University of Bath testar ett antal avfallsmaterial för att bedöma deras termiska prestanda som potentiella material för att isolera byggnader.

Detta samarbetsprojekt mellan University of Bath, University of Brighton, UniLaSalle i Rouen (Frankrike) och fem andra akademiska och icke-akademiska partners, och finansierat under Interreg VA France (Channel) England-programmet, undersöker prestandan hos en rad avfallsmaterial och biobaserade biprodukter som alternativa byggnadsisoleringsmaterial.

Tre olika material utvärderas – halmbalar av vete, rapsstjälkar (bearbetade till biokomposit), och återvunna täcken.

Forskargruppen vid University of Bath testar och jämför den termiska prestandan för vart och ett av isoleringsmaterialen genom att konstruera tre identiska prototypväggpaneler, var och en innehåller ett av materialen. Deras prestanda kommer att jämföras och kontrasteras med varandra såväl som mot industristandardisolering som för närvarande används i de flesta byggnader.

Den brittiska regeringen har satt målet för den brittiska byggindustrin att halvera sina utsläpp av växthusgaser till 2025, främja införandet av teknik som kan bygga energieffektivt, kostnadseffektiva bostäder och infrastruktur.

Förhoppningen är att genom att använda redan befintliga avfallsmaterial eller biprodukter, en utbredd användning av sådana material inom byggsektorn kan leda till betydande minskningar av utsläppen i samband med byggandet samt minska beroendet av naturresurser som används i traditionell isolering som glasull och stenull.

Panelerna är 150 mm tjocka gånger 1,1 meter i kvadrat och försedda med 9 mm plywood på båda sidor, liknande hur isolering vanligtvis byggs in i byggnader. Varje panel innehåller ett antal sonder som mäter relativ fuktighet, inre och yttre temperatur, och värmeflöde.

Panelerna kommer att genomgå sex veckors på varandra följande rigorösa tester i en toppmodern miljökammare vid universitetets Building Research Park. Det kommer att finnas två tester – ett stationärt och ett icke-steady state temperaturtest.

I det första testet kommer en ökande temperatur att appliceras på ena sidan av panelerna för att beräkna hur mycket energi som krävs för att öka temperaturen på den andra sidan av panelen. Det andra testet kommer att innebära att öka luftfuktigheten för att utvärdera hur varje material upprätthåller och håller fukt.

Forskarassistent vid University of Baths institution för arkitektur och anläggningsteknik, Dr Shawn Platt, sa:

Detta är första gången dessa material har testats på ett så robust vetenskapligt sätt som gör det möjligt för oss att exakt bedöma deras värmeprestanda mot varandra såväl som mot industristandardisolering.

Det är viktigt att vi fortsätter att spela vår roll för att minska utsläppen av växthusgaser och möjligheten att använda avfall och biprodukter som potentiella framtida alternativ för byggnadsisolering, vilket avsevärt skulle kunna hjälpa byggsektorn att bli mer hållbar och miljövänlig.

Professor i innovativa konstruktionsmaterial vid University of Bath, Pete Walker, kommenterade:

Vår tidigare forskning har visat halmbalars prestanda som ett hållbart och energieffektivt byggmaterial, dock, det finns ett antal annat avfall och biprodukter som också skulle kunna fungera bra som byggmaterial.

Möjligheten att utnyttja dessa avfall och jordbruksbiprodukter är inte något som bör ignoreras och vi hoppas att om deras värmeprestanda är jämförbar eller bättre än nuvarande isolering, industrin kommer att tänka allvarligt på att använda materialen i framtida byggande.

De tre materialen som testas är antingen biobaserade biprodukter (vetehalm och majsmargpanel) eller avfall (täcken).

I Storbritannien återstår upp till 7 miljoner ton halm efter produktionen av vetemjöl, och upp till hälften av denna mängd kasseras i praktiken på grund av dess låga värde, att användas som djursängkläder. Det uppskattas att dessa "överblivna" 3,8 miljoner ton halm skulle kunna användas för att bygga över 500, 000 nya bostäder, lösa den brittiska bostadsbristen inom fem år

I likhet med vetehalm, halmbalarnas prestanda som ett energieffektivt och hållbart byggmaterial har redan bevisats. 2015, de första eko-hemmen med halm började säljas i Bristol som ett resultat av University of Baths forskning.

Täcken är en industriavfallsprodukt och det uppskattas 61, 900 ton täcken och kuddar kommer ut i avfallsflödet varje år, speciellt från sjukhus där de antingen begravs på soptipp eller helt enkelt bränns. Också, att tillverka varor som polyestertäcken kräver energi och släpper ut växthusgaser.

Majsmarg är den inre delen av majsstjälkarna. Majsstjälken är för närvarande underutnyttjad i majssäd (50 procent återförs till jorden). Denna jordbruksbiprodukt har en mycket hög potential för valorisering för agromaterial. Den totala uppskattade potentiella majsmargsresursen är 420, 000 ton per år inom INTERREG-programområdet.

University of Baths forskare hoppas att genom att slutföra dessa rigorösa tester, de kommer att kunna identifiera vilket av materialen som är ett livskraftigt avfallsmaterial för användning i isolerande byggnader i syfte att kommersialisera detta i framtiden.