建筑保溫隔熱技術(shù)可用于改善建筑熱環(huán)境,降低建筑運(yùn)行能耗。傳統(tǒng)無(wú)機(jī)保溫隔熱材料易吸濕,在潮濕環(huán)境下使用時(shí)其保溫隔熱性能會(huì)明顯降低,研發(fā)具有低吸濕和高隔熱性能的新型建筑隔熱材料對(duì)于熱濕地區(qū)建筑節(jié)能具有重要意義。接下來(lái),我們主要分析的就是,在熱濕環(huán)境下,對(duì)于氣凝膠絕熱材料隔熱性能的研究。

近期,廣州大學(xué)建筑節(jié)能材料與技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)采用溶膠-凝膠法和常壓干燥制備氣凝膠絕熱材料,對(duì)氣凝膠絕熱復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,測(cè)試了不同濕度環(huán)境下氣凝膠復(fù)合材料的透濕率和吸濕率;采用瞬態(tài)平面熱源法測(cè)試氣凝膠復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù),并與常規(guī)纖維隔熱材料進(jìn)行比較。結(jié)果表明,隨著環(huán)境濕度的增加,常規(guī)纖維隔熱材料的吸濕率和導(dǎo)熱系數(shù)均明顯增大;通過(guò)溶膠填充、常壓干燥得到的氣凝膠復(fù)合隔熱材料吸濕和導(dǎo)熱系數(shù)顯著減小,即使在高濕度條件下也保持較低水平,氣凝膠復(fù)合隔熱材料吸濕率約為1%,導(dǎo)熱系數(shù)約0.018W/(m·K)。因此,氣凝膠復(fù)合隔熱材料有望顯著提升濕熱地區(qū)建筑隔熱性能,對(duì)其建筑節(jié)能應(yīng)用方面具有廣泛前景。
針對(duì)目前濕熱地區(qū)建筑隔熱材料存在的吸濕和隔熱性能較差的問(wèn)題,本文以聚酯纖維氈為支撐體,以超級(jí)絕熱疏水SiO2氣凝膠為填充介質(zhì),制備氣凝膠絕熱材料,測(cè)試在不同濕度環(huán)境尤其是高濕環(huán)境下復(fù)合材料的吸/透濕性能和隔熱性能,主要結(jié)論包括:
⑴填充在纖維之間的SiO2氣凝膠孔徑集中在2~11nm,具有三維納米空隙結(jié)構(gòu)。
⑵與纖維氈相比,氣凝膠復(fù)合隔熱材料在不同濕度下吸濕率均明顯降低,尤其在高濕度(如相對(duì)濕度90%),氣凝膠復(fù)合隔熱材料的吸濕率降低約15倍而其透濕率仍滿足就建筑外墻透汽要求。
⑶氣凝膠復(fù)合隔熱材料隨濕度增大導(dǎo)熱系數(shù)略有升高,當(dāng)在35%~90%的相對(duì)濕度環(huán)境時(shí),復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)約為0.018 W/(m·K),即在高濕環(huán)境下仍能保持良好的保溫隔熱性能。
綜合以上的研究結(jié)果,我們發(fā)現(xiàn),氣凝膠絕熱材料在高濕環(huán)境下,還是能夠保持很好的保溫絕熱效果,這是特別難得的,對(duì)于廣州、上海和重慶等潮濕地區(qū)的建筑保溫隔熱具有廣泛的應(yīng)用前景。