مقاله تحلیلی: آیروژل، ماده‌ای کاربردی در ساختمان‌های پایدار

ازآنجایی‌که مصرف انرژی در بخش ساخت‌وساز سهم زیادی در انرژی‌های مصرفی دنیا و همچنین انتشار گازهای گلخانه‌ای دارد، تقاضا برای بهبود بهره‌وری انرژی در ساختمان‌ها رو به افزایش است. مفاهیمی مانند خانه‌های غیرفعال و ساختمان‌های انرژی صفر هم به همین دلیل مطرح شده‌اند. عایق‌کاری حرارتی ساختمان‌ها یکی از مهم‌ترین گام‌های دستیابی به افزایش بهره‌وری انرژی در ساختمان‌هاست.

برای دستیابی به بالاترین حد عایق‌کاری حرارتی از مصالح جدیدی که هدایت حرارتی کمی دارند استفاده می‌شود. ماده‌ای که این ویژگی دارد و موضوع بحث این مقاله است، آیروژل نام دارد. در ادامه توضیحات بیشتری در خصوص آیروژل، کاربردها، ویژگی‌ها، مزایا و معایب آن ارائه می گنیم.

آیروژل چیست؟

آیروژل سبک‌ترین ماده جامد جهان است که کمترین چگالی را هم دارد. این ماده همچنین یک عایق حرارتی عالی است. آیروژل اولین بار در سال 1930 معرفی شد اما در سال‌های اخیر پای آن به صنعت ساخت‌وساز باز شده است. در فرآیند ساخت این ژل، گاز جایگزین مایع می‌شود بدون اینکه انقباضی در آن صورت بگیرد یا ساختار مولکولی آن دچار تغییر شود.

آیروژل علی‌رغم اینکه از بیش از 98% هوا تشکیل شده، ماهیت سخت و محکمی دارد. آیروژل یک ماده مصنوعی فوق‌العاده سبک و متخلخل است. به این ژل همچنین دود یخ رده هم گفته می‌شود.

کاربردهای آیروژل در ساخت‌وساز

ساختمان‌ها سهمی %40 در مصرف انرژی و سهمی %36 در انتشار کربن دی‌اکسید دارند. یکی از راهکارهای مؤثر جلوگیری از تغییرات اقلیمی، کاهش مصرف انرژی در سرمایش و گرمایش ساختمان‌هاست.

راهکارهایی که معمولاً استفاده می‌شوند متکی برافزایش ضخامت مصالح هستند که موجب افزایش هزینه‌ها و تأثیرات سوء بر معماری و محیط‌زیست می‌شوند. آیروژل علاوه بر این‌که این معایب را ندارد، بهره‌وری فوق‌العاده‌ای دارد.

آیروژل یک عایق فوق‌العاده است که به دو دلیل تاکنون از آن در ساخت‌وساز و در سطح وسیع استفاده نشده است: خواص مکانیکی ضعیف و هزینه‌های بالای ساخت و تولید آن.

مزایای آیروژل در عایق‌کاری

• انعطاف‌پذیری آیروژل
• عدم نیاز به بیندرهای آلی
• کمتر بن میزان هدایت حرارتی
• آب‌گریز بودن آن

معایب آیروژل

• آیروژل به نسبت دیگر راهکارهای عایق‌کاری هزینه بیشتری دارد.
• آیروژل ها تا دمای 650 درجه سلسیوس مقاوم هستند و برای دماهای بیشتر باید از راهکارهای دیگری استفاده کرد.

ویژگی‌های آیروژل

• عایق‌بندی آیروژل 39 برابر بیشتر از بهترین نوع فایبرگلاس است.
• آیروژل چگالی فوق‌العاده کمی دارد و میزان آن برابر با 0.11 گرم بر سانتی مترمکعب است.
• آیروژل به دلیل ساختار منحصربه‌فردش هدایتی حرارتی فوق‌العاده کمی به‌اندازه ۰/۰۱ تا ۰/۰۲ وات بر متر کلوین دارد.
• ساختار متخلخل ایروژل باعث می‌شود که انتقال گرما از آن بسیار دشوار باشد.
• ایروژل به دلیل متخلخل بودن خواص فوق‌العاده به نسبت عایق‌های معمولی دارد
• آیروژل با هیچ فلزی تا دمای 950 درجه سانتی‌گراد واکنش نمی‌دهد.

کاربردهای آیروژل در عایق‌کاری ساختمان‌های پایدار

• استفاده از آیروژل در دیوارها
• استفاده از آیروژل در سقف‌ها
• استفاده از آیروژل در قاب درها و پنجره‌ها
• کاربرد آیروژل در کف سازی
• کاربرد آیروژل در پنجره‌های دوجداره

نتیجه‌گیری

آیروژل یک ماده نانو متخلخل منحصربه‌فرد است که میزان عایق‌بندی آن چند برابر مصالح عایق معمولی باضخامت مشابه است. به‌علاوه این ماده عملکرد خوبی هم در محیط‌های سرد و هم در محیط‌های گرم دارد.

آیروژل باوجود ضخامت کم و وزن کم حجم زیادی دارد. ویژگی آب‌گریز بودن آن سبب می‌شود مقاومت فوق‌العاده‌ای در برابر رطوبت داشته باشد. ویژگی مهم دیگر آن مقاوم بودنش در برابر پخش و گسترش دود و آتش‌سوزی است.

منبع

 نوشته شده توسط تیم مترجمین موسسه 808

 اگر دوست دارید به تیم مترجمین 808 بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۱۰۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.