Чем утеплить завалинку в деревянном доме: Как сделать завалинку в деревянном доме своими руками и утеплить её

Как утеплить деревянный дом, чем лучше утеплить потолок, стены, фундамент и крышу

Не всегда деревянные дома могут быть комфортными для проживания. Поэтому возникает необходимость их утепления, чтобы сэкономить на отоплении. Как утеплить деревянный дом мы постараемся рассказать в этой статье.

Первоочередной задачей является выбор способа утепления — снаружи или изнутри. Кроме этого следует обследовать фундамент, на котором возведен дом, и решить нуждается ли он в утеплении, а также проверить состояние потолка и чердачного перекрытия на предмет возможного утепления.

Содержание

1. Утепление снаружи
2. Теплоизоляция изнутри
3. Утепление потолка
4. Теплоизоляция фундамента
5. Утепление крыши

Утепление снаружи

Наиболее легким способом утепления дома является утепление снаружи. При этом не уменьшается внутреннее пространство дома, нет нужды передвигать мебель, нет грязи и пыли в самом доме. Единственно, что можно противопоставить этому способу – это сохранение неповторимого фасада дома, который может быть дорог владельцу.

• Перед тем как правильно утеплить деревянный дом снаружи, на него набивается каркас из деревянных брусков, одинаковых по размеру или из специального металлического профиля.
• После этого укладывается пароизоляционная пленка и слой утеплителя. Шаг вертикальных направляющих каркаса выбирается в зависимости от размеров и вида утеплителя. По такому же принципу выбираются и размеры деревянных брусков.
• Теплоизолирующий материал должен плотно помещаться между вертикальными направляющими или деревянными брусками, чтобы исключить возникновения мостиков холода.

схема утепления стен деревянного дома снаружи

Для утепления используется пенополистирольные плиты или минеральная вата на основе базальта или стекла. Если решается вопрос чем можно утеплить дом, то вначале следует ознакомиться с характеристиками теплоизолирующих материалов.

Чаще всего для этого используют минераловатные плиты, обладающие всеми необходимыми качествами, экологичными и не горючими, что для деревянного дома имеет немаловажное значение.

• Специалистами рекомендуется толщина утеплителя 50 мм, который укладывается в два слоя в шахматном порядке так, чтобы стыки плит нижнего слоя перекрывались целыми плитами верхнего слоя.
• После этого на слой утеплителя укладывается паропроникающая гидроизоляция, которая закрепляется дополнительными деревянными рейками, прибиваемыми на ранее установленные бруски каркаса.
• Эти рейки будут служить основой для последней отделки дома сайдингом или другим выбранным материалом.

Теплоизоляция изнутри

Если внутреннее пространство дома позволяет утеплить стены деревянного дома изнутри, то технология этого процесса схожа с предыдущим способом.

При этом способе утепления дома возможно одновременное выравнивание стен и потолка помещений с помощью гипсокартонных листов.

Освободив помещение от мебели, на стены нашивается специальный металлический профиль из алюминия.

утепление дома

В отличие от деревянных брусков, которые не всегда выдержаны в идеальных размерах, металлопрофиль обладает совершенными размерами и выпускается разных модификаций. Кроме этого к нему в комплекте можно приобрести различные дополнительные элементы крепления, которые помогают создавать геометрически правильные конструкции.

• Перед установкой металлического профиля на стены крепится гидроизоляционный материал.
• Между вертикальными направляющими укладывается слой минеральной ваты. После этого по утеплителю прокладывается пароизоляция, которая закрепляется при помощи двухстороннего скотча не посредственно на металлическом профиле.
• Последним этапом в утеплении стен изнутри дома является установка гипсокартонных листов и последующая отделка стен обоями, краской или другим материалами.

Утепление потолка

Точно так же, как и стены можно утеплить потолок в деревянном доме изнутри,

утепление потолка 

 если высота помещения позволяет это.

Сделать потолок теплым можно и другим способом, который заключается в утеплении перекрытия внутри чердачного пространства:

• В качестве утеплителя могут использоваться как насыпной материал типа керамзита, опилок, земли, шлака и др. , так и традиционных пенополистирольных плит или минеральной ваты.
• По слою утеплителя, в случае устройства мансарды, укладывается гидроизоляция и нашиваются доски, которые будут служить основанием для пола жилого помещения на чердаке.

При холодном чердаке можно оставлять утеплитель не прикрытым гидроизоляцией и досками.

Теплоизоляция фундамента

Если в доме постоянно холодные полы, то следует утеплить фундамент. Раньше утепление фундамента и цоколя производилось устройством завалинки:

• Снаружи по периметру дома делали деревянную стенку из досок высотой чуть выше пола в доме, а свободное пространство между стеной дома и досками засыпалось опилками, керамзитом, шлаком.
• Верх такой засыпки закрывался деревянными щитами, а все устройство называлось завалинкой.

теплоизоляция фундамента деревянного дома

Преимущество этого дедовского способа утепления заключается в том, что им можно воспользоваться в любое время года и уже при эксплуатируемом здании.  При этом пространство под полом оставалось свободным и позволяло устраивать полноценные глубокие подвалы, где хранилось все, что люди производили для своего употребления.

Современные способы утепления фундамента предполагают в основном утепление фундамента на стадии строительства дома.

Чем лучше утеплить деревянный дом выбирает домовладелец в зависимости от финансовых возможностей и трудоемкости самого процесса утепления?

• Можно сделать засыпку землей, граншлаком или керамзитом.
• Керамзит предпочтительней, так как он обладает лучшими качествами теплоизолятора, чего нельзя сказать о земле.
• Можно наклеивать листы пенополиуретана или пенополистирола на внутреннюю поверхность фундамента от глубины промерзания почвы в данном регионе и до высоты будущего пола.
• При утеплении керамзитом или шлаком, на внутренней стороне фундамента устраивается опалубка на расстоянии 40-50 см от внутренней поверхности фундамента.
• Пространство между фундаментом и опалубкой засыпается керамзитом или шлаком.
• Опалубка может изготавливаться из любых подручных материалов — досок, остатков шифера и прочего.

Утепление крыши

Если вы планируете сделать крышу дома мансардного типа под жилое помещение, то следует подумать, как утеплить крышу деревянного дома. Это приведет к экономии на отопление дома и созданию комфортных условии проживания. Кроме этого утепленная крыша не дает образовываться на кровле наледи и сосулек, служит одновременно звукоизоляцией для мансардного помещения. Выбирая материал для утепления крыш необходимо учитывать:

• высокую степень теплоизоляции;
• совместимость с различными материалами кровли;
• длительную эксплуатацию;
• экологическую безопасность;
• пожаробезопасность;
• демократичную цену;
• простой монтаж.

Утепление крыши производится изнутри чердачного пространства. Сложность этого процесса заключается в том что, если изначально не была уложена на стропильную систему пароизоляционная пленка и гидроизоляция, то сделать это изнутри чердака весьма будет проблематичны, особенно гидроизоляции. Теплоизоляционные плиты укладываются между стропильными ногами, на предварительно уложенную пароизоляцию. После этого делается еще один слой пароизоляции и обрешетка, на которую будет производиться обшивка потолка мансарды.

Как утеплить деревянный дом изнутри домовладелец выбирает сам. Это зависит, прежде всего, от его финансовых возможностей, умения обращаться со строительными инструментами и знаниями в строительном деле. Мы же можем только порекомендовать тот или иной способ и рассказать о характеристиках теплоизолирующих материалов.

Как обшить завалинку профлистом в деревянном доме

Содержание

1. сайт о деревообработке и столярных работах
2. Чем утеплить завалинку деревянного дома
3. Утепление завалинки дома своими руками
4. Как сделать завалинку
5. Популярные публикации:
6. Материалы для облицовки фундамента дома
7. Инструменты для облицовки фундамента дома
8. Обшивка фундамента металлическим профилированным листом
9. Как сделать и утеплить завалинку
10. Что выбрать для утепления

сайт о деревообработке и столярных работах

Для самостоятельного проведения работ можно прибегнуть к двум вариантам – провести утепление завалинки пенопластом, пеноплексом, керамзитом и другими современными теплоизоляторами или воспользоваться дедовскими методами. Опил или солома вперемешку с землей – проверенные годами природные материалы, которые, кроме того, еще и недорогие. Чем и как утеплить завалинку изнутри зависит от ваших предпочтений и финансовых возможностей.

Также можно комбинировать различные материалы, например, сначала обшить фасад дома пенополистиролом, а провести отсыпку отмостки опилом или керамзитом. Лучший вариант для завалинки – это использовать землю вперемешку с соломой или опилом. Именно такими природными (подножными) материалами до сих пор утепляют потолок бани. При этом данная конструкция будет «дышать», а поэтому ей будут не страшна влага, идущая от земли.

Таблица теплопроводности утеплителей и кирпича

Отметим, что для теплоизоляции данной конструкции нежелательно использовать волокнистые материалы (базальтовую и стекловолоконную вату). Данные материалы впитывают влагу, после чего их теплоизоляционные качества теряются. Для сооружения короба можно использовать деревянный брус и доски, дополнительно обработав их антисептиком. Обшить короб можно профнастилом, плоским шифером или деревянной вагонкой с пропиткой антисептиком.

До начала проведения работ подготовьте материалы, а также необходимый инструмент: молоток, шуруповерт, ножовку и т.д. Запаситесь в нужном количестве гвоздями, саморезами, досками и листовым материалом для обшивки завалинки. Первым делом снимите грунт по периметру дома глубиной 50 мм и шириной 400-500 мм. Далее смонтируйте из бруса каркас. Для надежности прикрепите каркас к фасаду дома на саморезы, обработайте доски антисептиком.

Фото. Утепление завалинки деревянного дома

Вдоль каждой стены дома (где нет пристроек к дому – веранды или крыльца) у вас должен получится деревянный каркас, напоминающий трапецию. Боковые стенки завалинки следует обшить любым листовым материалом. Теперь ваша завалинка готова, чтобы ее заполнить утеплителем – что именно вы будете засыпать в короб – зависит от ваших финансовых возможностей. Если у вас есть возможность достать бесплатно опил, то глупо будет покупать утеплитель.

Когда короб заполнен опилом или другим материалом, можно приступать к обшивке досками верхней части завалинки. Если вы планируете использовать завалинку в качестве скамьи, то используйте доски. В противном случае можно обшить верх короба профнастилом или шифером. На следующем видео вы можете подробнее ознакомиться с этапами сооружения завалинки дома. Если у вас остались вопросы – оставляйте их в комментариях к этой статье.

Завалинка издавна призвана не только утеплять стены дома и защищать их от осадков, но и служить своеобразным декором, подчеркивающим его колорит. Другими словами, это цоколь здания, который также можно использовать как скамью. Хотя с появлением современных утепляющих материалов актуальность завалинки теряется, однако как дизайнерский элемент она не утратила смысл. А в случае с деревянными строениями неизменной остается ее функциональная составляющая – защита от промерзания. В этой статье рассмотрим несложный процесс обустройства завалинки.

1 В связи с тем, что деревянные дома всегда в моде, именно для таких строений актуальность завалинки не подлежит сомнению. Ведь процедура утепления коттеджей из дерева пережила века и дошла к нам в неизменном виде. От того, насколько в доме будет тепло и комфортно, зависит не только удобство пребывания в нем домочадцев, но и его долговечность.

2 Рассмотрим более детально способ утепления деревянного жилища, открытый нашими предками. В целом завалинка – эта своеобразная загородка, расположенная вокруг дома, тепловой буфер, созданный для предотвращения промерзания нижней части жилища с приходом холодов. Только потом это элемент аутентичности, подчеркивающий особый стиль коттеджа. Ранее завалинки сооружались в виде насыпи земли между стенами дома и загородкой. Некоторые предприимчивые хозяева использовали в качестве утеплителя скошенную траву, которая также выполняла второстепенную роль для подкормки скота. На сегодняшний день современный деревянный цоколь обустраивается из бруса, опилок и других находок цивилизации.

3 Приняв решение сделать самую обычную завалинку, подготовьте такие материалы:

4 На первом этапе проведите подготовительные работы:

• Обкопайте весь дом по периметру и очистите землю от травы и мусора. Если желаете придерживаться русских традиций, оставьте нетронутой ту сторону дома, где расположена дверь. Именно таким способом приделывалась завалинка в настоящей сибирской избе, в которой чтили традиции предков.
• Вдоль каждой стены (кроме той, что с дверью) выройте канаву таких размеров: 5 см – глубина, 40-50 см – ширина. Последнее значение выбирается исходя из того, будут ли сидеть на завалинке в будущем. Если ее планируют использовать в качестве лавки – выберите максимальную ширину.

5 На следующем этапе сделайте каркас завалинки. Для этого:

• Прикрепите одну рейку горизонтально к стенке жилища таким образом, чтобы расстояние от нее до земли составляло 50 см.
• Остальные неошкуренные рейки уложите по периметру канавы и у основания постройки. Получится прямоугольник, одна сторона которого будет примыкать к дому.
• Теперь закрепите вертикальные рейки между горизонтальными (задействованы верхние и нижние рейки) и прибейте их к стене коттеджа.
• На вертикальных рейках будет строиться оставшаяся часть основы. Таким образом, у каждой стены дома появится трехмерная конструкция, напоминающая своим сечением прямоугольную трапецию.
• Противоположную стене дома вертикальную рейку прибейте к горизонтальной таким образом, чтобы между двумя сторонами каркаса был угол наклона, необходимый для стекания воды после дождя или таяния снега. Имейте в виду, чем круче будет наклон завалинки, тем сложнее на ней удастся посидеть.

6 После этого обейте каркас досками с помощью обычных гвоздей. Верхнюю часть оставьте нетронутой. Дно завалинки желательно также выстлать досками. В результате получится деревянный короб, который специалисты рекомендуют обработать специфической влагонепроницаемой жидкостью. На последнем этапе заполните короб опилками и прибейте верхнюю часть завалинки.

Конечно, в настоящее время обустраиваются и более сложные завалинки, оформленные шифером, листами ЦСП и другими современными материалами. Вместо опилок, внутрь завалинок укладывают ватный утеплитель, однако стоит заметить, что это более сложные и затратные варианты.

Популярные публикации:

Выбор материалов для изготовленияДля многоярусной полки для книг необходимо использовать тонкие и легкие доски.Классическим материалом…

Описание конструкции и основы проектирования лодокКаноэ представляет одно из самых удобных и практичных малоразмерных судов.…

Этапы проведения обшивкиПошаговый монтаж вагонки своими руками заключается в выполнении нижеследующих этапов: Выполняют подготовительные работы.…

Надувной катамаран из ПВХ: Своими рукамиЧто же нужно для изготовления надувного катамарана из ПВХ своими…

Владельцы частных домов и коттеджей часто задумываются над тем, как защитить и одновременно придать привлекательный вид фундаменту своего дома. В качестве материала для облицовки фундамента дома рассматриваются различные варианты: искусственный камень, облицовочная плитка, обычная штукатурка, цокольный сайдинг, плоский шифер и многие другие. Разумеется, у каждого из материалов есть свои достоинства и недостатки. Одни имеют более презентабельный внешний вид, но их стоимость оказывается заоблачной, другие материалы дешевы, но вряд ли улучшат общее впечатление, производимое домом. Одним из вариантов, который позволяет органично совместить привлекательный внешний вид и приемлемую стоимость, является металлический профилированный лист.

Материалы для облицовки фундамента дома

• крашенный металлический профилированный лист;
• металлический профиль и направляющие;
• пластиковые вентиляционные решетки.

Инструменты для облицовки фундамента дома

• дисковая пила или «болгарка»;
• ножницы по металлу;
• электродрель;
• молоток.

Обшивка фундамента металлическим профилированным листом

Для того чтобы начать обшивку фундамента металлическим профилированным листом, нужно произвести ряд замеров: высота фундамента, периметр дома, ширина выступа (если выступ в фундаменте предусмотрен). Стандартный размер профилированного листа 6×1 м. Толщина бывает разная, но предпочтительней взять лист толщиной 0,5 — 0,7 мм.

Прежде всего, на весь фундамент по периметру прикручиваем обрешетку из металлического профиля так же, как при монтаже гипсокартонных конструкций. Выставляем металлические направляющие снизу и сверху фундамента. Можно предусмотреть установку дополнительных металлических профилей вокруг вентиляционных отверстий, хотя делать это и не обязательно, так как пластиковые вентиляционные решетки легкие и могут удержаться на самом профлисте.

Затем крепим металлический профиль к направляющим и фундаменту с помощью специальных подвесов — директоров. Перед креплением листа, не забываем прорезать болгаркой отверстия под размеры вентиляционных решеток.

Кстати, с помощью подвесов происходи и выравнивание по плоскости, если фундамент не ровный. Сделав соответствующую обрешетку, приступаем непосредственно к обшивке фундамента.

По вертикали прикручиваем нарезанные металлические листы с помощью мелких саморезов по железу (размером 1 — 1,5 см).

Если бы фундамент был ровный, без выступов, процесс его обшивки можно было бы считать на этом завершенным. В данном случае, однако, потребуется дополнительно закрыть выступ с помощью листового оцинкованного железа (нержавейки). Заготавливаем полосы нержавейки толщиной 0,5 — 0,6 мм. Аналогично прикручиваем саморезами к профилю.

Теперь необходимо закрыть угол, образовавшийся в стыке профлиста и нержавейки. Его закрываем либо с помощью специального металлического уголка, либо разрезаем пополам П-образный металлический профиль (тот самый, который использовали для обрешетки). Из него получаем Г-образный уголок.

Полученным уголком закрываем все горизонтальные и вертикальные стыки, закрепляя его саморезами.

Осталось прикрутить саморезами пластиковые вентиляционные решетки, к заранее выпиленным в профлисте отверстиям. Для крепления используем саморезы длиной 3- 4 см.

Если есть необходимость, в пространство между фундаментом и профлистом можно поместить в качестве утеплителя минвату.

Фундамент защищен от негативных внешних воздействий среды и приобрел более аккуратный вид.

Завалинка — традиционный и простой способ утепления загородного дома, который не потерял актуальности и на сегодняшний день. Такая конструкция предотвращает промерзание подвала и пространства под домом, защищает фундамент и нижние венцы сруба от негативного воздействия осадков, талых и грунтовых вод. Она упрощает ремонт. Гораздо проще заменить внешнюю конструкцию завалинки, чем подгнившие бревна в стенах, поднимая сруб с помощью домкрата.

Благодаря утеплению завалинки повышаются теплоизоляционные качества дома. Подвал или цокольный этаж не будут промерзать, что позволит безопасно хранить в помещениях продукты, инструменты и различные вещи. Кроме того, завалинка послужит прекрасным элементом декора и при правильной организации станет удобной скамейкой в теплое время года.

Раньше завалинку всегда делали насыпной и использовали опилки, землю или солому. Сегодня в основном используют современный натуральный утеплитель, пеноплекс или пенопласт. Однако и традиционные классические материалы тоже подойдут.

Современную завалинку обустраивают вокруг фундамента от линии отмостки до второго венца дома. Для устройства и утепления конструкции понадобятся бруски, рейки и доски, утеплитель (опилки или готовый, купленный в магазине). Давайте рассмотрим подробнее, как сделать и как утеплять завалинку в доме.

• При проектировании завалинки подбирают подходящую ширину и высоту конструкции с учетом того, чтобы применять устройство и в качестве скамьи. Оптимальной шириной в данном случае считается 30-40 сантиметров;
• Угол наклона верхней части завалинки рассчитывают так, чтобы в дальнейшем с поверхности легко скатывался тающий снег или уходила влага от дождя. Подходящим считается угол в 20-30 градусов;
• Перед началом работ рейки, бруски и другие деревянные материалы обрабатывают антисептиком;
• Снаружи по периметру делают канаву глубиной до пяти сантиметров и шириной около 30-50 сантиметров;
• Монтируют каркас завалинки с помощью брусков, которые крепят к стене на саморезы. Высота конструкции должна составлять порядка 50 сантиметров;
• Затем укладывают рейки по периметру дома у основания конструкции так, чтобы получился прямоугольник, одна сторона которого примыкает к дому;
• Вертикальные рейки закрепляют и прибивают к стене строения. В итоге получится деревянная конструкция в форме трапеции;
• Вертикальные рейки, которые будут располагаться против стены дома, устанавливают под небольшим углом 20-30 градусов;
• Полученную конструкцию по бокам обивают с помощью досок или обрезков и остатков деревянных стройматериалов (например, после вагонки). Затем наполняют завалинку утеплителем и обивают верхнюю часть;
• Вместо досок можно использовать шифер или профнастил. Это более надежные и устойчивые материалы;
• Стыки между обшивкой и стеной закрывают рейкой со стесанным внешним углом. Это предотвратит попадание влаги в щели и последующее гниение древесины.

Что выбрать для утепления

Чем утеплить завалинку, решает каждый самостоятельно. Опилки или сено вперемешку с землей — классический и экологичный вариант, однако менее надежный. Современный пенопласт прослужит дольше. Эти материалы устойчивы к влаге, прочны и долговечны. Но внимательно выбирайте изделия, так как некоторые не экологичны и могут нарушить натуральность деревянного дома. Для утепления нельзя выбирать минеральную вату, так как она быстро впитывает влагу.

После завершения работ получается деревянный короб, который еще раз пропитывают защитными средствами. Антисептики обезопасят натуральную древесину от гнили, сырости, плесени, негативного воздействия насекомых. Антипирены защитят от отрицательного влияния солнечных лучей и не дадут распространиться огню по поверхности в случае пожара.

Эксперты рекомендуют в завершении работ покрыть деревянные поверхности декоративными составами. Для этого подойдут лак, краска, масла. Это усилит защиту конструкции, увеличит срок службы и позволит надолго сохранить эстетичный внешний вид.

Мастера “МариСруб” выполняют строительство деревянного дома из бруса или бревна под ключ. Мы надежно изготовим и установим завалинку, которая будет гармонично смотреться с проектом дома. Используем только качественные материалы и утеплители, проводим обработку защитными средствами в несколько этапов. Кроме того, устанавливаем дренаж и отмостки, которые тоже защищают дом от влаги и сырости. Выполняем монтаж инженерных сетей, внутреннюю и внешнюю отделку. Гарантируем высокое качество и оперативность работ!

Прочный изолятор из дерева

• Дерево

Исследователи UMD MSE Тянь Ли и Лянбинг Ху.

Инженеры Университета Мэриленда создали новый материал, обладающий такими же изоляционными свойствами, как пенополистирол, но более прочный и экологически безопасный.

«Это может изолировать лучше, чем большинство других современных теплоизоляторов, включая пенополистирол. Это чрезвычайно многообещающе для использования в качестве энергоэффективных строительных материалов», — сказал Тянь Ли, аспирант группы Лянбин Ху на факультете материаловедения и инженерии UMD. В 2018 году она была включена в список успешных молодых людей журнала Forbes «30 моложе 30».0007

Древесина «проводит» тепло по каналам, которые использовались, когда дерево было живым, для транспортировки воды и питательных веществ от корней к листьям. Однако тепло, пытающееся пересечь структуру древесины, блокируется. Если древесина ориентирована в правильном направлении, тепло может блокироваться или передаваться по желанию дизайнера.

Чтобы проверить, сколько тепла было изолировано, они измерили температуру на одной стороне нанодерева и на другой стороне дерева, освещая светом в одном тесте и применяя тепло в другом тесте. Нанодерево изолировало лучше в обоих случаях. Древесина блокировала как минимум на 10 градусов больше тепла, чем пенополистирол или силикагель, которые были занесены в Книгу рекордов Гиннеса как «лучший изолятор». Белое нанодерево также эффективно отражает солнечный свет.

Они также попытались раздавить его и обнаружили, что в одном направлении нанодерево было в 30 раз прочнее, чем коммерчески используемые теплоизоляционные материалы, такие как пенополистирол, аэрогель или другие пены из целлюлозы.

Крошечные волокна Nanowood не вызывают аллергических реакций и не раздражают ткани легких, в отличие от стеклянных или шерстяных изоляторов.

Секрет нанодерева заключается в удалении лигнина, той части, которая делает его коричневым и жестким. Команда также удалила некоторые из коротких волокон, которые спутывались с целлюлозными волокнами, составляющими базовую структуру древесины, напоминающую строительные леса. Затем выровненные целлюлозные волокна связываются друг с другом, что приводит к высокой механической прочности.

Группе в США помогал Ларс Вогберг из Королевского технологического института KTH в Стокгольме, Швеция. Этот член Научного центра Валленберга по дереву помог проанализировать поведение волокон целлюлозы в нанодревесине.

«Моя исследовательская программа экспериментирует с природными нанотехнологиями, которые мы видим в древесине», — сказал Лянбинг Ху, доцент кафедры материаловедения и инженерии Университета Мэриленда, член Мэрилендского института энергетических инноваций и член Мэрилендского наноцентра. «Мы заново изобретаем способы использования древесины, которые могут быть полезны при строительстве энергоэффективных и экологически чистых домов». Эти древесные нанотехнологии коммерциализируются через Inventwood, дочернюю компанию UMD исследовательской группы Ху.

Команда изготовила изоляционную нанодревесину в блоках и в тонкой, гибкой или скручиваемой форме.

Фотографии микроструктуры древесины были сделаны в Лаборатории усовершенствованной визуализации и микроскопии (AIM), входящей в состав Мэрилендского наноцентра со штаб-квартирой в Колледж-Парке.

Исследование было опубликовано в журнале Science Advances 9 марта.

«Анизотропная, легкая, прочная и супертеплоизолирующая нанодревесина с естественно выровненной наноцеллюлозой». Ли и др., Science Advances , 2018. DOI: 10.1126/sciadv.aar3724.

Опубликовано 9 марта 2018 г.

Улучшенная изоляция с помощью нанодерева, прозрачного дерева и солнечных устройств из дерева

10 марта 2018 г. Брайан Ванг

Инженеры из Мэрилендского университета создали новый нанодеревянный материал, обладающий такими же изоляционными свойствами, как пенополистирол, но более прочный, экологически безопасный и в 30 раз прочнее.

Растущий интерес к терморегулирующим материалам обусловлен преобладающими энергетическими проблемами и неудовлетворенными потребностями в области теплоизоляции. Мы демонстрируем исключительные возможности терморегулирования крупномасштабного иерархического выравнивания нанофибрилл целлюлозы, изготовленных непосредственно из древесины, далее именуемой нанодеревом. Нанодерево проявляет анизотропные тепловые свойства с чрезвычайно низкой теплопроводностью 0,03 Вт/м·К в поперечном направлении (перпендикулярно нанофибриллам) и примерно в два раза более высокой теплопроводностью 0,06 Вт/м·К в осевом направлении из-за иерархической структуры. выровненные нанофибриллы внутри высокопористой основы. Анизотропия теплопроводности обеспечивает эффективное рассеивание тепла в осевом направлении, тем самым предотвращая локальный перегрев на освещенной стороне и обеспечивая улучшенную теплоизоляцию на задней стороне, которую нельзя получить с помощью изотропных теплоизоляторов. Нанодревесина также демонстрирует низкий коэффициент излучения менее 5% в солнечном спектре со способностью эффективно отражать солнечную тепловую энергию. Кроме того, нанодревесина легкая, но прочная благодаря эффективному соединению между ориентированными нанофибриллами целлюлозы с высокой прочностью на сжатие 13 МПа в осевом направлении и 20 МПа в поперечном направлении при деформации 75%, что превосходит другие теплоизоляционные материалы. такие как силикагель и полимерные аэрогели, пенополистирол и шерсть. Превосходное терморегулирование, изобилие, биоразлагаемость, высокая механическая прочность, низкая массовая плотность и масштабируемость производства нанодерева делают этот материал очень привлекательным для практического применения в теплоизоляции.

Научные достижения — анизотропная, легкая, прочная и супертеплоизолирующая нанодревесина с естественно выровненной наноцеллюлозой

Древесные материалы продаются через дочерний стартап UMD под названием InventWood. У них также есть прозрачная древесина.

Прозрачная древесина обеспечивает лучшую теплоизоляцию и пропускает почти столько же света, сколько и стекло, устраняя блики и обеспечивая равномерное и постоянное внутреннее освещение. Ху отметил, что когда прозрачная древесина устанавливается в качестве крыши, собирающей дневной свет, естественные выровненные деревянные каналы внутри помогают направлять солнечный свет в дом, не полагаясь на угол наклона солнца. Прозрачная древесина также более прочная, чем традиционная древесина, и ее можно использовать вместо менее экологически чистых материалов, таких как пластик.

Древесина «проводит» тепло по каналам, которые использовались при жизни дерева для перемещения воды и питательных веществ от корней к листьям. Однако тепло, пытающееся пересечь структуру древесины, блокируется. Если древесина ориентирована в правильном направлении, тепло может блокироваться или передаваться по желанию дизайнера.

Чтобы проверить, сколько тепла было изолировано, они измерили температуру на одной стороне нанодерева и на другой стороне дерева, освещая светом в одном тесте и применяя тепло в другом тесте. Нанодерево изолировало лучше в обоих случаях. Древесина блокировала как минимум на 10 градусов больше тепла, чем пенополистирол или силикагель, которые были занесены в Книгу рекордов Гиннеса как «лучший изолятор». Белое нанодерево также эффективно отражает солнечный свет.

Они также попытались раздавить его и обнаружили, что в одном направлении нанодерево было в 30 раз прочнее, чем коммерчески используемые теплоизоляционные материалы, такие как пенополистирол, аэрогель или другие пены из целлюлозы.

Крошечные волокна Nanowood не вызывают аллергических реакций и не раздражают ткани легких, в отличие от стеклянных или шерстяных изоляторов.

Секрет нанодерева заключается в удалении лигнина, той части, которая делает его коричневым и жестким. Команда также удалила некоторые из коротких волокон, которые спутывались с целлюлозными волокнами, составляющими базовую структуру древесины, напоминающую строительные леса. Затем выровненные целлюлозные волокна связываются друг с другом, что приводит к высокой механической прочности.

Солнечные устройства из дерева

Они создали солнечные устройства для производства пара, которые одновременно эффективны, легкодоступны, экологичны, биоразлагаемы и чрезвычайно дешевы.

Вдохновившись процессом, при котором вода проходит через деревья от корней к маленьким порам на нижней стороне листьев, исследовательская группа UMD создала несколько новых способов транспортировки воды через древесину, очищая ее для безопасного использования. Энергия солнца и кусок дерева размером меньше ладони взрослого человека — единственные компоненты, необходимые для нагрева воды до температуры кипения в этих устройствах.

Глобальный кризис нехватки воды является острой глобальной проблемой, и ситуация намного хуже в развивающихся странах, где трудно обеспечить 1 миллиард человек безопасной водой.

«Стоимость и производство являются ключевыми проблемами при использовании технологии солнечного пара для опреснения морской воды, и впервые деревянные конструкции потенциально могут обеспечить решения», — сказал Лянбинг Ху, доцент кафедры материаловедения и инженерии UMD и руководитель. проектов. Ху заинтересован в масштабировании этих устройств для коммерческого использования, что включает в себя разработку способов легкого производства устройств и снижения их стоимости. Команда конкурирует с другими исследовательскими группами, чтобы изобрести успешное устройство для производства солнечного пара, которое было бы экономичным и простым в использовании. Он также является членом Центра энергетических исследований Университета Мэриленда и Наноцентра Мэриленда, где устройства были тщательно изучены.

Команда пробует несколько вариантов базовой идеи использования затемненной поверхности дерева для нагрева воды, а затем ее пропускания через естественные пористые структуры дерева.

Представьте себе чашу с неочищенной водой, стоящую на солнечном месте. Поверх него плавает небольшой деревянный брусок размером два дюйма на два дюйма. Сторона блока, обращенная вверх, затемнена, чтобы ловить солнечные лучи. Когда солнце нагревает древесину, вода под ней поднимается по естественным каналам древесины. Горячая темная поверхность испаряет воду, которую можно сконденсировать и отогнать. Соль или другие загрязняющие вещества слишком тяжелые, чтобы испаряться, поэтому они остаются внизу.

В одном из проектов, опубликованном в журнале Advanced Materials, используются углеродные нанотрубки — крошечные, естественно темные структуры, выращенные в лаборатории — для покрытия одной стороны дерева и нагрева воды внутри. Другой, описанный в журнале Advanced Energy Materials, использует металлические наночастицы для достижения тех же результатов. Обе эти конструкции очень эффективны, но требуют более высоких затрат на производство.

Еще один инновационный дизайн включает карбонизацию — по сути, обжиг — верхнего слоя дерева для создания темной поверхности. Команда попробовала это с каналами натурального дерева, ориентированными вверх и вниз, точно так же, как они были бы внутри дерева (описано в другой статье, опубликованной сегодня в Advanced Materials).

С помощью той же меры, которая использовалась для проверки эффективности солнечных батарей, команда измерила, насколько эффективны солнечные устройства для производства пара.