建筑是我國三大能源消耗領(lǐng)域之一，從能耗來看，建筑能耗低于工業(yè)，高于交通。隨著國家“雙碳”戰(zhàn)略持續(xù)推進(jìn)，建筑節(jié)能降碳是不得不關(guān)注的問題。2022年3月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)《“十四五...

建筑是我國三大能源消耗領(lǐng)域之一，從能耗來看，建筑能耗低于工業(yè)，高于交通。隨著國家“雙碳”戰(zhàn)略持續(xù)推進(jìn)，建筑節(jié)能降碳是不得不關(guān)注的問題。2022年3月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)《“十四五”建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展規(guī)劃》，明確了到2025年完成既有建筑節(jié)能改造面積3.5億平方米以上，建設(shè)超低能耗、近零能耗建筑0.5億平方米以上的目標(biāo)。

各地超低能耗建筑發(fā)展目標(biāo)（2025）

我國建筑能耗和碳排放數(shù)量巨大。對(duì)于房屋建筑全生命周期的能耗碳排放來說，它包括建材生產(chǎn)、建材運(yùn)輸、建筑運(yùn)行、建造及拆除等階段的能耗和碳排放。2024年中國建筑節(jié)能協(xié)會(huì)發(fā)布的中國建筑能耗和碳排放研究報(bào)告表明，建筑全生命周期的全部能耗大概是19.1億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占全社會(huì)總量的36.3%，其中，我國建筑僅在運(yùn)行使用階段（包括用氣、用電等）的用能是11.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占建筑全生命周期能耗碳排放的60%，而一些發(fā)達(dá)國家僅占40%左右。

建筑運(yùn)行階段70%以上的建筑耗能是因圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱熱損失而白白流失。因此，想要有效降低建筑能耗、創(chuàng)造舒適的室內(nèi)環(huán)境，建筑材料的隔熱保溫至關(guān)重要。氣凝膠建筑材料可以顯著降低建筑運(yùn)行階段能耗，助力構(gòu)筑低碳節(jié)能的建材體系。

氣凝膠是個(gè)神奇的材料，它是通過溶膠凝膠工藝制備出來的納米多孔材料。導(dǎo)熱系數(shù)低到0.01-0.02W/(m?K)，是目前已知導(dǎo)熱系數(shù)最低的固體材料之一。它的密度在20-200kg/m3，特別輕，拿在手里就像拿著一片云朵。不僅如此，它還能耐高溫，在-200-650℃的范圍內(nèi)都能穩(wěn)定工作，還具有良好的隔音性能。用在建筑里，既能高效保溫，又能讓房子變得安靜，就像給房子打造了一個(gè)舒適的“小天地”。

K.G.Wakili等人用紅外圖像證實(shí)了氣凝膠涂層的效果。使用氣凝膠溶液后，建筑立面表面溫度降低了，混凝土板間間隙導(dǎo)致的熱橋也消失了，U值從原來的值降到了0.3W?m?2?K?1左右，保溫效果顯著提升。

目前中亨新型材料科技有限公司已研制出了高效納米孔氣凝膠絕熱保溫材料，氣凝膠真空絕熱板采用納米級(jí)保溫材料，使其導(dǎo)熱系數(shù)可以達(dá)到0.004W/（m·K）以下，保溫性能是EPS板的8倍，巖棉板的10倍，總厚度薄，不但可減輕墻體負(fù)重，更可提高5%左右的得房率，同時(shí)防火等級(jí)達(dá)到A級(jí)，兼具高效保溫性能和防火性能于一體的絕熱材料。

氣凝膠真空絕熱板作為一種創(chuàng)新的建筑材料，具有明顯的節(jié)能減排效果和綜合效益。其應(yīng)用于建筑外墻，氣凝膠真空絕熱板能夠高效隔熱保溫，降低空調(diào)和供暖系統(tǒng)的需求，從而減少能源消耗和運(yùn)營成本。

氣凝膠烘干

在氣凝膠保溫材料的制備過程中，烘干是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。具體來說，氣凝膠涂料在制備完成后，需要經(jīng)過烘干和固化處理才能得到最終的產(chǎn)品。烘干工藝可以確保氣凝膠涂料的性能和質(zhì)量，使其達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

一方面，其升溫速度快的優(yōu)勢可迅速提升干燥裝置內(nèi)的溫度，使?jié)?a title="凝膠" href="http://ds12min.com/index.php?s=news&c=search&keyword=%E5%87%9D%E8%83%B6" target="_blank">凝膠能更快地處于適宜的干燥溫度環(huán)境中，從而提高干燥效率。另一方面，電磁加熱輥低能耗的特點(diǎn)契合常壓干燥大規(guī)模生產(chǎn)降低成本的需求。與傳統(tǒng)的加熱方式相比，能大幅減少常壓干燥過程中的能源消耗，降低生產(chǎn)成本。

電磁加熱輥 圖片來源上海聯(lián)凈電子科技有限公司

在防止干燥過程中凝膠過度收縮變形和結(jié)構(gòu)破壞方面，電磁加熱輥也能發(fā)揮作用。通過精確控制溫度，配合老化、溶劑置換、活化、表面改性等措施，能更好地保證氣凝膠納米網(wǎng)狀孔隙結(jié)構(gòu)的完整性，提升氣凝膠產(chǎn)品質(zhì)量。

氣凝膠復(fù)合絕熱板

將氣凝膠、增強(qiáng)纖維以及有機(jī)、無機(jī)粘結(jié)劑相結(jié)合，制備成氣凝膠復(fù)合絕熱板，克服了氣凝膠材料強(qiáng)度弱的缺點(diǎn)，同時(shí)可大幅提升板材的隔熱保溫性能和防火性能，降低板材密度，用于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫。

氣凝膠復(fù)合絕熱板具有絕熱、節(jié)能、防火、防水、環(huán)保、自重輕等特性，顯著提高了其使用時(shí)的安全系數(shù)，在建筑領(lǐng)域有著廣泛而巨大的用途，尤其適用于裝配式建筑混凝土結(jié)構(gòu)外墻的隔熱。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)厚度的降低可增加建筑內(nèi)部使用面積，減輕墻體自重，使得結(jié)構(gòu)安全性得以顯著提高。

疫情期間，氣凝膠復(fù)合不燃保溫板被應(yīng)用于低碳核酸采樣間的制造。

復(fù)合設(shè)備是實(shí)現(xiàn)建筑用氣凝膠復(fù)合材料復(fù)合成型的核心裝置，其性能和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接影響復(fù)合材料的質(zhì)量與生產(chǎn)效率。

圖片來自上海聯(lián)凈自動(dòng)化科技有限公司

復(fù)合設(shè)備主要由放卷裝置、涂膠裝置、復(fù)合輥組、收卷裝置等部分組成。放卷裝置用于放置氣凝膠氈、增強(qiáng)纖維布等原料，將其按順序展開；涂膠裝置在原料表面涂覆粘結(jié)劑，為原料之間的結(jié)合提供粘結(jié)力；復(fù)合輥組是層壓復(fù)合設(shè)備的關(guān)鍵部件，它通過施加壓力和溫度，使涂有粘結(jié)劑的原料在壓力和溫度作用下緊密貼合，實(shí)現(xiàn)復(fù)合；收卷裝置則將復(fù)合好的材料進(jìn)行收卷，以便后續(xù)加工和儲(chǔ)存。

圖片來源上海聯(lián)凈復(fù)合材料技術(shù)有限公司

未來，隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用推廣，氣凝膠保溫材料將成為未來建筑行業(yè)中至關(guān)重要的節(jié)能減排手段之一，為打造低能耗建筑、推動(dòng)綠色建筑和促進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供強(qiáng)有力的支持。

氣凝膠復(fù)合材料在綠色建筑中的可持續(xù)應(yīng)用潛力巨大。它不僅能提升建筑的節(jié)能性能，在生產(chǎn)和使用過程中還很環(huán)保，能減少整個(gè)建筑生命周期的碳足跡。而且氣凝膠復(fù)合材料又輕又強(qiáng)，和其他材料結(jié)合后，抗拉伸強(qiáng)度更高，能減輕建筑結(jié)構(gòu)的負(fù)擔(dān)，延長建筑的使用壽命。隨著技術(shù)進(jìn)步和成本降低，它在綠色建筑領(lǐng)域的應(yīng)用前景越來越廣闊。

文章來源：中亨新型材料科技有限公司、上海聯(lián)凈自動(dòng)化科技有限公司、零碳技術(shù)研習(xí)社、艾邦氣凝膠論壇

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