气凝胶“出息了”竟在逐渐替代传统保温系统,“超级保温材料”凭啥是它?

新材向荣 2023-09-15
1987 字丨阅读本文需 7 分钟

如果您从事的是建材领域,您也许会听说过气凝胶,这个家伙还有个外号叫做“超级保温材料”,那么它的这个绰号是从何而来?为何气凝胶逐渐替代传统保温系统?

气凝胶是什么?

气凝胶的意思就是凝胶脱去了大部分溶剂,使凝胶中液体含量比固体含量少得多。或凝胶的空间网状结构中充满的介质是气体,外表呈固体状,所以气凝胶也被称为干凝胶。

气凝胶是世界上最轻的固体,凭借其极轻、隔热等硬实力,被誉为“改变世界的十大神奇材料”之一。气凝胶作为新一代高效节能隔热材料,相较于传统保温材料优势明显,气凝胶导热系数最低,仅为0.012~0.024W/(m·K),其高效的阻热能力,可以有效阻止空气对流,降低热辐射和热传导,相同保温效果下,保温厚度不足其它材料1/3,除质轻、隔热性能优异外,还拥有良好的防火性、疏水性、隔音性、吸附性、绿色环保性等优势,广泛应用于石化、能源、航天、军工等工业隔热领域。

一个数据我们就能看出气凝胶的绝热性能有多好:气凝胶的室温导热系数可低至0.013w/(m·k),堪称是最顶级的绝热材料。

为了更直观体现其绝热性能,下图所示为几种常见保温材料的导热系数,系数越低隔热效果越好。大家可以看到,除了真空绝热板之外,气凝胶的导热系数是最低的。

为何气凝胶逐渐替代传统保温系统?

近年来,建筑外墙保温系统出现开裂空鼓、剥落脱落、保温材料起火等问题,引起社会高度关注。在此背景下,气凝胶作为新一代高效节能隔热材料,正逐渐成为替代传统外墙保温系统的首选材料,其导热系数极低、质量最轻,耐热温度更高。

各省市政策禁限传统外墙外保温系统

近年来,辽宁、四川、江西、河北、重庆、上海、浙江嘉兴、湖北宜昌等地接连发文,禁限使用传统外墙外保温系统。

辽宁

2023年07月13日,辽宁省住建厅发布关于对《辽宁省房屋建筑外墙外保温工程推广应用技术和限制禁止使用技术目录(第一批)》(征求意见稿)征求意见的公告。

2024年5月1日起,禁止在新建、改建、扩建高层民用建筑(住宅建筑>27m;公共建筑>24m(不含单层建筑))项目中使用限制类外墙外保温技术。严禁在外墙外保温系统中使用禁止类技术产品。

技术类型:施工现场采用粘结剂或锚栓以及两种方式组合的薄抹灰外墙外保温系统。

限制原因:采用现场操作的粘贴或者锚栓以及粘锚结合的外墙保温系统的工程质量受辅材、施工水平、多道工序等因素影响较大,易引起空鼓、开裂、渗漏和脱落等质量问题,不符合高质量发展要求,也与建筑工业化发展要求不相适应。

四川

2022年11月2日,四川省住建厅发布《四川省住房城乡建设领域推广应用新技术和限制、禁止使用落后技术(第一批)》,保温隔热材料方面:

江西

2022年9月21日,江西省住建厅发布《关于对<关于进一步加强房屋建筑外墙保温工程施工质量管理工作的通知>征求意见的通知》,提出:

天津

上海

2020年10月13日,上海市住房和城乡建设管理委员会公布了《上海市禁止或者限制生产和使用的用于建设工程的材料目录(第五批)》。要求严格执行。关于保温装饰复合板外墙外保温系统设计使用,《目录》的规定如下:

气凝胶助力摆脱行业困局

目前我国保温行业主流外墙保温材料包括 EPS 板以及岩棉两大类,其中 EPS 板轻质高强结构安全性较强,但是阻燃性能较差,难以用于对消防要求较高的高层建筑,岩棉阻燃性能优秀,但是抗拉强度、吸水率方面存在缺陷,导致脱落事故频繁,带来安全隐患,同时岩棉自重较大,对配套材料的选材和施工要求较高。这两类材料均无法兼顾安全性和保温效果

气凝胶为新型无机材料,孔隙率达 99%以上,25°C时导热系数可达 0.013W/ (mK) ,阻燃等级达 A 级,具有良好的保温性能和防火性能。与传统的隔热材料相比,气凝胶隔热材料具有更强的隔热、防水、防火性能,且在耐久性、耐压性和透气性上也更优秀。将气凝胶添加到其他保温材料中,复合可制得性能优异的保温材料。

与传统的保温材料相比,气凝胶保温材料在隔热性能、轻质化、强度耐久性、防火性能、施工方便、安全性和环保性等方面都具备明显优势。它高效隔热,能有效减少能量损失,提高建筑能效;由于低密度特性,减轻了建筑负荷,适用于各种建筑结构;具有优异的强度和耐久性,能够长期保持稳定的性能,使用寿命长,减少维护和更换频率,作为 A 级不燃材料,具备良好的防火性能,提供额外的建筑安全保护,施工方便,灵活切割、易于安装,施工效率高;同时,该材料不含有害物质,符合环保标准,对人体健康和环境友好。气凝胶保温材料可灵活应用于各种建筑结构和场景,包括但不限于新建建筑、工业厂房、旧楼改造、活动房等场景。

气凝胶保温套由耐高温内隔热层、中间保温层以气凝胶为保温隔热材料、外防护层组成,适用于阀门、三通、法兰等形状各异的高温设备高温隔热,根据被保温设备外形尺寸专业定制,产品轻便易安装,可反复拆装,重复利用,方便设备检修维护,气凝胶保温套用于异形件节能保温性能突出,优势十分明显。

气凝胶保温套可减少40%-50%的设备散热损失,其厚度仅为传统材料的1/3-1/5。采用气凝胶保温材料方案,虽然前期一次性投资成本较高,但综合考虑气凝胶更长的使用寿命以及通过节约能源和运行维护费用,通常2-4年左右可以完全回收成本。

目前,气凝胶保温材料已进入市场应用阶段。产品经过实际应用并得到用户的反馈,性能良好。由于其经济性和建筑成本低,同时满足了我国新标准对建筑节能环保材料的要求,未来会有更广泛的市场应用。

文章来源: 海创工业节能保温材料,广东金能,珠海领航电气

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