I materiali di Aerogel sono ampiamente usati nel campo di risparmio energetico della costruzione

Aerogel è un materiale solido nanoporoso, il cui componente principale è particelle ultrafini. Il materiale ha le caratteristiche di grande superficie specifica, alta porosità e piccole dimensioni delle particelle. L'aerogel, noto anche come fumo solido o fumo congelato, è attualmente considerato come il materiale solido più leggero. A causa della speciale struttura fisica dell'aerogel, ha forti proprietà ignifughe e di isolamento termico, che possono essere ampiamente utilizzate nel campo della costruzione e ha una buona prospettiva di sviluppo nel campo della conservazione dell'energia dell'edificio.

L'incredibile materiale Aerogel

Isolamento termico, conservazione del calore, materiali leggeri e aerogel soddisfano i requisiti di risparmio energetico dell'edificio, in linea con la tendenza di sviluppo della costruzione leggera.

Dagli anni '90, gli aerogel hanno ricevuto un'attenzione diffusa in tutto il mondo e i paesi hanno investito molto denaro e manodopera nella loro ricerca. La ricerca domestica su aerogel ha anche accumulato un sacco di esperienza di ricerca e sviluppo, che ha creato condizioni favorevoli per la promozione e l'applicazione di materiali aerogel.

Gli aerogel possono essere suddivisi in aerogel inorganici, aerogel organici e aerogel al carbonio. Tra questi, gli aerogel inorganici sono preparati da sostanze metalliche organiche con metodo di essiccazione supercritico e infine formano un materiale solido amorfo a bassa densità. Gli aerogel inorganici sono in molte forme, quelli comuni sono polveri ceramiche, aerogel multipli di ossido, metalli ultrafini e aerogel di ossido unitario. I materiali principali dell'aerogel organico sono formaldeide e chinone, e il processo di preparazione è solo leggermente migliorato sul processo di preparazione dell'aerogel inorganico. L'aerogel del carbonio è principalmente un genere di materiale nano-carbonio ottenuto carbonizzando l'aerogel organico termoindurente. Ha principalmente le caratteristiche di stato amorfo, peso leggero e poroso. Questo materiale ha una forte conducibilità elettrica.

Gli aerogelmaterials hanno molte proprietà e una delle proprietà più importanti per le applicazioni di risparmio energetico degli edifici è l'isolamento termico. I materiali Aerogel hanno elevata porosità e funzione eccezionale di trasferimento di calore. In primo luogo, il materiale aerogel ha una bassa densità e il percorso di propagazione del calore è lungo nella struttura aerogel, che riduce notevolmente l'efficienza di trasferimento del calore. In secondo luogo, la dimensione delle particelle del materiale aerogel è piccola, solitamente sotto 20nm, che limiterà il libero movimento delle molecole d'aria nel materiale aerogel e ridurrà la conducibilità termica convettiva dell'aria. Gli aerogel con conducibilità termica estremamente bassa bloccano la maggior parte delle radiazioni infrarosse, che hanno anche basse lunghezze d'onda di radiazione termica. Pertanto, aerogel ha un buon effetto di isolamento termico.

La densità dei materiali aerogel è compresa tra 0,16 e 4,0 kg/m³, che è molto inferiore a quella degli altri materiali, che è in linea con il trend di sviluppo della costruzione leggera. Inoltre, i materiali aerogel hanno anche i vantaggi della prevenzione antincendio, dell'isolamento acustico e della resistenza alla corrosione.

Applicazione di Aerogel nel campo della conservazione dell'energia edilizia

1. L'aggiunta di aerogel con bassa conducibilità termica alla malta e al calcestruzzo tradizionali può migliorare efficacemente le prestazioni del materiale.

   La malta isolante termico Aerogel è fatta del cemento Portland come agente gelificante, aggiungendo aerogel, SiO2 e perle di vetro. La dimensione delle perle di vetro è molto più grande di quella delle particelle di aerogel, che possono essere riempite nella matrice della malta, e le particelle di aerogel più piccole riempiono ulteriormente le lacune, in modo che la porosità sia ridotta il più possibile e la conducibilità termica della malta dell'isolamento termico diminuisce anche. L'effetto di isolamento previsto dell'edificio può essere ottenuto. Applicare malta isolante termico alla superficie della parete esterna dell'edificio. Più spessa è la malta, maggiore è la differenza di temperatura tra interno ed esterno. Si può vedere che la malta di isolamento termico aerogel può bloccare il calore e migliorare l'isolamento termico complessivo e l'effetto di risparmio energetico della struttura dell'edificio. Dopo aver aggiunto aerogel al calcestruzzo, il peso e la conducibilità termica del calcestruzzo saranno significativamente ridotti, ma danneggeranno anche la resistenza meccanica del calcestruzzo, quindi il calcestruzzo aerogel dovrebbe essere evitato nelle pareti portanti.

   
   

2. La polvere di Aerogel può essere utilizzata nei rivestimenti delle pareti interne, come supplemento alle misure strutturali di isolamento termico, non solo per l'isolamento delle pareti interne dell'edificio, ma anche per le pareti esterne e l'isolamento del tetto.

   L'isolamento delle pareti interne è una parte importante dell'ingegneria dell'isolamento degli edifici, ma spesso è facilmente trascurato. Il calore interno si diffonde attraverso la parete interna e viene trasferito all'esterno. L'isolamento della parete interna deve soddisfare i requisiti di isolamento più basilari e deve anche avere una funzione ignifuga e devono essere selezionati materiali non inquinanti. L'uso dei pannelli isolanti aerogel può migliorare l'isolamento termico e gli effetti dell'isolamento acustico e può anche soddisfare i requisiti di protezione antincendio di oltre 400 ° C. La polvere di Aerogel può essere utilizzata nei rivestimenti delle pareti interne, come supplemento alle misure di isolamento strutturale, non solo per le pareti interne della costruzione, ma anche per le pareti esterne e l'isolamento del tetto. I materiali principali dei prodotti in polvere di aerogel sono aerogel e nano-SiO2, che sono realizzati attraverso processi speciali e la dimensione dei pori è estremamente piccola, che può soddisfare i requisiti della prestazione dell'isolamento termico e può essere ampiamente utilizzata negli strati di isolamento termico dell'edificio.

   
   

3. Il materiale aerogel viene applicato al serbatoio di stoccaggio dell'acqua, al collettore di calore, alla conduttura e ad altre parti dello scaldabagno e la perdita di calore può essere ridotta di meno del 30% rispetto al passato.

   I materiali Aerogel sono stati utilizzati nei collettori solari del tetto per molto tempo. Pricipalmente sono utilizzati nei dispositivi di isolamento termico degli scaldabagni solari, che possono migliorare efficacemente l'efficienza dell'utilizzo dell'energia solare, renderli più pratici e soddisfare le esigenze quotidiane delle persone. L'applicazione di materiali aerogel nei serbatoi di stoccaggio dell'acqua, collettori di calore, tubi e altre parti dello scaldabagno può aumentare l'efficienza di raccolta del calore di almeno 1 volte rispetto agli scaldabagni solari ordinari e la perdita di calore può essere ridotta di meno del 30% rispetto al passato.

   
   

   Il feltro aerogel ha notevoli caratteristiche di idrofobia e isolamento termico, che possono migliorare l'effetto isolante delle tubazioni ed è un materiale isolante termico ideale. Il tubo può essere avvolto con feltro aerogel come strato isolante principale della struttura isolante e lo strato di protezione del metallo è utilizzato come seconda misura isolante per proteggere lo strato isolante aerogel. Quando si avvolge il feltro aerogel multistrato, il metodo di sovrapposizione sfalsata può essere utilizzato per migliorare le prestazioni di isolamento termico. Il feltro aerogel ha una migliore resistenza alla trazione, flessibilità e resistenza alla compressione e la costruzione dello strato isolante è relativamente semplice. Inoltre, l'idrofobia della coperta aerogel mantiene la conducibilità termica quasi invariata durante l'uso e la struttura isolante aerogel è più a risparmio energetico della struttura isolante tradizionale.

   
   

4. L'uso del vetro aerogel può migliorare l'effetto dell'isolamento termico, ridurre l'influenza della radiazione solare e soddisfare le esigenze delle persone.

   Il vetro Aerogel di solito riduce il coefficiente di trasferimento del calore del vetro sotto forma di cavo, vuoto e intercalare e può migliorare la capacità di riduzione del rumore. L'effetto di risparmio energetico del vetro aerogel è evidente. Nelle regioni calde estive e fredde invernali, il vetro aerogel può indebolire la radiazione solare in estate e ridurre la perdita di calore di circa il 20%. In inverno, il vetro aerogel può bloccare circa il 40% dell'aria calda interna, che ha un buon valore di risparmio energetico. Sebbene le finestre costituiscano solo una piccola parte dell'involucro edilizio, il consumo energetico rappresenta circa il 25% del consumo totale di energia. La ragione principale è che le finestre degli edifici non svolgono un ruolo isolante e il calore interno tende a diffondersi verso l'esterno attraverso le finestre. In estate, la luce solare splende direttamente nella stanza attraverso le finestre, causando l'aumento della temperatura interna. L'uso del vetro aerogel può migliorare l'effetto dell'isolamento termico, ridurre l'impatto della radiazione solare e soddisfare le esigenze delle persone. Rispetto al vetro ordinario, il vetro aerogel ha una trasmissione luminosa più elevata e ha poco effetto sull'illuminazione interna. In questa fase, ci sono due tipi principali di vetro aerogel, uno è vetro laminato e l'altro è vetro rivestito. Il vetro laminato consuma più aerogel e il costo corrispondente è più alto. Al contrario, il prezzo del vetro rivestito è molto inferiore a quello del vetro laminato e ha buone prestazioni di isolamento termico, fino all'88% di trasmissione della luce e non influenzerà l'illuminazione interna.

   
   

5. I materiali di isolamento termico Aerogel sono materiali non combustibili di classe A, che possono essere utilizzati nella costruzione di strutture ignifughe.

   La parete composita in calcestruzzo Aerogel è un materiale leggero della parete dell'isolamento termico fatto del riempimento aerogel e dell'aggregato leggero modificato. Il riempimento aerogel in perlite espansa può preparare perlite espansa aerogel e usarlo come aggregato leggero per formare un nuovo tipo di materiale isolante termico. La perlite espansa dell'aerogel ha una resistenza alla compressione di 4.39MPa e una conducibilità termica di 0.062W/(m·K). La struttura dell'aerogel è principalmente una rete porosa, che può coprire la superficie della struttura dell'acciaio con un materiale composito termoisolante dell'aerogel per prolungare il tempo di combustione senza produrre sostanze tossiche. Allo stesso tempo, il materiale aerogel può ostacolare la diffusione del fuoco, è un materiale non combustibile di classe A e può essere utilizzato nella costruzione di strutture ignifughe.

   Aerogel ha prestazioni eccellenti, ma la forza del materiale aerogel puro è bassa. La ricerca e lo sviluppo di materiali compositi aerogel dovrebbero essere ulteriormente rafforzati e il materiale aerogel dovrebbe essere ragionevolmente combinato con altri materiali per migliorare efficacemente le prestazioni del materiale e compensare l'aerogel. Materiale insufficiente. Allo stesso tempo, è necessario ridurre ulteriormente il costo della preparazione e dell'uso dell'aerogel al fine di occupare una quota maggiore nel mercato delle costruzioni e migliorare efficacemente i benefici globali dei materiali aerogel.