CC BY
806. Потылицына Е.Н., Липинский Л.В., Сугак Е.В. Использование искусственных нейронных сетей для решения прикладных экологических задач // Современные проблемы науки и образования. - 2013. - № 4.; URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=9779 (дата обращения: 02.10.2018).
7. Жумадилова М.Б., Жумадилова Ж.Б. Возможности использования информационных технологий в создании модели системы мониторинга // ЗНАНИЕ. ПОНИМАНИЕ. УМЕНИЕ 2014. -№1., 335-344 с. (дата обращения: 04.10.2018).
ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ УТЕПЛИТЕЛЯ НА ОСНОВЕ ГРИБНОГО МИЦЕЛИЯ Голуб Н.Д.1, Сафончик Д.И.2
1 Голуб Наталья Дмитриевна - студент, 2Сафончик Дмитрий Иосифович - кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой; кафедра строительного производства, Гродненский государственный университет им. Янки Купалы, г. Гродно, Республика Беларусь
Аннотация: в статье приведена информация о теплоизоляционном материале, в котором в качестве связующего использованы растительные компоненты - грибные мицелии. Материал относится к экологически безопасным, его отличительной особенностью является стабильность теплотехнических показателей и относительная простота изготовления. Материал не горюч.
В основу разработки положена идея американских студентов политехнического института Ренселлера (Эбен Байер и Гэвин Макинтайр), которые первыми предложили отказаться от традиционных вяжущих и использовать грибной мицелий при изготовлении теплоизоляционных материалов.
В статье описана принципиальная технология изготовления теплоизоляционного материала, в котором также как и в американской разработке, в качестве вяжущего использован мицелий грибов, но при этом описанная технология основана на собственных разработанных составах.
Ключевые слова: теплоизоляционные материалы, экологическая безопасность, споры грибов, технология, образец.
УДК 691.12
Анализ теплоизоляционных материалов показал, что их реальная номенклатура достаточно мала.
Наиболее распространенным теплоизоляционным материалом является минеральная вата, объем которой на рынке составляет около 60% от общего объема продаваемых утеплителей. Но при увлажнении всего на 2% у материала значительно повышается теплопроводность (на 8-10%). Сквозь волокнистую структуру может проникать ветер. Это влияет на область применения, долговечность материала и создает необходимость в дополнительной защите. Производство минеральной ваты сопровождается высокими энергетическими затратами (599-700 кДж/кг) и выбросами в окружающую среду пыли, золы и химических связующих (фенол, формальдегид), что говорит об экологической опасности этого вида утеплителя.
Еще одним распространенным теплоизоляционным материалом является пенополистирол, который представляет собой твердый плитный материал. Объем его выпуска составляет около 20% от общего числа теплоизоляционных материалов.
Сырье для изготовления пенополистирола является ограниченно доступным, производство сопровождается значительными энергозатратами.
Пенополистирол является одним из самых небезопасных для человека строительных материалов. Это связано с выделением свободного стирола, который находится в утеплителе. Пенополистирол горючий, кроме того, быстро теряет свои теплоизолирующие свойства. Это связано с тем, что пенополистирол практически непроницаем для пара. Сырой и влажный он служит основой для развития грибка, плесени, лишайников и прочей биологически активной среды.
Таким образом, из вышесказанного можно сделать вывод, что рассмотренные материалы, хоть и имеют хорошие показатели по теплопроводности, но не совсем удовлетворяют требованиям по экологичности, пожаробезопасности и долговечности. Под воздействием внешних факторов теряют свои теплоизоляционные свойства. Поэтому, существует необходимость в разработке теплоизоляционных материалов, которые могли бы обеспечить весь комплекс требуемых характеристик по тепловой защите, по экологичности и долговечности.
Основные характеристики теплоизоляционных материалов представлены в таблице 1. На американском рынке в очень небольшом объеме представлен схожий материал [1, 2], характеристики которого представлены в таблице 1.
Таблица 1. Характеристики теплоизоляционных материалов
Показатель Предлагаемый утеплитель Материалы - конкуренты Материал -аналог
Пенополистирол Плиты минерало-ватные Greensulate, Mushroom Insulation
Теплопроводность Вт/(м°К) 0,039-0,045 0,035-0,44 0,037-0,042 0,038-0,042
Пожароопасность Трудногорючий Горючий Негорючий Трудногорючий
Экологичность Экологичен Выделяет токсичные компоненты Экологичен
Стоимость 1 м3 бел. рублей =138 148-184 148-300 106-240
Предлагаемый материал представляет собой смесь изоляционного материала, воды, грибного мицелия и питательной среды для его роста. Вводимые в состав клетки грибов потребляют питательные вещества, разрастаются и формируют густую сеть мицелия, цементирующую изоляционный материал.
Рост грибного материала необходим лишь до определенной степени, пока мицелий не покроет весь теплоизоляционный наполнитель.
После разрастания мицелия, полученный материал подвергается тепловой обработке, что делает невозможным дальнейший рост мицелия. Тепловая обработка производится в сравнительно небольшом температурном диапазоне (150-200 °С). В результате получен материал, который выгодно отличается от многих современных теплоизоляционных материалов.
Преимущества разработанного утеплителя в том, что он экологически безопасен, прост в изготовлении, имеет стабильные теплотехнические показатели, но при необходимости легко утилизируется.
При выборе биологического материала, предпочтение было отдано вешенке. Мицелий этого гриба очень технологичен, имеет высокую скорость роста.
В рисунке 1 представлены фотографии теплоизоляционного материала, полученного при использовании разных сырьевых компонентов.
Образец №1 Образец №2 Образец №3
Рис. 1. Внешний вид теплоизоляционного материала
Как видно по фотографии, для первого образца характерно наличие отдельно грибного мицелия и заполнителя, то есть нет требуемой однородности у образца. Во втором образце наблюдался незначительный рост мицелия, что свидетельствует об отсутствии оптимальных условий развития грибного мицелия. Третий образец показал наиболее удовлетворительный результат из всех образцов. Этот образец обладает теми характеристиками, которые предъявляют к подобным материалам.
В настоящий момент разработана общая технология изготовления теплоизоляционного материала на основе грибного мицелия, однако работа еще не завершена. Требуется выполнить оптимизацию разработанных составов и произвести доработку предлагаемых технологических режимов. Практическим путем доказана жизнеспособность предложенной технологии получения плитного теплоизоляционного материала на основе местных сырьевых ресурсов. Технология позволяет получить экологически безопасный материал, что выгодно отличает его от многих других утеплителей.
Список литературы
1. Ecovative: материалы из грибов как альтернатива пластикам. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://archi.place/material/ecovative-material-iz-gribov/ (дата обращения: 01.10.2018).
2. mycoFARMX_Living Architecture. [Электронный ресурс]. Walee Phiriyaphongsak, London, United Kingdom. Режим доступа: https://issuu.com/mycofarmx/docs/mycofarmx/ (дата обращения: 01.10.2018).
3. GREENSULATE. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://materia.nl/material/greensulate/ (дата обращения: 01.10.2018).
