Los materiales aerogeles son ampliamente utilizados en el campo del ahorro de energía en la construcción.

El aerogel es un material sólido nanoporoso cuyo componente principal son las partículas ultrafinas. El material tiene las características de gran superficie específica, alta permeabilidad y pequeño tamaño de partícula. El aerogel, también conocido como humo sólido o humo congelado, se considera actualmente el material sólido más ligero. Debido a la estructura física especial del aerogel, tiene una fuerte propiedad de prevención de incendios y aislamiento térmico, que se puede utilizar ampliamente en el campo de la construcción y tiene buenas perspectivas de desarrollo en el campo del ahorro de energía en la construcción.

Increíble material aerogel

Los materiales de aislamiento térmico, aislamiento térmico, ligero y aerogel cumplen con los requisitos de ahorro de energía del edificio y están en línea con la tendencia de desarrollo de la ligereza del edificio.

Desde la década de 1990, El aerogel ha recibido una atención generalizada en todo el mundo, y los países han invertido mucho dinero y mano de obra en su investigación. La investigación nacional sobre aerogeles también ha acumulado una gran experiencia en investigación y desarrollo, creando condiciones favorables para la promoción y aplicación de materiales de aerogeles.

Los aerogeles se pueden dividir en aerogeles inorgánicos, aerogeles orgánicos y aerogeles de carbono. Entre ellos, los aerogeles inorgánicos se preparan a partir de sustancias metálicas orgánicas a través de un método de secado supercrítico, que finalmente forma materiales sólidos amorfos de baja densidad. Los aerogeles inorgánicos tienen muchas formas, y los comunes son polvo cerámico, aerogeles de óxido múltiple, aerogeles de metal ultrafino y aerogeles de óxido unitario. Los principales materiales de los aerogeles orgánicos son el formaldehído y la quinona, y el proceso de preparación solo ha mejorado ligeramente en el proceso de preparación de los aerogeles inorgánicos. Los aerogeles de carbono son principalmente nanomateriales de carbono obtenidos por carbonización de aerogeles orgánicos termoestables. Se caracteriza principalmente por ser amorfos, ligeros y porosos. Este material tiene una fuerte conductividad eléctrica.

Los materiales aerogeles tienen muchas propiedades, y una de las propiedades más importantes en las aplicaciones de ahorro de energía de los edificios es el aislamiento térmico. El material aerogel tiene una alta permeabilidad y una excelente función de transferencia de calor. En primer lugar, la baja densidad de los materiales de aerogel y las largas rutas de transmisión de calor en la estructura de aerogel reducen considerablemente la eficiencia de la transferencia de calor. En segundo lugar, el material aerogel tiene una granularidad muy pequeña, generalmente inferior a 20 nm, lo que limitará el libre movimiento de las moléculas de aire en el material aerogel y reducirá la conductividad térmica convectiva del aire. Los aerogeles con una conductividad térmica extremadamente baja bloquean la mayor parte de la radiación infrarroja, que también tiene una longitud de onda de radiación térmica más baja. Por lo tanto, El aerogel tiene un buen efecto de aislamiento térmico.

La densidad de los materiales aerogeles oscila entre 0,16 y 4,0 kg / mwh, muy por debajo de otros materiales, lo que está en línea con la tendencia de desarrollo de la construcción ligera. Además, los materiales aerogeles también tienen las ventajas de protección contra incendios, aislamiento acústico y resistencia a la corrosión.

Aplicación de aerogel en el campo del ahorro de energía en la construcción

1. La incorporación de aerogeles de baja conductividad térmica en morteros y hormigón tradicionales puede mejorar efectivamente las propiedades del material.

   El mortero de aislamiento térmico aerogel está hecho de cemento Portland como coagulante, añadiendo aerogel, sio2 y perlas de vidrio. Las cuentas de vidrio son mucho más grandes que las partículas de aerogel, que se pueden llenar en la matriz de mortero, y las partículas de aerogel más pequeñas llenan aún más los huecos, reduciendo así la poros tanto como sea posible y reduciendo la conductividad térmica del mortero de aislamiento térmico. Se puede obtener el efecto de aislamiento térmico esperado del edificio. Aplicar mortero térmico en la superficie de la pared exterior del edificio. Cuanto más grueso sea el mortero, mayor será la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior. Se puede ver que el mortero de aislamiento térmico aerogel puede bloquear el calor y mejorar el aislamiento térmico general y el efecto de ahorro de energía de la estructura del edificio. La adición de aerogel al hormigón reducirá significativamente el peso y la conductividad térmica del hormigón, pero también destruirá la resistencia mecánica del hormigón, por lo que se debe evitar el uso de hormigón aerogel en paredes portantes.

   
   

2. El polvo de aerogel se puede utilizar para recubrimientos de paredes interiores como complemento de las medidas de aislamiento térmico estructural, no solo para el aislamiento térmico de paredes interiores de edificios, sino también para el aislamiento térmico de paredes exteriores y techos.

   El aislamiento térmico de la pared interior es una parte importante del proyecto de aislamiento térmico del edificio, pero a menudo se ignora fácilmente. El calor interno se difunde a través de la pared interior y se transmite al exterior. El aislamiento térmico de la pared interior debe cumplir con los requisitos de aislamiento térmico más básicos, y también debe tener una función ignífuga y elegir materiales libres de contaminación. El uso de paneles de aislamiento térmico aerogel puede mejorar el aislamiento térmico y el aislamiento acústico, y también puede cumplir con los requisitos de prevención de incendios de más de 400 ° c. El polvo aerogel se puede utilizar para recubrimientos de paredes interiores como complemento de las medidas de aislamiento térmico estructural, no solo para paredes interiores de edificios, sino también para aislamiento térmico de paredes exteriores y techos. Los principales materiales de los productos en polvo de aerogel son aerogel y nanosio2, que están hechos a través de procesos especiales, con poros muy pequeños, que pueden cumplir con los requisitos de las propiedades de aislamiento térmico y pueden ser ampliamente utilizados en el aislamiento térmico de edificios.

   
   

3. El material aerogel se aplica a los tanques de almacenamiento de agua, colectores de calor, tuberías y otras partes de los calentadores de agua, y la pérdida de calor se puede reducir en menos del 30% en comparación con el pasado.

   El material aerogel se ha utilizado durante mucho tiempo en los colectores solares de techo. Se utilizan principalmente en dispositivos de aislamiento térmico de calentadores de agua solares, que pueden mejorar efectivamente la eficiencia de la utilización de la energía solar, hacerla más práctica y satisfacer las necesidades diarias de las personas. La aplicación de materiales aerogeles a tanques de almacenamiento de agua, colectores de calor, tuberías y otras partes de calentadores de agua puede aumentar la eficiencia de recolección de calor al menos el doble en comparación con los calentadores de agua solares ordinarios, y la pérdida de calor se puede reducir en menos del 30% en comparación con el pasado.

   
   

   El fieltro aerogel tiene propiedades hidrofóbicas y de aislamiento térmico significativas, lo que puede mejorar el efecto de aislamiento térmico de la tubería y es un material de aislamiento térmico ideal. La tubería se puede envolver con fieltro aerogel como principal capa aislante de la estructura aislada, y la capa protectora metálica se utiliza como segunda medida de aislamiento para proteger la capa aislante aerogel. Al envolver varias capas de fieltro aerogel, se puede utilizar un método de superposición escalonada para mejorar las propiedades de aislamiento térmico. El fieltro aerogel tiene una mejor resistencia a la tracción, flexibilidad y resistencia a la presión, y la estructura de la capa aislante es relativamente simple. Además, la hidrofobicidad de la manta de aerogel mantiene una conductividad térmica casi constante durante su uso, y la estructura de aislamiento térmico de aerogel es más eficiente energéticamente que la estructura de aislamiento térmico tradicional.

   
   

4. El uso de vidrio aerogel puede mejorar el efecto de aislamiento térmico, reducir el impacto de la radiación solar y satisfacer las necesidades de las personas.

   El vidrio aerogel generalmente reduce el coeficiente de transferencia de calor del vidrio en forma de hueco, vacío y entrepiso, y puede mejorar la capacidad de reducción de ruido. El efecto de ahorro de energía del vidrio aerogel es obvio. En verano caluroso e invierno frío, el vidrio aerogel puede debilitar la radiación solar en verano y reducir la pérdida de calor en aproximadamente un 20%. En invierno, el vidrio aerogel puede bloquear alrededor del 40% del aire caliente interior y tiene un buen valor de ahorro de energía. Aunque las ventanas representan solo una pequeña parte de la estructura de contención del edificio, el consumo de energía representa aproximadamente el 25% del consumo total de energía. La razón principal es que las ventanas del edificio no funcionan como aislamiento térmico y el calor interno tiende a extenderse al exterior a través de las ventanas. En verano, el sol brilla directamente al interior a través de las ventanas, lo que hace que la temperatura interior aumente. El uso de vidrio aerogel puede mejorar el efecto de aislamiento térmico, reducir el impacto de la radiación solar y satisfacer las necesidades de las personas. En comparación con el vidrio ordinario, el vidrio aerogel tiene una mayor transmisión de luz y tiene poco impacto en la iluminación Interior. En esta etapa, hay dos tipos principales de vidrio aerogel, uno es vidrio laminado y el otro es vidrio recubierto. El vidrio laminado consume más aerogel y el costo correspondiente es más alto. Por el contrario, el precio del vidrio recubierto es mucho menor que el del vidrio laminado y tiene buenas propiedades de aislamiento térmico, con una transmisión de luz de hasta el 88%, lo que no afectará a la iluminación Interior.

   
   

5. El material de aislamiento térmico aerogel es un material no inflamable de clase a, que se puede utilizar en estructuras ignífugas de edificios.

   La pared compuesta de hormigón aerogel es un material de pared de aislamiento térmico ligero hecho de relleno aerogel y agregado ligero modificado. El relleno de aerogel en Perlita expandida puede preparar Perlita expandida de aerogel y utilizarla como agregado ligero para formar un nuevo tipo de material de aislamiento térmico. La Perlita expansiva de aerogel tiene una resistencia a la compresión de 4,39 MPA y una conductividad térmica de 0062w / (m · k). la estructura de aerogel es principalmente una red poroso que permite cubrir la superficie de la estructura de acero con materiales compuestos de aislamiento térmico de aerogel para prolongar el tiempo de combustión sin producir sustancias tóxicas. Al mismo tiempo, el material aerogel puede detener la propagación del incendio y es un material no inflamable de clase a que se puede utilizar en estructuras ignífugas de edificios.

   El aerogel tiene excelentes propiedades, pero la resistencia del material de aerogel puro es baja. Se debe fortalecer aún más la investigación y el desarrollo de materiales aerogeles compuestos y combinar racionalmente los materiales aerogeles con otros materiales para mejorar efectivamente las propiedades de los materiales y compensar las deficiencias de los aerogeles. Los materiales son insuficientes. Al mismo tiempo, es necesario reducir aún más los costos de preparación y uso de aerogeles para ocupar una mayor participación en el mercado de la construcción y mejorar efectivamente los beneficios integrales de los materiales de aerogeles.