亞洲保溫材料與節(jié)能技術(shù)展覽會（上海）

氣凝膠玻璃制品目前在高科技領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用：用做航天、航海的窺視窗，代替汽車的鋼化玻璃，在原子能和激光領(lǐng)域作為可透過各種射線的結(jié)構(gòu)材料，做精密光學(xué)儀器的光學(xué)元件等。

氣凝膠玻璃以其超級絕熱性能、良好透光性及消音降噪等特性，在建筑節(jié)能領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。

一、氣凝膠玻璃

氣凝膠，又被稱為“固態(tài)煙”或“凍煙”，是目前已知最輕固體材料，由Kistler在1931年第一次成功制備，而氣凝膠玻璃在1977年由日內(nèi)瓦歐洲核研究中心第一次制備。氣凝膠玻璃具有良好的透光性、較低的傳熱系數(shù)和極好的隔音性效果，近年來低碳和綠色建筑等理念的提出使其備受關(guān)注。

目前，氣凝膠玻璃分為三類，分別是整塊氣凝膠玻璃、 鍍膜氣凝膠玻璃和顆粒氣凝膠玻璃(見表2），其中顆粒氣凝膠玻璃由于優(yōu)異的物理性能、簡單的制備工藝和較高的良品率而應(yīng)用前景最佳。

1.1.2　不同氣候地區(qū)建筑用整塊氣凝膠玻璃模擬

1.1.3　整塊氣凝膠玻璃應(yīng)用實例

在改造過程中，使用300mm×400m×12mm小塊氣凝膠塊與4mm厚度的普通浮法玻璃進(jìn)行復(fù)合，將教學(xué)樓不同房間的玻璃按比例進(jìn)行替換，分別替換40%、60%、80%、100%，和原始樣本進(jìn)行對比，玻璃的U值隨著氣凝膠面積 替換比例的增加而增加，空白樣本的U值為1.5W/(m2?K)、40%替換面積的U值為1.2W/(m2?K)、60%替換面積的U值為0.9W/(m2?K)、80%替換面積的U值為0.7W/(m2?K)、100%替換面積的U值為0.6W/(m2?K)。通過加熱和制冷試驗證 實，氣凝膠替換量達(dá)到60%時就可以保證制冷相同溫度能耗不變，而加熱能耗則隨著替換率增高而不斷降低。在日照方面，使用40%替換量可以改善UDI（使用單一透明玻璃 的UDI為36.2，而40%替換面積可以達(dá)到36.8），但繼續(xù)提高氣凝膠替換面積會對日照可用性造成一定影響。經(jīng)測試和模擬得到結(jié)論，通過氣凝膠玻璃的替換可以實現(xiàn)高達(dá)80%的節(jié)能效果。

鍍膜氣凝膠玻璃也叫氣凝膠涂膜玻璃，由于其工藝不完善、使用壽命較短及節(jié)能效果不明顯，目前國內(nèi)外研究較少。Kim等將浮法玻璃浸泡在SiO2氣凝膠前驅(qū)體溶液中， 使用常壓干燥制備了鍍膜氣凝膠玻璃，數(shù)據(jù)推測，當(dāng)鍍膜厚度為100μm時，鍍膜本身導(dǎo)熱系數(shù)為0.016W/（m·K），透光率超過90%。楊麗修等通過酸堿兩步法制備氣凝膠溶液后使用浸漬提拉法和旋轉(zhuǎn)鍍膜法實現(xiàn)了氣凝膠玻璃鍍膜。趙娥將氣凝膠用甲醇溶解后通過旋轉(zhuǎn)鍍膜法將氣凝膠均值分散后均勻鍍膜在玻璃上，成功制備了鍍膜氣凝膠玻璃， 將玻璃導(dǎo)熱系數(shù)由1.332W/（m·K）降低至1.302W/（m·K）， 但同時透光度降低了12%，且發(fā)現(xiàn)此樣品具有一定的自潔能力。此外，趙娥等[30]在FTO玻璃表面也進(jìn)行了SiO2氣 凝膠鍍膜，成功制備了兼具低輻射性、低導(dǎo)熱性的FTOSiO2氣凝膠鍍膜復(fù)合玻璃，輻射率為0.53，導(dǎo)熱系數(shù)降低了0.247W/（m·K）。李金等使用兩步法將聚合物沉淀法制備的80nm VO2薄膜與溶膠凝膠法制備的1μm SiO2氣凝膠薄膜復(fù)合在 玻璃表面，制備了SiO2-VO2復(fù)合氣凝膠鍍膜玻璃，導(dǎo)熱系數(shù)為0.019W/(m·k)，且具有熱致變色性能，可見光區(qū)透射率達(dá)到45%，并具有46%的透光率調(diào)控幅度。

1.3.1　透明顆粒氣凝膠制備

1.3.2　不同氣候地區(qū)建筑用顆粒氣凝膠玻璃模擬

1.3.3 氣凝膠中空玻璃結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)

建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《氣凝膠中空玻璃》JC/T 2669-2022已正式發(fā)布。

圖2 JC/T 2669-2022《氣凝膠中空玻璃》