Aerogelmaterialen worden veel gebruikt in het bouwen van energiebesparend gebied

Aerogel is een nanoporeus vast materiaal, waarvan de belangrijkste component ultrafijne deeltjes zijn. Het materiaal heeft de kenmerken van groot specifiek oppervlak, hoge porositeit en kleine deeltjesgrootte. Aerogel, ook bekend als vaste rook of bevroren rook, wordt momenteel beschouwd als het lichtste vaste materiaal. Vanwege de speciale fysieke structuur van aerogel, heeft het sterke brandwerende en hitteisolerende eigenschappen, die op grote schaal op het bouwgebied kunnen worden gebruikt, en heeft het een goed ontwikkelingsvooruitzicht op het gebied van energiebesparing van de bouw.

Het verbazingwekkende aerogel materiaal

Warmtesolatie, warmtebehoud, lichtgewicht, aerogelmaterialen voldoen aan de eisen van energiebesparing van gebouwen, in lijn met de ontwikkelingstrend van het bouwen van lichtgewicht.

Sinds de jaren negentig hebben aerogels wereldwijd veel aandacht gekregen en hebben landen veel geld en mankracht geïnvesteerd in hun onderzoek. Binnenlands onderzoek naar aerogel heeft ook veel onderzoek- en ontwikkelingservaring verzameld, die gunstige voorwaarden voor de bevordering en toepassing van aerogelmaterialen heeft gecreëerd.

Aerogels kunnen worden onderverdeeld in anorganische aerogels, organische aerogels en koolstofaerogels. Onder hen worden anorganische aerogels bereid van organische metaalsubstanties door superkritische droogmethode, en vormen ten slotte een amorf vast materiaal met lage dichtheid. Anorganische aerogels komen in vele vormen voor, veel voorkomende zijn keramische poeders, meervoudige oxide aerogels, ultrafijne metalen en eenheidsoxide aerogels. De belangrijkste materialen van organische aerogel zijn formaldehyde en chinon, en het voorbereidingsproces is slechts licht verbeterd op het voorbereidingsproces van anorganische aerogel. Koolstofaerogel is hoofdzakelijk een soort nano-koolstof materiaal verkregen door het carboniseren van thermohardende organische aerogel. Het heeft hoofdzakelijk de kenmerken van amorfe staat, licht gewicht, en poreus. Dit materiaal heeft een sterke elektrische geleidbaarheid.

Aerogelmaterialen hebben vele eigenschappen en een van de belangrijkste eigenschappen voor energiebesparende toepassingen in gebouwen is thermische isolatie. Aerogelmaterialen hebben een hoge porositeit en uitstekende warmteoverdrachtsfunctie. Ten eerste heeft het aerogelmateriaal een lage dichtheid en is het pad van warmtepropagatie lang in de aerogelstructuur, wat de efficiëntie van de warmteoverdracht sterk vermindert. Ten tweede is de deeltjesgrootte van het aerogelmateriaal klein, meestal onder 20nm, die de vrije beweging van luchtmoleculen in het aerogelmateriaal zal beperken en de convectieve thermische geleidbaarheid van de lucht zal verminderen. Aerogels met extreem lage thermische geleidbaarheid blokkeren de meeste infraroodstraling, die ook lage golflengten van thermische straling heeft. Daarom heeft aerogel een goed thermisch isolerend effect.

De dichtheid van aerogelmaterialen ligt tussen 0.16 en 4.0kg/m³, die veel lager is dan die van andere materialen, die in lijn is met de ontwikkelingstrend van lichtgewicht constructie. Bovendien hebben aerogelmaterialen ook de voordelen van brandpreventie, geluidsisolatie en corrosiebestendigheid.

Toepassing van Aerogel op het gebied van energiebesparing in gebouwen

1. Het toevoegen van aerogel met lage thermische geleidbaarheid aan traditionele mortel en beton kan de materiaalprestaties effectief verbeteren.

   Aerogel thermische isolatiemortel is gemaakt van Portlandcement als geleermiddel, waarbij aerogel, SiO2 en glaskralen worden toegevoegd. De grootte van glaskralen is veel groter dan die van aerogeldeeltjes, die in de mortelmatrix kunnen worden gevuld, en de kleinere aerogeldeeltjes vullen de gaten verder op, zodat de porositeit zoveel mogelijk wordt verminderd en de thermische geleidbaarheid van de thermische isolatiemortel ook afneemt. Het verwachte effect van de gebouwisolatie kan worden verkregen. Breng thermische isolatiemortel aan op het oppervlak van de buitenmuur van het gebouw. Hoe dikker de mortel, hoe groter het temperatuurverschil tussen binnen en buiten. Het kan worden gezien dat de aerogel thermische isolatiemortel warmte kan blokkeren en de algemene thermische isolatie en energiebesparend effect van de bouwstructuur kan verbeteren. Na het toevoegen van aerogel aan beton, zullen het gewicht en de thermische geleidbaarheid van beton aanzienlijk worden verminderd, maar het zal ook de mechanische sterkte van beton beschadigen, dus aerogelbeton moet worden vermeden in dragende muren.

   
   

2. Aerogelpoeder kan worden gebruikt in binnenwandcoatings, als aanvulling op structurele warmteisolatiemaatregelen, niet alleen voor de isolatie van binnenmuren van gebouwen, maar ook voor buitenmuren en dakisolatie.

   Binnenwandisolatie is een belangrijk onderdeel van de gebouwisolatietechniek, maar wordt vaak gemakkelijk over het hoofd gezien. Interne warmte verspreidt zich door de binnenwand en wordt overgebracht naar buiten. De isolatie van de binnenmuur moet aan de meest fundamentele isolatievereisten voldoen, en het moet ook een brandwerende functie hebben, en niet-vervuilende materialen moeten worden geselecteerd. Het gebruik van aerogel isolatiepanelen kan thermische isolatie en geluidsisolatieeffecten verbeteren, en kan ook voldoen aan de brandbeveiligingseisen van meer dan 400°C. Aerogelpoeder kan worden gebruikt in binnenwandcoatings, als aanvulling op structurele isolatiemaatregelen, niet alleen voor het bouwen van binnenmuren, maar ook voor buitenmuren en dakisolatie. De belangrijkste materialen van aerogelpoederproducten zijn aerogel en nano-SiO2, die door speciale processen worden gemaakt, en de poriegrootte is extreem klein, die aan de vereisten van thermische isolatieprestaties kan voldoen en op grote schaal kan worden gebruikt in het bouwen van thermische isolatielagen.

   
   

3. Het aerogelmateriaal wordt toegepast op de wateropslagtank, warmtecollector, pijpleiding en andere delen van de waterverwarmer, en het warmteverlies kan worden verminderd met minder dan 30% vergeleken met het verleden.

   Aerogel materialen worden al lange tijd gebruikt in dakzonnecollectoren. Ze worden hoofdzakelijk gebruikt in thermische isolatieapparaten van zonnewaterverwarmers, die effectief de efficiëntie van zonne-energiegebruik kunnen verbeteren, ze praktischer kunnen maken en aan de dagelijkse behoeften van mensen kunnen voldoen. De toepassing van aerogelmaterialen in de wateropslagtanks, warmtecollectoren, pijpen en andere delen van de waterverwarmer kan de efficiëntie van de warmteverzameling ten minste 1 keer verhogen in vergelijking met gewone zonnewaterverwarmers, en het warmteverlies kan worden verminderd met minder dan 30% vergeleken met het verleden.

   
   

   Aerogelvilt heeft opmerkelijke hydrofobiciteit en thermische isolatieeigenschappen, die het isolatieeffect van pijpleidingen kunnen verbeteren, en is een ideaal thermisch isolatiemateriaal. De pijp kan worden verpakt met aerogelvilt als de belangrijkste isolatielaag van de isolatiestructuur, en de metaalbeschermingslaag wordt gebruikt als tweede isolatiemaatregel om de aerogelisolatielaag te beschermen. Bij het wikkelen van meerlaags aerogelvilt kan de gestaffelde overlappingsmethode worden gebruikt om de thermische isolatieprestaties te verbeteren. Het aerogelvilt heeft een betere treksterkte, flexibiliteit en compressiebestendigheid, en de constructie van de isolatielaag is relatief eenvoudig. Bovendien houdt de hydrofobiciteit van de aerogeldeken de thermische geleidbaarheid bijna ongewijzigd tijdens gebruik, en de aerogelisolatiestructuur is energiebesparender dan de traditionele isolatiestructuur.

   
   

4. Het gebruik van aerogelglas kan het thermische isolatieeffect verbeteren, de invloed van zonnestraling verminderen en aan de behoeften van mensen voldoen.

   Aerogelglas vermindert gewoonlijk de warmteoverdrachtscoëfficiënt van glas in de vorm van hol, vacuüm en tussenlaag, en kan het vermogen van ruisonderdrukking verbeteren. Het energiebesparende effect van aerogelglas is duidelijk. In hete zomer- en koude wintergebieden kan aerogelglas zonnestraling in de zomer verzwakken en warmteverlies met ongeveer 20%. In de winter kan aerogelglas ongeveer 40% warme lucht binnenshuis blokkeren, die een goede energiebesparende waarde heeft. Hoewel ramen slechts een klein deel van de gebouwenvelop uitmaken, maakt het energieverbruik ongeveer 25% uit van het totale energieverbruik. De belangrijkste reden is dat bouwramen geen rol spelen bij het isoleren, en interne warmte neigt om door ramen naar buiten te diffuseren. In de zomer schijnt zonlicht direct door de ramen de kamer in, waardoor de binnentemperatuur stijgt. Het gebruik van aerogelglas kan het thermische isolatieeffect verbeteren, de impact van zonnestraling verminderen en aan de behoeften van mensen voldoen. Vergeleken met gewoon glas, heeft aerogelglas een hogere lichtdoorlatendheid en heeft weinig effect op binnenverlichting. In dit stadium zijn er twee belangrijkste soorten aerogelglas, één is gelaagd glas en de andere is gecoat glas. Gelamineerd glas verbruikt meer aerogel, en de overeenkomstige kosten zijn hoger. Daarentegen is de prijs van gecoat glas veel lager dan die van gelaagd glas, en het heeft goede thermische isolatieprestaties, tot 88% lichtdoorlatendheid, en zal binnenverlichting niet beïnvloeden.

   
   

5. Aerogel thermische isolatiematerialen zijn klasse A niet-brandbare materialen, die kunnen worden gebruikt in de bouw van brandwerende structuren.

   Aerogel beton composietwand is een lichtgewicht thermische isolatie wandmateriaal gemaakt van aerogel vulling en gemodificeerd lichtgewicht aggregaat. Het vullen van aerogel vulling in geëxpandeerd perliet kan aerogel geëxpandeerd perliet voorbereiden en gebruiken als lichtgewicht aggregaat om een nieuw type warmteisolatiemateriaal te vormen. Aerogel expanded perliet heeft een druksterkte van 4.39MPa en een thermische geleidbaarheid van 0.062W/(m·K). De aerogelstructuur is hoofdzakelijk een poreus netwerk, dat het oppervlak van de staalstructuur kan bedekken met een aerogel warmteisolerend composietmateriaal om de brandtijd te verlengen zonder toxische stoffen te produceren. Tegelijkertijd kan het aerogelmateriaal de verspreiding van vuur belemmeren, is een niet-brandbaar materiaal van klasse A en kan worden gebruikt bij het bouwen van vuurvaste structuren.

   Aerogel heeft uitstekende prestaties, maar de sterkte van zuiver aerogel materiaal is laag. Het onderzoek en de ontwikkeling van samengestelde aerogelmaterialen moeten verder worden versterkt, en het aerogelmateriaal moet redelijkerwijs met andere materialen worden gecombineerd om de prestaties van het materiaal effectief te verbeteren en de aerogel goed te maken. Onvoldoende materiaal. Tegelijkertijd is het noodzakelijk om de kosten van aerogelvoorbereiding en -gebruik verder te verlagen om een groter aandeel in de bouwmarkt in te nemen en de uitgebreide voordelen van aerogelmaterialen effectief te verbeteren.