An investigation into the surface temperature changes in solid wood during sorption

Kortelainen, Katja

An investigation into the surface temperature changes in solid wood during sorption

dc.contributor	Aalto-yliopisto	fi
dc.contributor	Aalto University	en
dc.contributor.advisor	Vahtikari, Katja
dc.contributor.advisor	Noponen, Tuula
dc.contributor.author	Kortelainen, Katja
dc.contributor.school	Kemian tekniikan korkeakoulu	fi
dc.contributor.supervisor	Hughes, Mark
dc.date.accessioned	2015-06-23T10:54:12Z
dc.date.available	2015-06-23T10:54:12Z
dc.date.issued	2015-06-11
dc.description.abstract	Energy consumption of buildings consists mainly of the heating, ventilation, airconditioning, and cooling (HVAC) systems, which could be reduced by decreasing the indoor temperature, but this usually decreases also the perceived thermal comfort. However, the thermal comfort could be maintained by utilising the moisture and heat transfer of wooden interior surfaces. The objective of the thesis was to determine the temperature changes on solid wood surface due to the moisture sorption. The temperature change is due to heat of sorption, which describes the heat released or adsorbed in wood subjected to moisture sorption. The moisture and heat transfer of wood were discussed in the literature review. Thermography was used as a method to record the temperature changes on wood surface during adsorption and desorption. The differences between birch, pine sapwood, pine heartwood, oven dry pine heartwood, and concrete were investigated. Also, the three grain orientations (transverse, radial, tangential) of wood were compared. The relative humidity (RH) during adsorption was 80.5% and temperature 23.4°C, and during desorption RH was 33.5% and temperature 23.0°C. The results imply that the temperature varied only due to the moisture sorption. The temperature of transverse surface changed the most, approximately 2.6°C depending on species and moisture content (MC). The radial and tangential surfaces had similar temperature changes, approximately 1.5°C. Initial MC affected the temperature changes: the lower the initial MC the greater the change in temperature. Differences between pine sapwood and heartwood were not significant. The temperature variation of birch samples was greater that of pine samples. Also, the temperature increased more during adsorption than it decreased during desorption.	en
dc.description.abstract	Suurin osa rakennusten energiankulutuksesta koostuu lämmityksestä, ilmanvaihdosta, ilmastoinnista ja jäähdytyksestä. Tätä kulutusta voi vähentää laskemalla sisäilman lämpötilaa, mutta se vaikuttaa rakennusten lämpöviihtyvyyteen. Kuitenkin, lämpöviihtyvyyttä voidaan ylläpitää hyödyntämällä puisten pintojen lämmön ja kosteuden siirtoa. Tämän diplomityön tavoitteena oli määrittää sorption aiheuttamaa lämpötilan muutosta massiivipuun pinnalla. Sorptio tarkoittaa vuorovaikutusta ympäröivän kosteuden ja puun välillä. Kun suhteellinen kosteus sisätiloissa kasvaa, niin puu sitoo kosteutta ja kun suhteellinen kosteus laskee, niin puu vapauttaa kosteutta. Sorption yhteydessä myös lämpöä sitoutuu ja vapautuu puussa. Tätä kutsutaan lämpösorptioksi. Kirjallisuusosassa käsiteltiin puun kosteuden- ja lämmönsiirtoa. Kokeellisessa osassa kuvattiin lämpökameralla puun pinnan lämpötilavaihteluita sorption aikana. Kokeessa tutkittiin koivun, männyn pinta- ja sydänpuun, uunikuivan männyn sydänpuun ja betonin eroja. Lisäksi jokaisesta puusta vertailtiin sen kolmea syysuuntaa: poikittaista, pitkittäistä ja tangentiaalista. Suhteellinen kosteus adsorption aikana oli 80,5 % ja lämpötila 23,4 °C ja desorption aikana 33,5 % ja 23,0 °C. Tulokset viittaavat, että lämpötilan muutos puun pinnassa johtuu ainoastaan kosteuden vaihtelusta. Kaikista suurin muutos havaittiin puun poikittaispinnalla, n. 2,6 °C lajista ja kosteuspitoisuudesta riippuen. Pitkittäis- ja tangentiaalipinnalla muutos oli samankaltainen, n. 1,5 °C taas lajista ja kosteuspitoisuudesta riippuen. Näytteiden lähtökosteus vaikutti lämpötilan vaihteluun. Mitä kuivempi näyte oli, sitä suurempi lämpötilan vaihtelu. Männyn pinta- ja sydänpuun välillä ei ollut huomattavaa eroa. Koivulla oli suurempi kosteudesta aiheutuva lämmönmuutos kuin männyllä. Lisäksi, lämpötilan nousu adsorption aikana oli suurempaa, kuin lämpötilan lasku desorption aikana.	fi
dc.format.extent	90 + 48
dc.format.mimetype	application/pdf	en
dc.identifier.uri	https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/16645
dc.identifier.urn	URN:NBN:fi:aalto-201506303442
dc.language.iso	en	en
dc.location	PK	fi
dc.programme	BTT - Biotuotetekniikan koulutusohjelma	fi
dc.programme.major	Kuitutuotetekniikka	fi
dc.programme.mcode	KM3003	fi
dc.rights.accesslevel	openAccess
dc.subject.keyword	heat of sorption	en
dc.subject.keyword	solid wood	en
dc.subject.keyword	thermal imaging	en
dc.subject.keyword	moisture buffering	en
dc.subject.keyword	thermal comfort	en
dc.title	An investigation into the surface temperature changes in solid wood during sorption	en
dc.title	Tutkimus puun pinnan lämpötilan mittaamisesta sorption aikana	fi
dc.type	G2 Pro gradu, diplomityö	en
dc.type.okm	G2 Pro gradu, diplomityö
dc.type.ontasot	Master's thesis	en
dc.type.ontasot	Diplomityö	fi
dc.type.publication	masterThesis
local.aalto.idinssi	51852
local.aalto.openaccess	yes

Files

Original bundle

Now showing 1 - 1 of 1

Name:: master_Kortelainen_Katja_2015.pdf
Size:: 14.27 MB
Format:: Adobe Portable Document Format

Download

Collections

[dipl] Kemian tekniikan korkeakoulu / CHEM