Épületek energiahatékonyságának növelése a cementvakolatok hőszigetelő tulajdonságainak változtatásával / Energy efficiency in buildings by increasing thermal insulating properties of cement plasters

Nyilvántartási szám: 
22/09
Témavezető e-mail címe:
lubloy.eva@emk.bme.hu
A témavezető teljes publikációs listája az MTMT-ben:
A téma rövid leírása, a kidolgozandó feladat részletezése: 
Az épületek fűtése és hűtése az energiafogyasztás egyik vezető ágazataként jelentik világszerte, különösen a fejlett országokban. Ha az Európai Uniót vesszük példának, az építőipar a teljes fosszilis energia mintegy 40%-át fogyasztja el, és a teljes szén-dioxid-kibocsátás közel 40%-át állítja elő. Ennek nagy része az életszínvonal és a lakók komfortigényének emelkedéséből adódik, elsősorban az épületek fűtése és a hűtése miatt. Az épületek energiahatékonyságának javítása jelentős előnnyel jár az energiamegtakarítás és a kibocsátás csökkentése szempontjából. Különösen manapság az épületekben a falvastagság csökkentése az anyagfelhasználás, a szállítási költségek és az építési idő csökkentése érdekében. Ebből adódóan a könnyűszerkezetes épületeknek a fő hátránya az alacsony hőelnyelőképesség, ami nagy hőmérséklet-ingadozást eredményez az épületben. A hatékony hőszigetelés kulcsa a minőségi szigetelőanyagok megfelelő alkalmazása. A háznak folytonos szigetelésessel kell rendelkeznie a teljes épület körül. Tanulmányok azt mutatják, hogy a nem megfelelő kialakítás akár 20%-kal vagy még többel is csökkentheti a szigetelés teljesítményét. A hőszigetelő vakolatok fontos eszközők az épületek energiahatékonysági problémáinak megoldásában. Az olyan új megoldások, mint a nanotechnológia vagy az aerogél alapú vakolatok, jelentős mértékben hozzájárulhatnak ehhez a területhez, és magasabb hőszigetelőképességet érhetnek el. Az épületek hőszigetelése hozzájárul a fűtési és hűtési rendszerek méretének és az éves energiafogyasztás csökkentéséhez. Az innovatív megoldások alkalmazása tehát nemcsak új építéseknél, hanem meglévő épületek felújításánál is hasznos eszköz lehet, a burkolat hőveszteségének csökkentése érdekében. A kutatás célja a szigetelési teljesítmény javítása és a jelenleg használatos szigetelési módszerek költségének csökkentése.
 
A kutatás fő célja a cementvakolat hőszigetelőképességének növelése,a gazdaságosság szem előtt tartásával. A cementvakolathoz hozzáadott anyagok többsége nagyon olcsó legyen.
A cementvakolathoz különböző arányban anyagokat kell hozzáadni a hőszigetőképesség növelése céljából pl.:. 
• Polisztirol, 
• Kókuszhéj, 
• Fehér agyag, 
• Duzzasztott agyag, 
• Polipropilén.
A munka fő célja a módosított vakolatok hőszigetelő képességének ellenőrzése, valamint az anyagok hozzáadásával a szilárdsági hatások vizsgálata. Az elvégzendő különféle tesztek a következők:
• Hővezetési tényező meghatározása,
• Mechanikai tulajdonságok meghatározása,
• Vízfelvétel vizsgálata.
 
***
 
Buildings are one of the leading sectors in the energy consumption throughout the world especially in developed countries. Taking the European Union as an example, the buildings sector consumes around 40% of the total fossil energy and produces nearly 40% of the total carbon dioxide emissions. Most of it is due to the increase in the living standard and in occupants comfort demands, mainly for heating and cooling. Improving the energy efficiency of buildings has a significant benefit for energy-saving and emission-reduction on the earth. In particular, nowadays the trend in the commercial buildings is to decrease the wall thickness to reduce the materials consumed, the transport costs, and the construction time. The main disadvantage of these lightweight buildings is the low thermal mass, resulting in large temperature fluctuations through the building envelope. The key to an effective thermal barrier is proper installation of quality insulation products. A house should have a continuous layer of insulation around the entire building envelope. Studies show that improper installation can cut performance by 20% or more. While some types of insulation reduce air leakage, most do not, so always follow the guidelines to limit the air leakage potential as much as possible. Thermal insulating plasters are an important means to face the energy efficiency issues in building field. New solutions such as nanotechnology or aerogel based plasters, could make a significant contribution to this field, reaching higher levels of thermal performance. Thermal insulation in buildings contributes to reduce the size of heating and cooling systems and the annual energy consumption. The project is being carried out to meet the energy crisis by providing plasters with high thermal insulation, by the use of green materials leading to an efficient and economical way of tackling with the energy issues in the building sector faced throughout the world. The application of the innovative solutions can be therefore a useful tool not only for new constructions but also for the refurbishment of existing buildings, in order to reduce the heat losses of the envelop. The research aims to improve the insulation performance and decrease the cost of insulation methods which are in use in the current date.
The main goal of the project is to increase the thermal insulation of cement plaster. Keeping in view the economy, most of the materials added to the cement plaster are very cheap and in particular are the wastes having almost zero scarp value. 
Different proportion of materials will be added to the cement sand mix. 
    • Addition of Polystyrene
    • Addition of Coconut Shell
    • Addition of Simple White Clay
    • Addition of Heated Clay
    • Addition of Polypropylene
The main aim of the work is to check the thermal insulation of the modified plasters and see the effect in strength by the addition of these materials. The various tests to perform include:
    • Thermal Conductivity Test
    • Mechanical Tests
    • Water Absorption Tests
 
A téma meghatározó irodalma: 
    1. M. Koebel, A. Rigacci, P. Achard, Aerogel-based thermal super insulation: an overview, Journal of Sol–gel Science and Technology 3 (3) (2012) 315–339.
    2. M. Ozel. The influence of exterior surface solar absorptivity on thermal characteristics and optimum insulation thickness, RenewableEnergy39(2012)347– 355, http://dx.doi.org/10.1016/j.renene.2011.08.039.
    3. The European Standard EN 12664:2001, Thermal Performance of Building Materials and Products, Determination of Thermal Resistance by Means of Guarded Hot Plate and Heat Flow Meter Methods, Dry and Moist Products of Medium and Low Thermal Resistance, European Committee for Standardization, Bruxelles,2003.
    4. Standards New Zealand. 2006. Energy Efficiency – Installing Insulation in Residential Buildings. NZS 4246: 2006. 62pp.
    5. Narjes Jafariesfad, Mette Rica Geiker, Yi Gong, Pål Skalle, Zhiliang Zhang, Jianying He, Cement sheath modification using nanomaterials for long-term zonal isolation of oil wells: Review, Journal of Petroleum Science and Engineering, Volume 156, 2017, Pages 662-672, ISSN 0920-4105,ttps://doi.org/10.1016/j.petrol.2017.06.047
    6. Basim Abu-Jdayil, Abdel-Hamid Mourad, Waseem Hittini, Muzamil Hassan, Suhaib Hameedi, Traditional, state-of-the-art and renewable thermal building insulation materials: An overview, Construction and Building Materials, Volume 214, 2019, Pages 709-735, ISSN 0950-0618, https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.04.102.
A téma hazai és nemzetközi folyóiratai: 
    1. ÉPÍTŐANYAG
    2. FIRE SAFETY JOURNAL
    3. JOURNAL OF THERMAL ANALYSIS AND CALORIMETRY
    4. CONCRETE STRUCTURES: ANNUAL TECHNICAL JOURNAL: JOURNAL OF THE HUNGARIAN GROUP
    5. CONSTRUCTIONS AND BUILDINGS MATERIALS
    6. PERIODICA POLYTECHNICA-CIVIL ENGINEERING
    7. AMERICAN CONCRETE INSTITUTE SPECIAL PUBLICATION
    8. MAGAZINE OF CONCRETE RESEARCH
A témavezető utóbbi tíz évben megjelent 5 legfontosabb publikációja: 
1. Lublóy Éva: Heat resistance of portland cements, JOURNAL OF THERMAL ANALYSIS AND CALORI-METRY 1:(1) pp. 1-9. (2018)
2. Majorosné Lublóy Éva, The Influence of Concrete Strength on the Effect of Synthetic Fibres on Fire Resistance PERIODICA POLYTECHNICA-CIVIL ENGINEERING 62:(1) pp. 136-142. (2017) 
3. Lublóy Éva, Hlavička Viktor, Bond after fire, CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS 132: pp. 210-218. (2017) 
4. Lublóy Éva, Balázs L György, Kapitány Kristóf, Barsi Árpád, CT analysis of core samples from fire-damaged concrete structures, MAGAZINE OF CONCRETE RESEARCH 69:(15) pp. 802-810. (2017) 
5. Balázs L György; Czoboly Olivér; Lublóy Éva; Kapitány Kristóf; Barsi Árpád: Observation of steel fibres in concrete with Computed Tomography, CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS (0950-0618): 140 pp 534-541 (2017)
A témavezető fenti folyóiratokban megjelent 5 közleménye: 
1. Czoboly Olivér, Lublóy Éva, Hlavička Viktor, Balázs L György, Kéri Orsolya, Szilágyi Miklós Imre Fibers and fiber cocktails to improve fire resistance of concrete JOURNAL OF THERMAL ANALYSIS AND CALORIMETRY 128:(3) pp. 1453-1461. (2017) 
2. Éva Lublóy, Katalin Kopecskó, Balázs L György, Restás Ágoston, Imre Miklós Szilágyi Impoved fire resistance by using Portland-pozzolana of Portland fly-ash cements JOURNAL OF THERMAL ANALYSIS AND CALORIMETRY 129:(2) pp. 925-936. (2017) 
3. György L Balázs, Éva Lublóy, Olivér A Czoboly Effectiveness of fibres for structural elements in case of fire AMERICAN CONCRETE INSTITUTE SPECIAL PUBLICATION 310: pp. 269-278. (2017)
4. Lublóy Éva, Hlavička Viktor, Bond after fire, CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS 132: pp. 210-218. (2017) 
5. Lublóy Éva, Balázs L György, Kapitány Kristóf, Barsi Árpád, CT analysis of core samples from fire-damaged concrete structures, MAGAZINE OF CONCRETE RESEARCH 69:(15) pp. 802-810. (2017) 

A témavezető eddigi doktoranduszai

Biró András (2019//)
Nabil Abdelmalek (2016/2020/2022)
Hlavicka Viktor (2014/2017/2020)
Státusz: 
elfogadott