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氣凝膠材料在節(jié)能建筑行業(yè)應(yīng)用廣泛
氣凝膠是一種納米多孔固體材料,主要成份為超微粒子。該材料具備比表面積大、氣孔率高、粒度小等優(yōu)點。氣凝膠又稱為固體煙或凍煙,是當(dāng)前被大家視作較輕的固體材料。隔熱保溫凝膠生產(chǎn)廠家表示,因為氣凝膠特殊物理結(jié)構(gòu),使之有著很強的防火和隔熱性能,可廣泛用于建筑領(lǐng)域,在節(jié)能建筑行業(yè)有良好的發(fā)展前途。
奇妙的氣凝膠材料
隔熱、保溫、輕量,氣凝膠材料達到節(jié)能建筑規(guī)定,合乎建筑輕量發(fā)展趨向。
20世紀(jì)90時代至今,氣凝膠在全球范圍內(nèi)遭受高度關(guān)注,各國則在研究上投入了大量的資金和人力。中國對氣凝膠的探索也累積了較多的研發(fā)經(jīng)驗,為氣凝膠材料的應(yīng)用推廣造就了資源優(yōu)勢。
氣凝膠可分為無機氣凝膠、有機氣凝膠和碳?xì)饽z,其中無機氣凝膠要以有機金屬物質(zhì)為原料,根據(jù)超臨界干燥法開展制取,后面會形成的密度低非晶固體材料。隔熱保溫凝膠生產(chǎn)廠家表示,無機氣凝膠具備形式多樣,常見的有陶瓷粉末、多元氧化物氣凝膠、較細(xì)金屬、模塊氧化物氣凝膠等。有機氣凝膠主要材料為甲醛和苯二酚,制取過程只是在無機氣凝膠制備工藝上略微由改善。碳?xì)饽z主要通過碳化熱固性有機氣凝膠得到的一種納米碳材料,關(guān)鍵具備非晶態(tài)、質(zhì)輕、多孔特點,這些材料具有較強的導(dǎo)電率。
氣凝膠材料擁有很多特點,對節(jié)能建筑運用來講,一個重要特性便是保溫。氣凝膠材料具有高氣孔率,傳熱作用比較突顯。首先,氣凝膠材料具備密度低,熱傳播路徑在氣凝膠結(jié)構(gòu)中很長,巨大減少了熱傳播效率。次之,氣凝膠材料粒度小,通常在20nm下列,這類粒度會限定空氣分子在氣凝膠材料里的自由活動,減少了空氣的對流熱導(dǎo)率。導(dǎo)熱率較低的氣凝膠能夠阻攔大部分紅外輻射,而輻射熱的波長也很低。因而,氣凝膠具有較好的隔熱效果。
氣凝膠材料密度在0.16~4.0kg/m3中間,遠低于別的材料密度,合乎建筑輕量發(fā)展趨向。此外,氣凝膠材料還具備防火、隔音、抗腐蝕等優(yōu)點。
氣凝膠在節(jié)能建筑應(yīng)用領(lǐng)域
將傳熱系數(shù)低氣凝膠添加到傳統(tǒng)砂漿和混凝土中,能夠多面提升材料性能。
氣凝膠保溫砂漿要以粉煤灰水泥為膠凝劑,添加氣凝膠、SiO?、玻璃微珠制成的。玻璃珠尺寸比氣凝膠顆粒大很多,能夠填充到砂漿基質(zhì)中,較小的氣凝膠顆粒將空隙進一步添充,使氣孔率盡量減少,保溫砂漿的傳熱系數(shù)也隨之降低,會獲得預(yù)想的建筑保溫性能。將保溫砂漿用于建筑外墻表層,砂漿越厚,里外溫差越多。不難看出,氣凝膠保溫砂漿能將熱量隔絕,可以提升建筑構(gòu)造整體的保溫節(jié)能效果。在混泥土里加入氣凝膠后,顯著降低了混凝土的重量和傳熱系數(shù),但也會危害混凝土的沖擊韌性,因此氣凝膠混泥土應(yīng)避免在承重梁應(yīng)用。
氣凝膠粉末適合于內(nèi)墻涂料,做為構(gòu)造隔熱對策的補充,不但適用于建筑內(nèi)墻的保溫,也適用于墻體、樓頂保溫。
內(nèi)墻保溫是建筑保溫工程的一個重要內(nèi)容,但往往也容易被忽略,內(nèi)部熱量根據(jù)內(nèi)腔蔓延,并傳遞到外界。內(nèi)墻的保溫需要達到較基本保溫規(guī)定,還要具備防火功能,應(yīng)選用零污染材料。應(yīng)用氣凝膠保溫板可以提升保溫、隔音效果,還能滿足承擔(dān)400℃以上防火要求。氣凝膠粉末適合于內(nèi)墻涂料,做為構(gòu)造隔熱對策的補充,不但適用于建筑內(nèi)墻的保溫,也適用于墻體、樓頂保溫。隔熱保溫凝膠生產(chǎn)廠家表示,氣凝膠粉末商品主要材料為氣凝膠和納米SiO?,通過特殊工序做成,直徑很小,可以滿足保溫效果規(guī)定,可廣泛用于建筑隔熱層中。
在熱水器的儲水箱、集熱器、管路等位置運用氣凝膠材料,熱損失較過去可減少30%下列。
氣凝膠材料在房頂太陽能集熱器中的運用古已有之,主要用于太陽能熱水器的保溫設(shè)備中,使太陽能利用率有效提升,更具應(yīng)用性,可以滿足我們的生活要求。在熱水器的儲水箱、集熱器、管路等位置運用氣凝膠材料,與一般的材質(zhì)太陽能熱水器對比,可以增加較少1倍的集熱效率,熱損失較過去可減少30%下列。
氣凝膠氈疏水性、耐火性特點明顯,能提高保溫管道效果,是一種理想的保溫材料。管路能用氣凝膠氈包囊,做為保溫結(jié)構(gòu)的重要隔熱層,金屬防護層做為二道保溫對策,能夠?qū)饽z保溫層具有緩沖作用。在包囊雙層氣凝膠氈時,可采取交疊重疊法來增強保溫效果。氣凝膠氈抗壓強度、柔韌度和抗壓性不錯,隔熱層施工比較簡單。此外,氣凝膠氈的疏水性使之傳熱系數(shù)在使用中幾乎保持一致,氣凝膠保溫構(gòu)造和傳統(tǒng)保溫結(jié)構(gòu)對比,更具節(jié)能價值。
應(yīng)用氣凝膠玻璃能提高保溫性能,使太陽輻射影響減少,達到大家的應(yīng)用要求。
氣凝膠玻璃一般以空心、真空和隔層等方式減少玻璃的導(dǎo)熱系數(shù),并且可以提升減噪水平。氣凝膠玻璃的節(jié)能效果顯著,在夏熱冬冷地區(qū),氣凝膠玻璃在夏天能夠消弱太陽輻射,降低約20%的熱損失。但在冬天,氣凝膠玻璃能阻攔約40%的室內(nèi)暖空氣,具有較好的節(jié)能價值。雖然窗子只占建筑圍護結(jié)構(gòu)的一小部分,但耗能約占總耗能25%,原因是建筑窗子沒有具有保溫作用,內(nèi)部熱量通常根據(jù)窗子擴散到戶外。在夏天,太陽直接通過窗子照射到室內(nèi),造成室內(nèi)溫度上升。而使用氣凝膠玻璃能提高保溫性能,使太陽輻射影響減少,達到大家的應(yīng)用要求。氣凝膠玻璃與普通玻璃對比具有很高的透光度,對室內(nèi)采光沒有太大影響。目前,氣凝膠玻璃分為兩種種類,一種為夾絲玻璃,另一種為鍍膜玻璃。夾絲玻璃針對氣凝膠的耗費較多,對應(yīng)的成本較高。比較之下,應(yīng)用鍍膜玻璃的價錢遠低于夾絲玻璃,而且保溫效果優(yōu)良,可達88%透光度,不會對室內(nèi)采光產(chǎn)生影響。
氣凝膠隔熱保溫材料是A級不燃材料,適合于建筑防火構(gòu)造。
氣凝膠混泥土復(fù)合墻面是一種質(zhì)輕保溫墻體材料,由氣凝膠添充和改性質(zhì)輕石料做成。在膨脹珍珠巖中添充氣凝膠添充,能夠制取氣凝膠膨脹珍珠巖,并把它作為輕質(zhì)石料,形成一種新式保溫材料。氣凝膠膨脹珍珠巖具備4.39MPa抗拉強度,傳熱系數(shù)為0.062W/(m·K)。氣凝膠構(gòu)造通常是多孔網(wǎng)絡(luò),可以在鋼結(jié)構(gòu)表層遮蓋氣凝膠隔熱復(fù)合材質(zhì),增加受燒灼時長,且不造成有害物質(zhì)。同時,氣凝膠材料能夠阻攔火情的蔓延,是A級不燃材料,可用作建筑防火構(gòu)造。
氣凝膠具備優(yōu)異性能,但純粹氣凝膠材料強度較低,應(yīng)進一步加強復(fù)合氣凝膠材料的開發(fā),將氣凝膠材料與其他材料有效融合,合理增強材料性能指標(biāo),填補氣凝膠材料的不足。同時,還要進一步降低氣凝膠的制備和使用成本,才能在建筑市場占有更多的份額,穩(wěn)步提升氣凝膠材料的綜合效益。