建筑保溫隔熱技術可用于改善建筑熱環境,降低建筑運行能耗。傳統無機保溫隔熱材料易吸濕,在潮濕環境下使用時其保溫隔熱性能會明顯降低,研發具有低吸濕和高隔熱性能的新型建筑隔熱材料對于熱濕地區建筑節能具有重要意義。接下來,我們主要分析的就是,在熱濕環境下,對于氣凝膠絕熱材料隔熱性能的研究。

近期,廣州大學建筑節能材料與技術研究團隊采用溶膠-凝膠法和常壓干燥制備氣凝膠絕熱材料,對氣凝膠絕熱復合材料的微觀結構進行了表征,測試了不同濕度環境下氣凝膠復合材料的透濕率和吸濕率;采用瞬態平面熱源法測試氣凝膠復合材料的導熱系數,并與常規纖維隔熱材料進行比較。結果表明,隨著環境濕度的增加,常規纖維隔熱材料的吸濕率和導熱系數均明顯增大;通過溶膠填充、常壓干燥得到的氣凝膠復合隔熱材料吸濕和導熱系數顯著減小,即使在高濕度條件下也保持較低水平,氣凝膠復合隔熱材料吸濕率約為1%,導熱系數約0.018W/(m·K)。因此,氣凝膠復合隔熱材料有望顯著提升濕熱地區建筑隔熱性能,對其建筑節能應用方面具有廣泛前景。
針對目前濕熱地區建筑隔熱材料存在的吸濕和隔熱性能較差的問題,本文以聚酯纖維氈為支撐體,以超級絕熱疏水SiO2氣凝膠為填充介質,制備氣凝膠絕熱材料,測試在不同濕度環境尤其是高濕環境下復合材料的吸/透濕性能和隔熱性能,主要結論包括:
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構。
⑵與纖維氈相比,氣凝膠復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(如相對濕度90%),氣凝膠復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氣凝膠復合隔熱材料隨濕度增大導熱系數略有升高,當在35%~90%的相對濕度環境時,復合材料導熱系數約為0.018 W/(m·K),即在高濕環境下仍能保持良好的保溫隔熱性能。
綜合以上的研究結果,我們發現,氣凝膠絕熱材料在高濕環境下,還是能夠保持很好的保溫絕熱效果,這是特別難得的,對于廣州、上海和重慶等潮濕地區的建筑保溫隔熱具有廣泛的應用前景。