PROJEKT ECOnanoVIP
Študija toplotnih lastnosti in zmanjšanja vseživljenjskega vpliva alternativnih hibridnih eko–nanomaterialov v okolju z nizkim tlakom
OPIS PROJEKTA:
Vakuumski izolacijski paneli (VIP) predstavljajo novo vrsto naprednih toplotnoizolacijskih materialov z izjemno nizko vrednostjo toplotne prevodnosti. Ta je tipično 5 do 10-krat nižja kot pri konvecionalnih toplotnoizolacijskih materialih. Večina VIP-ov na tržišču je proizvedena z jedri na osnovi pirogene silike – SiO2 – ali steklenih vlaken. Zaradi ugodne korelacije med vrednostjo tlaka in toplotne prevodnosti, se v gradbenem sektorju najpogosteje uporabljajo VIP-i iz pirogene silike. Navkljub ugodnim toplotnim lastnostim pa so študije dokazale, da izkazujejo VIP-i iz pirogene silike večji okoljski vpliv kot VIP-i iz drugih materialov ter tudi večji vpliv kot konvencionalni toplotni izolatorji (npr. mineralna volna, polistiren). Sočasno ima vakuumska izolacija iz pirogene silike visoko nabavno ceno (približno 3.000,00 EUR/m3). Zaradi navedenih razlogov je razvoj alternativnih materialov primernih za jedro VIP izjemno aktualen iz ekonomskega, predvsem pa okoljskega vidika. Kot obetavna rešitev se izkaže uporaba hibridnih materialov, pri katerih se kombinira nanoporozno pirogeno siliko z zelo tankimi vlakni, ki so stranski produkt industrijskih procesov. V sklopu predlaganega projekta bomo raziskovali toplotne lastnosti alternativnih hibridnih eko-nanomaterialov, primernih za VIP jedra (izpostavljeni nizkemu tlaku). Analize bodo temeljile na laboratorijskih meritvah, primerjanju matematičnih modelov in eksperimentalnimi meritvami v realnih pogojih. Poleg preučevanja fizikalnih lastnosti bomo spremljali tudi vseživljenski cikel, s poudarkom na okoljskemu vplivu. Za vrednotenje okoljskega vpliva bo uporabljena metoda za oceno življenjskega cikla (life cycle assassment – LCA). Ocena vseživljenskih vplivov VIP bo izvedena holistično na nivoju celotne stavbe in ne le na nivoju produkta. Na omenjenem raziskovalnemu področju je bilo identificirano pomanjkanje v dognanjih, saj obstaja le nekaj študij, ki ocenjujejo okoljske vplive VIP panelov v stavbah. Integralne analize, s katerimi bomo vrendotili okoljski vpliv VIP v kontekstu stavb, bodo temeljile na 3D modelih objektov in izračunih s pomočjo sodobnih simulacijskih programov. Poleg vrednotenja različnih aplikacij VIP v ovoju stavbe, bomo raziskovali tudi druge vplivne parametre, ki vplivajo na potrebo po ogrevanju in hlajenju stavbe. Nekateri izmed teh parametrov so vpliv staranja VIP-ov, podnebne karakteristike lokacije in vpliv spreminjanja podnebja. Z opisanim pristopom bomo v projektu direktno naslovil identificirane vrzeli v znanstveni literaturi o VIP ter prikazal potencial uporabe vseživljenskega pristopa in metode LCA pri razvoju materialov, oblikovanju izdelkov in njihovi uporabi v stavbah. Prepričani smo, da bodo izvedene raziskave prispevale k trajnostnemu razvoju gradbenega sektorja.
TERMINSKI PLAN:
PROJEKTNA SKUPINA:
PRETEKLI ČLANI SKUPINE:
- Sabina Jordan
- Tajda Potrč Obrecht
PUBLIKACIJE:
Izvirni znanstveni članek:
ZACH, Jiří, NOVÁK, Vítězslav, PETERKOVÁ, Jitka, BUBENÍK, Jan, KOŠIR, Mitja, BOŽIČEK, David, KREJZA, Zdeněk. The use of advanced environmentally friendly systems in the insulation and reconstruction of buildings. Buildings. [Online ed.]. feb. 2023, št. 2/404, letn. 13, str. 1-15, ilustr. ISSN 2075-5309. https://www.mdpi.com/2075-5309/13/2/404, https://repozitorij.uni-lj.si/IzpisGradiva.php?id=146465, https://repozitorij.uni-lj.si/IzpisGradiva.php?id=146465, DOI: 10.3390/buildings13020404.
Pregledni znanstveni članek:
BOŽIČEK, David, PETERKOVÁ, Jitka, ZACH, Jiří, KOŠIR, Mitja. Vacuum insulation panels: An overview of research literature with an emphasis on environmental and economic studies for building applications. Renewable & sustainable energy reviews : an international journal. [Print ed.]. Jan. 2024, vol. 189, [article no.] 113849, str. 1-18, ilustr. ISSN 1364-0321. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364032123007074?via%3Dihub, DOI: 10.1016/j.rser.2023.113849.
Objavljeni znanstveni prispevki na konferenci:
ZACH, Jiří, PETERKOVÁ, Jitka, NOVÁK, Vítězslav, BUBENÍK, Jan, KOŠIR, Mitja, BOŽIČEK, David. Study of the possibility of using vacuum insulation panels in building construction in comparison with conventional insulators. V: BOHÁ, Martin (ur.). International conference building materials, products and technologies (ICBMPT 2023) : 23/05/2023 – 25/05/2023 Telč, Czechia. Bristol: Institute of Physics Publishing, 2023. Str. 1-12, ilustr. Journal of physics. Conference series (Online), Vol. 2568, 2023. ISSN 1742-6596. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/2568/1/012011/pdf, DOI: 10.1088/1742-6596/2568/1/012011.
ZACH, Jiří, NOVÁK, Vítězslav, PETERKOVÁ, Jitka, BUBENÍK, Jan, KOŠIR, Mitja, BOŽIČEK, David. Life cycle study of superinsulating materials for use in construction and other industrial areas. V: BOHÁČ, Martin (ur.). International conference building materials, products and technologies : 06/06/2022 – 09/06/2022 Telc, Czechia. Bristol: Institute of Physics Publishing, 2022. Str. 1-8, ilustr. Journal of physics. Conference series (Online), Vol. 2341, 2022. ISSN 1742-6596. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/2341/1/012018/pdf, DOI: 10.1088/1742-6596/2341/1/012018.
PODATKI GLEDE FINANCIRANJA IN LOGOTIPI GLAVNIH FINANCERJEV:
Projekt financira Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije (ARRS) v okviru javno objavljenega razpisa »Javni razpis za sofinanciranje slovenskega dela dvostranskih ali tristranskih skupnih raziskovalnih projektov Weave, kjer GA ČR (Grantová Agentura České Republiky) deluje v vlogi vodilne agencije«.
Tip raziskovalnega projekta in financiranje: temeljni raziskovalni projekt – 226118,88 EUR
Naslov projekta: Študija toplotnih lastnosti in zmanjšanja vseživljenjskega vpliva alternativnih hibridnih eko – nanomaterialov v okolju z nizkim tlakom
Akronim: ECOnanoVIP
Št. projekta: N2-0258
Čas trajanja projekta: 3 leta, 1. 3. 2022 – 28. 2. 2025