Les matériaux d'aérogel sont largement utilisés dans le domaine de l'économie d'énergie des bâtiments

L'aérogel est un matériau solide nanoporeux dont le composant principal est des particules ultrafines. Le matériau se caractérise par une grande surface spécifique, une porosité élevée et une petite taille de particules. Les aérogels, également appelés fumées solides ou fumées congelées, sont actuellement considérés comme le matériau solide le plus léger. En raison de la structure physique spéciale de l'aérogel, il a une forte propriété d'isolation ignifuge et peut être largement utilisé dans le domaine de la construction, avec de bonnes perspectives de développement dans le domaine de l'économie d'énergie du bâtiment.

Matériau étonnant d'aérogel

L'isolation thermique, l'isolation thermique, la légèreté, les matériaux aérogel répondent aux exigences d'économie d'énergie du bâtiment et répondent à la tendance de développement de la légèreté du bâtiment.

Depuis les années 1990, les aérogels ont reçu beaucoup d'attention dans le monde entier et les pays ont investi beaucoup d'argent et de main - d'œuvre dans leur recherche. La recherche nationale sur les aérogels a également accumulé une grande expérience de R & D, créant des conditions favorables pour la promotion des applications de matériaux aérogels.

Les aérogels peuvent être divisés en aérogels inorganiques, organiques et carbonés. Parmi ceux - ci, les aérogels inorganiques sont préparés à partir de substances organométalliques par un procédé de séchage supercritique aboutissant à la formation d'un matériau solide amorphe de faible densité. Les aérogels inorganiques se présentent sous de nombreuses formes, les plus courantes étant les poudres céramiques, les aérogels polyoxydes, les aérogels de métaux ultrafins et d'oxydes unitaires. Les principaux matériaux de l'aérogel organique sont le formaldéhyde et la quinone, et le processus de préparation n'est que légèrement amélioré dans le processus de préparation de l'aérogel inorganique. Un aérogel de carbone est principalement un matériau nanocarboné obtenu par carbonisation d'un aérogel organique thermodurcissable. Il est principalement caractérisé par amorphe, léger et poreux. Ce matériau a une forte conductivité électrique.

Les matériaux aérogel ont de nombreuses propriétés, tandis que l'une des propriétés les plus importantes dans les applications d'économie d'énergie dans les bâtiments est l'isolation thermique. Le matériau aérogel a une porosité élevée et une excellente fonction de transfert de chaleur. Tout d'abord, la densité du matériau aérogel est faible et le chemin de propagation de la chaleur dans la structure aérogel est long, ce qui réduit considérablement l'efficacité du transfert de chaleur. Deuxièmement, la taille des particules du matériau aérogel est faible, typiquement inférieure à 20 nm, ce qui limitera la libre circulation des molécules d'air dans le matériau aérogel et réduira la conductivité thermique Convective de l'air. Les aérogels à conductivité thermique extrêmement faible bloquent la majeure partie du rayonnement infrarouge, qui a également une longueur d'onde de rayonnement thermique inférieure. L'aérogel a donc un bon effet d'isolation thermique.

Les matériaux aérogel ont une densité comprise entre 0,16 et 4,0 kg / m³, bien inférieure à celle des autres matériaux, ce qui s’inscrit dans la tendance à la construction légère. En outre, le matériau aérogel a également l'avantage d'être ignifuge, insonorisé et résistant à la corrosion.

Application d'aérogels dans le domaine de l'efficacité énergétique des bâtiments

1. L'ajout d'un aérogel à faible conductivité thermique aux mortiers et bétons traditionnels peut améliorer efficacement les propriétés du matériau.

   Le mortier isolant aérogel est fabriqué à partir de ciment Portland comme Gélifiant, avec ajout d'aérogel, de SiO2 et de billes de verre. La taille des billes de verre est beaucoup plus grande que celle des particules d'aérogel, qui peuvent être remplies dans la matrice de mortier, et les particules d'aérogel plus petites remplissent davantage les vides, réduisant ainsi la porosité autant que possible, ainsi que la conductivité thermique du mortier isolant. L'isolation thermique attendue du bâtiment peut être obtenue. Appliquer un mortier isolant sur la surface des murs extérieurs du bâtiment. Plus le mortier est épais, plus la différence de température entre l'intérieur et l'extérieur est grande. On peut voir que le mortier isolant aérogel peut bloquer la chaleur et améliorer l'isolation globale et l'efficacité énergétique de la structure du bâtiment. Après l'ajout d'aérogel dans le béton, le poids et la conductivité thermique du béton seront considérablement réduits, mais la résistance mécanique du béton sera également détruite, de sorte que l'utilisation d'aérogel dans les murs porteurs doit être évitée.

   
   

2. La poudre d'aérogel peut être utilisée pour la peinture des murs intérieurs, en complément des mesures d'isolation structurelle, non seulement pour l'isolation des murs intérieurs des bâtiments, mais également pour l'isolation des murs extérieurs et des toits.

   L'isolation des murs intérieurs est une partie importante des travaux d'isolation des bâtiments, mais elle est souvent facilement négligée. La chaleur interne est diffusée à travers la paroi interne et transmise à l'extérieur. L'isolation des parois intérieures doit répondre aux exigences d'isolation les plus élémentaires et doit également avoir une fonction ignifuge et choisir des matériaux non polluants. L'utilisation de panneaux d'isolation aérogel peut améliorer l'isolation thermique et acoustique et peut également répondre aux exigences de protection contre l'incendie de plus de 400 ° c. La poudre d'aérogel peut être utilisée pour la peinture de mur intérieur comme complément aux mesures d'isolation structurelle, non seulement pour les murs intérieurs des bâtiments, mais aussi pour l'isolation des murs extérieurs et des toits. Les principaux matériaux pour les produits en poudre d'aérogel sont l'aérogel et le Nano SiO2, qui sont fabriqués par un processus spécial, ont une taille de pores extrêmement petite, peuvent répondre aux exigences en matière de propriétés d'isolation thermique et peuvent être largement utilisés dans l'isolation des bâtiments.

   
   

3. Le matériau d'aérogel est appliqué dans le réservoir de stockage d'eau, le collecteur, la tuyauterie et d'autres parties du chauffe - eau, la perte de chaleur peut être réduite de moins de 30% par rapport au passé.

   Les matériaux aérogel sont utilisés depuis longtemps dans les capteurs solaires sur les toits. Ils sont principalement utilisés dans l'unité d'isolation du chauffe - eau solaire, peut améliorer efficacement l'efficacité de l'utilisation de l'énergie solaire, le rendre plus pratique et répondre aux besoins quotidiens des personnes. Appliquer le matériau d'aérogel au réservoir de stockage d'eau, au collecteur, à la tuyauterie et à d'autres parties du chauffe - eau, par rapport au chauffe - eau solaire ordinaire, l'efficacité de collecte de chaleur peut être améliorée d'au moins 1 fois et la perte de chaleur peut être réduite de moins de 30% Par rapport à la précédente.

   
   

   Le feutre d'aérogel a des propriétés hydrophobes et d'isolation thermique remarquables qui peuvent améliorer l'isolation thermique des tuyaux et est un matériau d'isolation thermique idéal. Le tuyau peut être enveloppé d'un feutre d'aérogel comme couche isolante principale de la structure isolante, la couche de protection métallique servant de deuxième mesure isolante pour protéger la couche isolante d'aérogel. Lors de l'enrobage d'un feutre d'aérogel multicouche, la méthode de chevauchement entrelacé peut être utilisée pour améliorer les propriétés d'isolation thermique. Le feutre aérogel présente une meilleure résistance à la traction, à la flexibilité et à la compression, et la structure de la couche isolante est relativement simple. En outre, le caractère hydrophobe de la couverture d'aérogel maintient une conductivité thermique presque constante pendant l'utilisation, et la structure d'isolation thermique d'aérogel est plus économe en énergie que la structure d'isolation thermique traditionnelle.

   
   

4. L'utilisation de verre aérogel peut améliorer l'effet d'isolation thermique, réduire l'impact du rayonnement solaire et répondre aux besoins des personnes.

   Le verre aérogel réduit généralement le coefficient de transfert thermique du verre sous forme d'isolant, de vide et d'intercalaire et peut améliorer la capacité de réduction du bruit. L'efficacité énergétique du verre aérogel est évidente. Pendant les étés chauds et les hivers froids, le verre aérogel atténue le rayonnement solaire en été et réduit les pertes de chaleur d'environ 20%. En hiver, le verre d'aérogel peut bloquer environ 40% de l'air chaud intérieur, ce qui a une bonne valeur d'économie d'énergie. Bien que les fenêtres ne représentent qu’une petite partie de l’enveloppe du bâtiment, la consommation d’énergie représente environ 25% de la consommation totale d’énergie. La raison principale est que les fenêtres du bâtiment ne fonctionnent pas comme isolant et que la chaleur interne a tendance à se répandre à travers les fenêtres vers l'extérieur. En été, le soleil brille directement à l'intérieur par les fenêtres, ce qui entraîne une augmentation de la température intérieure. L'utilisation de verre aérogel peut améliorer l'isolation thermique, réduire l'impact du rayonnement solaire et répondre aux besoins des personnes. Comparé au verre ordinaire, le verre aérogel a une transmission lumineuse plus élevée et a peu d'impact sur l'éclairage intérieur. À ce stade, il existe principalement deux types de verre aérogel, l'un est feuilleté et l'autre est revêtu de verre. Le verre feuilleté consomme plus d'aérogel et le coût correspondant est plus élevé. En revanche, le verre revêtu est beaucoup moins cher que le verre feuilleté et a une bonne isolation thermique avec une transmission lumineuse allant jusqu'à 88% sans affecter l'éclairage intérieur.

   
   

5. L'isolation thermique par aérogel est un matériau incombustible de classe A qui peut être utilisé dans la construction de structures ignifuges.

   Le mur composite en béton aérogel est un matériau de mur isolant léger fabriqué à partir de remplissage d'aérogel et d'agrégats légers modifiés. Le remplissage d'aérogel dans la perlite expansée permet de préparer la perlite expansée d'aérogel et de l'utiliser comme agrégat léger pour former un nouveau type d'isolation thermique. La perlite expansée d'aérogel a une résistance à la compression de 4,39 MPa et une conductivité thermique de 0062 W / (M · K). La structure d'aérogel est principalement un réseau poreux qui peut recouvrir la surface de la structure en acier avec un composite d'isolation thermique d'aérogel pour prolonger le temps de combustion sans produire de substances toxiques. Dans le même temps, le matériau aérogel peut arrêter la propagation du feu et est un matériau incombustible de classe A qui peut être utilisé dans la construction de structures ignifuges.

   Les aérogels ont d'excellentes propriétés, mais les matériaux aérogels purs ont une résistance inférieure. La recherche et le développement de matériaux composites d'aérogel devraient être encore renforcés et les matériaux d'aérogel devraient être raisonnablement combinés avec d'autres matériaux pour améliorer efficacement les propriétés des matériaux et combler les lacunes de l'aérogel. Manque de matériel. Dans le même temps, il est nécessaire de réduire davantage les coûts de préparation et d'utilisation des aérogels afin de prendre une plus grande part du marché de la construction et d'améliorer efficacement les avantages combinés des matériaux aérogels.