,22
3	367/335	91,28
Исходная шерсть	308/218	70.77

Из таблицы 1 следует, что устойчивость обработанного шерстяного волокна к микробиологическому разрушению, по сравнению с необработанной увеличивается в 1,3 раза, о чем свидетельствует рост данного показателя до 91,28 %.

Применение материала из натуральной шерсти уменьшает перепады температуры и влажности, возникающие в воздухе и конструкциях, а также снижает количество загрязнителей, токсинов и запахов, распрос-траняяющихся по воздуху [4].

Шерсть является теплоизолятором, тепловой поток через испытываемый образец измерялся при помощи тепломера, результаты представлены на графиках 1-4.

измеряемая температура, С˚

График 1- Теплопроводность материала при толщине 1 см

График 2 - Теплопроводность материала при толщине 2 см

График 3-Теплопроводность материала при толщине 3 см

График 4 - Теплопроводность материала при толщине 4 см

Как видно из графиков 1-4 следует, что теплопроводность материала из чистой шерсти уменьшается в зависимости от толщины материала от 84% до 58,5%, что свидетельствует о том, что чем толще материал, тем меньше тепло он пропускает.

Экологически чистый материал из чистой шерсти обладает превосходными свойствами. Материалы являются экологически чистым решением, полностью изготавливаются из чистой овечьей шерсти. Овечья шерсть - это полностью натуральный материал, он не содержит никаких примесей и производится из возобновляемого сырья. Кроме того, шерсть обладает рядом важных неоспоримых преимуществ перед другими материалами. Прежде всего, это отличная способность быстро впитывать влагу при высокой влажности и высвобождать ее при необходимости, имеет высокую плотность и высокую теплоаккумулятивную способность, а также уникальные звукоизоляционные свойства в перекрытии этажей и неизменность структуры утеплителя до и после монтажа[4].

Шерсть поглощает звуки и является звукоизолятором, определение звукоизоляции основывается на сравнении уровней звукового давления и измеряеся при помощи шумомера, который представлен на рис.5.

толщина материала, см

Рисунок 5 - График звукоизоляции материала

В результате проведенных исследований установлено, что чистый шерстяной материал поглощает звуки в 1,08 раз, что свидетельствует о том, что шерсть можно использовать для звукоизоляции.

Под воздействием микроорганизмов шерсть разрушается, теряет натуральный цвет, ослабляется ее прочность, снижаются технологические свойства, и она становится непригодной для переработки.

Исследовательская задача состояла в поиске способа биозащитной отделки чистой шерсти с применением невредных для здоровья человека препаратов, способных вступать в химические связи между собой и с шерстяными волокном.

Преимуществами разработанного авторами теплоизоляционного материала из чистой шерсти являются:

• —    шерсть поглощает и выделяет влагу, она может нагреваться и охлаждаться. Поэтому материал может впитывать излишнюю влагу в доме, предотвращая конденсацию;

• —    благодаря способности шерсти сохранять первоначальную форму, материал не рассыпается;

• —    шерсть относится к устойчивым и возобновляемым ресурсам. Этот биоразлагаемый материал после окончания срока эксплуатации может быть подвергнут восстановлению или вторичной переработке;

• —    благодаря уникальным свойствам шерсти, изоляционный материал обеспечивает хорошую акустическую изоляцию:

Заключение

Таким образом, полученные экспериментальные данные показывают, что новый чистошерстяной утеплительный материал для строительства является теплоустойчивым и звукопоглощающим, а также является устойчивым к микробиологическому разрушению. Теплопроводность материала из чистой шерсти уменьшается в зависимости от толщины материала от 84% до 58,5%, и чистый шерстяной материал поглощает звуки в 1,08 раза, что свидетельствует о том, что шерсть можно использовать для звукоизоляции.

Устойчивость обработанного шерстяного волокна к микробиологическому разрушению, по сравнению с необработанной увеличивается в 1,3 раза, о чем свидетельствует рост данного показателя до 91,28 %.

Разработанный нами чистошерстяной материал может использоваться для утепления экодомов, а также как звукоизолятор для звуковых проемов.