气凝胶在建筑节能领域的应用形式与效果

气凝胶作为一种纳米多孔结构的固体新材料,具有超轻、绝热、透明、防火等优异特性。气凝胶在建筑节能领域具有巨大的应用价值,能够显著提高保温效果、节约能源。本文综述了颗粒、毡、板和玻璃等气凝胶在建筑上的多种应用形式,讨论了其在节能门窗、管道保温、墙体保温、保温涂料、混凝土添加剂等方面的使用方法及应用效果,展望了气凝胶在建筑领域的发展方向。     

基于气凝胶保温涂料的复合保温结构研究及应用

本文以纳米气凝胶、 TiO₂、SiO₂、SiC三种隔热粉体作为填料，氧化铝纤维和硅酸铝纤维作为增强材料，有机-无机复合胶体作为粘结剂，制备了纳米气凝胶保温涂料。考查了气凝胶用量对涂料的干密度、隔热性能和导热系数的影响。结果表明：粘结剂量为 35%、纤维总加入量为 25%（氧化铝纤维和硅酸铝纤维质量比 1∶1）、填料量为 40%（TiO₂、SiO₂、SiC粉体质量比例为 2∶1∶1且保持与气凝胶量的总和占涂料的 40%），当气凝胶量为 15%时，涂料的导热系数为 0.04 W/m.K，干密度为 158 kg/m³，涂料的隔热性能最好。以纳米气凝胶保温涂料为基础，研究了一种适用于稠油热采蒸汽管保温的复合保温结构，将耐热纤维层、保温涂料层和金属外壳进行复合，这一复合保温结构成功应用在稠油注蒸汽管道外层保温改造项目中。与原有保温结构相比，年估算节能量约为 94.8 t标准煤，有效提高了稠油热注蒸汽管线的保温效果。     

蒸汽管道保温优化设计研究

建立蒸汽管道双层保温结构导热与散热模型,并在此基础上建立了以最经济性为优化目标的双层保温结构的优化模型.根据选定的保温层材料和与之相关的给定的计算参数,利用优化软件进行求解.将双层保温结构(SiO2气凝胶和岩棉)的优化结果与单层保温结构(分别为SiO2气凝胶和岩棉)的优化结果进行了对比,得到双层保温结构在成本上具有更大的优势的结论.根据优化结果得到了蒸汽管道的双层优化保温结构.     

纤维复合SiO2气凝胶的研究进展

SiO2气凝胶因其纳米尺度的多孔结构,具有低密度、低热导率的特性,因此广泛应用于保温绝热领域.然而,SiO2气凝胶脆性大、易碎的缺点限制了其在实际中的应用范围.纤维增强法制备的SiO2气凝胶,不仅极大改善了这一缺点,且制备工艺简单、力学性能优异,是目前最常见的一类复合气凝胶.介绍了纤维复合SiO2气凝胶的制备工艺,综述了几种纤维复合SiO2气凝胶力学性能增强方法的研究进展.     

气凝胶材料在节能建筑中的应用研究

气凝胶材料密度小、导热系数低,是建筑物节能材料的理想选择,可广泛应用于气凝胶玻璃、保温毡(板)、保温砂浆和混凝土中,降低建筑物的能耗。     

二氧化硅气凝胶及其在保温隔热领域应用进展

二氧化硅气凝胶是目前已知最轻的固体材料，具有热导率低、孔隙率高和比表面积大等优点，被誉为新型超级保温隔热材料。然而，二氧化硅气凝胶自身存在力学性能差和制备成本高的问题，大大限制了其在保温隔热领域大规模推广应用。本文简述了二氧化硅气凝胶合成技术和力学性能增强方法，从制备过程控制、老化条件优化、热处理、纤维复合和高分子聚合物复合等方面分析了其对气凝胶性能和工艺的影响，重点介绍了近年来二氧化硅气凝胶保温隔热材料应用在航空航天、军工领域、工业管道、建筑保温以及新能源汽车等领域的研究进展，总结了其在各领域应用的技术挑战。指出未来需进一步拓展二氧化硅气凝胶的使用温区，利用共前体和化学交联等方法增强高温下的隔热性能，同时解决气凝胶纤维复材“掉粉”和微米级粉体分散不均匀等难题，尤其是新能源汽车等新兴应用领域发展迅猛，未来仍需针对新的应用需求对其合成技术进行设计和优化。     

气凝胶密度对超轻泡沫混凝土性能的影响

将超级绝热气凝胶粉体填充于泡沫混凝土中,制备了气凝胶泡沫混凝土.在气凝胶体积比相等的条件下,分别采用较高密度(170 kg/m3)和超轻(75 kg/m3)气凝胶作为填充材料,研究了气凝胶密度对泡沫混凝土密度、导热系数和抗压强度的影响,获得了基于超轻气凝胶(密度<100 kg/m3)的高性能泡沫混凝土.结果表明,在满足抗压强度要求的情况下,采用超轻气凝胶填充泡沫混凝土,可有效降低泡沫混凝土的密度和导热系数,且显著减少了气凝胶的质量用量.如在泡沫体积比为70％、气凝胶体积比为13.1％的条件下,采用超轻气凝胶填充的泡沫混凝土,密度和导热系数均减小约10％,且气凝胶质量用量减少44.1％.研究结果可用于为制备高性能泡沫混凝土提供借鉴,并促进超级绝热气凝胶的建筑节能应用.     

气凝胶的阻燃性能研究进展

气凝胶是一种纳米多孔材料,具有超轻、绝热和隔音等特性,在建筑节能保温领域具有广阔的应用前景,但气凝胶的阻燃性能是限制其应用的瓶颈之一.本文在探讨气凝胶燃烧机理的基础上,综述了无机气凝胶和有机气凝胶的阻燃性能研究进展,对几种常见的阻燃气凝胶进行了分析和对比,展望了气凝胶的未来产业应用前景.     

纳米多孔保温材料的研究及应用

对绝热、保温材料的保温机理,纳米多孔保温材料制备、改性及应用进行了分析与综述,为新型轻质纳米多孔保温材料的研发提供一定的参考。SiO_2气凝胶绝热、保温性能良好,但SiO_2气凝胶强度低、韧性差而限制了其直接作为绝热保温材料应用于绝热、保温工程,因而SiO_2气凝胶的改性以增加其强度和韧性是未来一段时间的研究重点。     

炼厂蒸汽管网优化改造与成效

蒸汽是炼厂生产过程中的重要动力介质,蒸汽和电的消耗占全部能耗的60%以上,蒸汽管网优化是炼厂节能降耗的重点。本文介绍了塔河炼化蒸汽管网运行现状,通过对蒸汽管网进行流程优化改造和采用新型保温材料纳米气凝胶绝热毡替代常规保温材料硅酸盐棉改造,不仅蒸汽管网运行得到了改善,而且取得了良好的经济效益。     

反射隔热涂料隔热保温系统

提出了如何把建筑反射隔热涂料与外墙外保温结合起来,构成隔热保温系统。并分析了在目前生产和推广应用中,还存在一些有待解决的问题。     

科学保温

阐明了池窑保温时保温材料的选择,保温层结构的选定和保温层厚度的确定。还强调了保温工程的概念。     

硬硅钙石复合隔热涂料制备与隔热性能测试

以硬硅钙石作阻隔型填料,以金红石型二氧化钛和中空玻璃微珠为反射型功能填料,制备建筑外墙隔热涂料。研究了单掺硬硅钙石、金红石型二氧化钛、中空玻璃微珠以及复合添加3种填料对涂层隔热性能的影响。结果表明:单掺硬硅钙石、金红石型二氧化钛或中空玻璃微珠均可提高涂层隔热性能,硬硅钙石的适宜掺量为9%,金红石型二氧化钛的适宜掺量为30%,空心玻璃微珠的适宜掺量为20%;复合掺入硬硅钙石、金红石型二氧化钛和空心玻璃微珠可进一步提高涂层隔热性能,掺量为9%、30%和15%时,涂层的热反射率可达93.69%。按建筑行业标准JG/T235—2008《建筑反射隔热涂料》进行检测,涂料对波长为250～2 500 nm范围内的太阳反射比为0.85,半球发射率为0.87,隔热温差为13℃,符合标准要求;空心玻璃微珠、二氧化钛和硬硅钙石复合掺入后,发挥协同作用,能更加有效地提高涂层的隔热性能。     

高温隔热涂料的保温隔热性能改进探讨

针对超过800℃条件下使用的高温隔热涂料,从涂料的填料入手并利用聚氨酯泡沫塑料作辅助隔热层,使其保温隔热性能得到改进和提高,在一定条件下满足因产品升级而对保温隔热性能提高的要求,通过中空填料的运用和高温隔热涂料+聚氨酯泡沫塑料的复合隔热涂层,提高了耐高温隔热涂料的保温隔热性能,延长保温隔热涂料的有效隔热时间。     

隔热涂料隔热效果测试方法研究

介绍了隔热涂料隔热效果测试标准、方法、仪器,通过不同基体、不同测试光源、不同方法的隔热效果试验,考察了各种方法对隔热数据表征的直接和间接性。     

LNG项目保冷系统国产化的管道保冷施工

结合某LNG(液化天然气)项目,系统阐述LNG项目保冷系统国产化中管道保冷的施工环节,为同类型工程项目的保冷设计、施工提供参考。     

隔热功能填料对隔热涂料性能的影响

以空心玻璃微珠、纳米ATO粉和陶瓷微珠作为隔热功能填料,通过探究其对隔热涂料性能的影响,最终制备出综合性能优良的隔热涂料。     

绝热设计与绝热施工

本文对绝热设计和绝热施工中遇到的几个问题进行了补步的探讨。     

保温隔热饰面涂料在外墙外保温体系中的应用

介绍了保温隔热涂料的种类,分析了保温隔热机理,指出适应外墙外保温体系的保温隔热饰面涂料是未来保温隔热涂料的发展方向。