Теплофизические свойства гофрошпонной панели

Обоснована необходимость разработки новых механизмов использования древесины лиственных пород в современных условиях деятельности лесопромышленного комплекса Республики Карелия. Большое количество сопутствующих отходов переработки древесины березы в шпон является фактором, обременяющим себестоимость готовой продукции и окружающую среду. Одним из потенциальных направлений использования древесины березы в деревянном домостроении является производство строительных материалов из шпона и плитных материалов на его основе. Рассмотрен новый плитный столярно-строительный материал из гофрированного березового шпона. Цель настоящего исследования – оценка теплофизических свойств панели гофрошпонной из древесины березы. Для проведения эксперимента по установлению значений теплофизических характеристик разработан экспериментальный прибор. Для измерения температуры поверхностей, а также для контроля работы прибора и температуры воздуха помещения использовались датчики температуры DS18B20. Датчики подключены к микроконтроллерной платформе Arduino, с помощью которой осуществлялась фиксация и передача показаний датчиков. Дополнительно ход эксперимента контролировался с помощью тепловизора Testo 875-1i. В ходе эксперимента было проведено более тысячи измерений. В результате обработки данных получены диаграмма зависимости плотности теплового потока, проходящего через образец, от времени, а также диаграммы зависимости теплопроводности и теплового сопротивления от разницы температуры на поверхностях образца. На диаграммах представлены регрессионные зависимости изменения плотности теплового потока, теплопроводности и теплового сопротивления в ходе измерений. Определены величины плотности теплового потока, коэффициента теплопроводности и теплового сопротивления, рассчитанные на основании регрессионных уравнений, и величины, полученные экспериментально. Даны направления дальнейших исследований рассматриваемого материала.

О.Н. ГАЛАКТИОНОВ, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Ю.В. СУХАНОВ, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
А.С. ВАСИЛЬЕВ, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
А.А. КУЗЬМЕНКОВ, канд. экон. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Петрозаводский государственный университет (185910, г. Петрозаводск, пр. Ленина, 33)

1. Galaktionov O., Vasiliev A., Sukhanov Y., Lukashevich V. Analysis of the forestry sector in the Republic of Karelia under current economic conditions. E3S Web of Conferences. 2023. Vol. 402, p. 13031. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202340213031
2. Рогожина А.В. Развитие и анализ основных технологий малоэтажного строительства из материалов на основе древесины // Жилищное строительство. 2019. № 12. С. 35–39. https://doi.org/10.31659/0044-4472-2019-12-35-39
2. Rogozhina A.V. Development and analysis of the main technologies of low-rise construction of materials on the basis of wood. Zhilishchnoe stroitel’stvo [Housing Construction]. 2019. No. 12, pp. 35–39. (In Russian) https://doi.org/10.31659/0044-4472-2019-12-35-39
3. Kuzmenkov A., Galaktionov O., Karpov M., & Emelianova E. Wood raw materials and wood waste use for the building materials production (on the example of the Republic of Karelia timber industry). E3S Web of Conferences. 2023. Vol. 458, p. 07025. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202345807025
4. Kuzmenkov A., Galaktionov O., Fedorova A., Emelianova E. Possibilities of using wood and wood materials in the construction of the Republic of Karelia. E3S Web of Conferences. 2023. Vol. 389, p. 01013. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202338901013
5. Grinins J., Biziks V., Marais B.N., Rizikovs J., Militz H. Weathering stability and durability of birch plywood modified with different molecular weight phenol-formaldehyde oligomers. Polymers. 2021. Vol. 13. P. 175. https://doi.org/10.3390/polym13020175
6. Величко Е.Г., Цховребов Э.С. Экологическая безопасность строительных материалов: основные исторические этапы // Вестник МГСУ. 2017. Т. 12. Вып. 1 (100). С. 26–35. https://doi.org/10.22227/1997-0935.2017.1.26-35
6. Velichko E.G., Tskhovrebov E.S. Ecological safety of construction materials: basic historical stages. Vestnik MGSU. 2017. Vol. 12. Iss. 1 (100), pp. 26–35. (In Russian). https://doi.org/10.22227/1997-0935.2017.1.26-35
7. Mergel Ch., Menrad K., Decker T. Which factors influence consumers’ selection of wood as a building material for houses? Canadian Journal of Forest Research. e-First. 2024. https://doi.org/10.1139/cjfr-2023-01972024
8. Huang Y., Hu J., Peng H., Chen J., Wang Y., Zhu R., Yu W., Yahui Zh. A new type of engineered wood product: Cross-laminated-thick veneers. Case Studies in Construction Materials. 2023. Vol. 20, p. e02753. https://doi.org/20. 10.1016/j.cscm.2023.e02753
9. Joensuu T., Tuominen E., Vinha J., Saari A. Methodological aspects in assessing the whole-life global warming potential of wood-based building materials: Comparing exterior wall structures insulated with wood shavings. Environmental Research: Infrastructure and Sustainability. 2023. Vol. 3. Iss. 4. 045002. https://doi.org/10.1088/2634-4505/acfbaf
10. Pramreiter M., Nenning T., Huber Ch., Müller U., Kromoser B., Mayencourt P., Konnerth J. A review of the resource efficiency and mechanical performance of commercial wood-based building materials. Sustainable Materials and Technologies. 2023. Vol. 38, p. e00728. https://doi.org/10.1016/j.susmat.2023.e00728
11. Сусоева И.В., Вахнина Т.Н., Титунин А.А., Румянцева В.Е. Технологические факторы и свойства теплоизоляционных плит из растительных наполнителей // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2022. № 4 (388). С. 185–197. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-4-185-197
11. Susoeva I.V., Vakhnina T.N., Titunin A.A., Rumyantseva V.E. Processing factors and properties of thermal insulation boards made of plant fillers Izvestiya of higher educational institutions. Forestry magazine. 2022. No. 4 (388), pp. 185–197. (In Russian). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-4-185-197
12. Tobisch S., Dunky M., Hänsel A., Krug D., Wenderdel C. Survey of wood-based materials. Springer Handbook of Wood Science and Technology, pp. 1211–1282. https://doi.org/10.1007/978-3-030-81315-4_24
13. Karachentseva I., Kuzmenkov A., Kaychenov A., Voronin Z. Energy-efficient building materials for Arctic conditions as a criterion for “green building”. E3S Web of Conferences. 2023. Vol. 383. 04075. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202338304075
14. Кузьменков А.А., Караченцева Я.М., Дербенёв А.В. Обоснование конструктивных и технологических решений экспериментального деревянного малоэтажного здания с учетом принципов «зеленого строительства» // Resources and Technology. 2021. Т. 18. № 1. С. 66–93. https://doi.org/10.15393/j2.art.2021.5522
14. Kuz’menkov A.A., Karachentseva Ya.M., Derbe-nev A.V. Substantiation of constructive and technological solutions for an experimental low-rise wooden house in accordance with the principles of «Green Building». Resources and Technology. 2021. Vol. 18. No. 1, pp. 66–93. (In Russian). https://doi.org/10.15393/j2.art.2021.5522
15. Kuzmenkov A.A., Kolesnikov G.N., Voronin Z.A., Green technologies of wooden building for Arctic. Lecture Notes in Civil Engineering. 2022. Vol. 227, pp. 385–398. https://doi.org/10.1007/978-3-030-94770-5_30
16. Бакатович А.А., Бакатович Н.В., Пенкрат А.Н. Фракционный состав измельченной сосновой коры и вид вяжущего компонента как основные факторы, влияющие на коэффициент тепло-проводности теплоизоляционных плит // Вестник Полоцкого государственного университета. Сер. F, Строительство. Прикладные науки. 2022. № 8. С. 38–45. https://doi.org/10.52928/2070-1683-2022-31-8-38-45
16. Bakatovich А.A., Bakatovich N.V., Penkrat A.N. The fractional composition of crushed pine bark and the type of binder component as the main factors affecting the thermal conductivity coefficient of thermal insulation plates. Vestnik of Polotsk State University. Series F. Construction. Applied Sciences. 2022. Vol. 31, pp. 38–45. https://doi.org/10.52928/2070-1683-2022-31-8-38-45
17. Buryachenko S., Voronin Z., Karachentseva I., Kuzmenkov A., Popova O. Factors influencing the rating of low-rise wooden houses as “green” buildings. E3S Web of Conferences. 2021. Vol. 263, p. 05018. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202126305018
18. Buryachenko S.Y., Kuzmenkov A.A., Karachentseva I.M., Voronin Z.A., Popova O.M. Green building in the northern and Arctic regions. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. Vol. 937. No. 4, p. 042030. https://doi.org/10.1088/1755-1315/937/4/042030
19. Galactionov O.N., Sukhanov Y.V., Vasilev A.S., Kuzmenkov A.A., Kuznetsov A.V., Lukashevich V.M. Evaluation thermal insulation property of the corrugated veneer birch wood panel offered to use as a modern cladding material for interior decoration. Ad Alta: Journal of Interdisciplinary Research. 2023. Vol. 13. Iss. 2, pp. 357–360. https://doi.org/10.33543/1302.
20. Патент РФ на полезную модель RU 220698 U1. Панель гофрошпонная / Галактионов О.Н., Суханов Ю.В., Васильев А.С,, Васильев А.А., Потахин А.Г. Заявл. 22.05.2023. Опубл. 28.09.2023. Бюл. № 28.
20. The patent Russian Federation for a utility model RU 220698 U1. Panel’ gofroshponnaya [Corrugated panel].Galaktionov O.N., Sukhanov Yu.V., Vasil’ev A.S., Vasil’ev A.A., Potakhin A.G. Declared 22.05.2023. Published 28.09.2023. Bulletin No. 28. (In Russian).
21. Патент РФ на изобретение RU 2808051 C1. Способ изготовления панели гофрошпонной / Галактионов О.Н., Суханов Ю.В., Васильев А.С., Ва-сильев А.А., Потахин А.Г. Заявл. 22.05.2023, Опубл. 22.11.2023. Бюл. № 33.
21. The patent of the Russian Federation for the invention RU 2808051 C1. Sposob izgotovleniya paneli gofroshponnoi [Method for manufacturing corrugated veneer panel]. Galaktionov O.N., Sukhanov Yu.V., Vasil’ev A.S., Vasil’ev A.A., Potakhin A.G. Declared 22.05.2023. Published 22.11.2023. Bulletin No. 33. (In Russian).
22. Пастушков П.П. О проблемах определения теплопроводности строительных материалов // Строительные материалы. 2019. № 4. С. 57–63. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-769-4-57-63
22. Pastushkov P.P. On the problems of determining the thermal conductivity of building materials. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2019. No. 4, pp. 57–63. (In Russian). https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-769-4-57-63
23. Kuzmenkov A., Karachentseva I. Refinement of thermal engineering calculations results taking into account actual materials characteristics. E3S Web of Conferences. 2023. Vol. 402, p. 07001. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202340207001