Izolacje.com.pl

Zaawansowane wyszukiwanie

Izolacje aerożelowe

dr inż. Jerzy Szyszka | 2011-04-11
Kostka aerożelu podtrzymuje ważącą ponad 1000-krotnie więcej cegłę.
Aerogels Poland

Kostka aerożelu podtrzymuje ważącą ponad 1000-krotnie więcej cegłę.


Aerogels Poland

Rosnące koszty wytwarzania energii konwencjonalnej oraz polityka UE zmierzająca do ograniczania zużycia energii i emisji gazów w krajach członkowskich skłaniają do poszukiwania coraz bardziej efektywnych termoizolacji, nawet mimo stosunkowo dużego kosztu ich wytwarzania.

Takim materiałem izolacyjnym, który wydaje się spełniać rosnące wymagania, jest aerożel – materiał nanoporowaty, ultralekki i transparentny.

Zobacz także

Fiberglass Fabrics sp. z o.o. Tynki i farby w dużych inwestycjach budowlanych

Tynki i farby w dużych inwestycjach budowlanych Tynki i farby w dużych inwestycjach budowlanych

Przy projektowaniu i realizacji dużych inwestycji, takich jak osiedla mieszkaniowe, biurowce czy obiekty użyteczności publicznej, kluczowe znaczenie ma wybór odpowiednich materiałów wykończeniowych. Nie...

Przy projektowaniu i realizacji dużych inwestycji, takich jak osiedla mieszkaniowe, biurowce czy obiekty użyteczności publicznej, kluczowe znaczenie ma wybór odpowiednich materiałów wykończeniowych. Nie do przecenienia jest rola tynków i farb, które wpływają na wygląd budynków, a także na ich trwałość i komfort użytkowania.

Connector.pl Nowoczesne piany poliuretanowe – szczelne i trwałe ocieplenie budynku

Nowoczesne piany poliuretanowe – szczelne i trwałe ocieplenie budynku Nowoczesne piany poliuretanowe – szczelne i trwałe ocieplenie budynku

Firma Connector.pl to największy polski dystrybutor materiałów do produkcji kompozytów, będący liderem na rynku od ponad 30 lat. W swojej ofercie posiadamy szeroką gamę produktów, a wśród nich znakomitej...

Firma Connector.pl to największy polski dystrybutor materiałów do produkcji kompozytów, będący liderem na rynku od ponad 30 lat. W swojej ofercie posiadamy szeroką gamę produktów, a wśród nich znakomitej jakości piany PUR otwarto- i zamkniętokomórkowe.

Czytaj całość »
Czy piana poliuretanowa jest palna? Czy piana poliuretanowa jest palna?

M.B. Market Ltd. Sp. z o.o. Czy piana poliuretanowa jest palna?

W artykule chcielibyśmy przyjrzeć się bliżej temu aspektowi i rozwiać wszelkie wątpliwości na temat palności pian poliuretanowych.

W artykule chcielibyśmy przyjrzeć się bliżej temu aspektowi i rozwiać wszelkie wątpliwości na temat palności pian poliuretanowych.

Czytaj całość »

Aerożel został wynaleziony blisko 80 lat temu przez amerykańskiego chemika – Samuela S. Kistlera. Sposób uzyskania aerożelu był pozornie prosty – po kondensacji zolu krzemianowego w żel należało go wysuszyć, aby pozostała sama matryca stała składająca się z tlenku krzemu SiO2.

Suszenie żelu przez odparowanie prowadziło jednak do powstawania pęknięć i ich propagacji, a w konsekwencji do zniszczenia powstającej monolitycznej struktury. Ciecz wypełniająca niejednakowej średnicy pory powodowała nierównomierny rozkład sił pochodzących od ciśnienia kapilarnego, te zaś doprowadzały do wewnętrznych pęknięć.

Rozwiązanie, które zaproponował w 1931 r. Kistler, polegało na suszeniu żelu w autoklawie metodą podnoszenia kolejno ciśnienia, a następnie temperatury ponad punkt krytyczny płynu wypełniającego pory. Proces suszenia mógł trwać nawet kilka dni.

Materiał, który powstał, zadziwia swoimi właściwościami do dziś. Obecnie najczęściej stosuje się metodę suszenia opracowaną w Lawrence Berkeley Laboratory za pomocą nadkrytycznego CO2 [1].

Struktura aerożelu składa się ze sztywnego szkieletu przypominającego przestrzenną kratownicę otaczającą pory o wielkości 10–200 nm. Porowatość wynosi od 90 do ponad 99%. Gęstość w zależności od sposobu produkcji waha się od 2 do kilkudziesięciu kg/m³ [2]. Pomimo tak małej gęstości materiał ma dużą wytrzymałość na ściskanie.

Na fotografiach NASA można zobaczyć, jak kostka aerożelu o wadze 2 g podtrzymuje cegłę o wadze 2,5 kg (fot.).

Materiał w czystej postaci ma właściwości hydrofilowe, które przy kontakcie materiału z wodą powodują pęknięcia wewnętrznej struktury, jednak poddany zabiegom chemicznym staje się hydrofobowy, dzięki czemu doskonale nadaje się do różnorodnego zastosowania. 

Charakteryzuje się bardzo małą przewodnością cieplną – współczynnik przewodzenia ciepła λ wynosi 0,012–0,030 W/(m·K) [1].

Zawdzięcza to przede wszystkim ograniczonemu strukturą przewodzeniu i konwekcji (wymiary porów są porównywalne ze swobodną drogą cząstek powietrza), a także dużą absorpcją promieniowania przez krzemionkę, którą dodatkowo można zwiększyć przez modyfikację aerożelu związkami węgla.

Właściwość ta sprawia, że materiał ten stanowi bardzo dobrą izolację termiczną, której opór cieplny może odpowiadać nawet czterokrotnie grubszej izolacji z materiałów tradycyjnych.

Ponieważ przewodzenie ciepła aerożeli uzależnione jest od temperatury pracy, która może się wahać od –270 °C do +650 °C, produkty końcowe są odpowiednio modyfikowane, aby zachować najlepsze parametry w określonych warunkach.

Dostępne na rynku izolacje aerożelowe występują pod wieloma postaciami: granulatu, taśm, płyt.

Aerożel obok wymienionych właściwości termoizolacyjnych ma jeszcze jedną cechę, która jest ważna szczególnie dla architektów, a mianowicie materiał ten przepuszcza światło.

Cecha ta stwarza nowe możliwości projektowania przegród – dzięki niej materiał ten poza pełnieniem tradycyjnych funkcji (ochrona przed czynnikami atmosferycznymi, zimnem, gorącem, hałasem) umożliwia także doświetlanie pomieszczeń światłem rozproszonym.

Aerożel w kompozycie z szybami znacznie poprawia właściwości izolacyjne (cieplne i akustyczne okna). Przykładowe zastosowanie okien z wkładką z granulatem aerożelowym przedstawiono na rys. 2.

Współczynnik przenikania ciepła U tego okna wynosi 0,4 W/(m²·K). Rozwiązanie z prototypową fasadą zastosowano w budynku ZAE-Bayern w Würzburgu.

Przykładem wykorzystania aerożelu w obudowie budynku są panele ścienne o grubości 7 cm (rys. 3). Są one prześwitujące, ale nie przezroczyste, dzięki czemu doświetlają pomieszczenia i nie powodują efektu oślepienia. Charakteryzują się korzystną wartością współczynnika przenikania ciepła U = 0,28 W/(m²·K). Redukują hałas o 5 dB.

Rozwiązanie, gdzie wykorzystano panele wypełnione aerożelem, zastosowano w Jersey, w General Hospital St. Helier.

Aerożel jest także stosowany w instalacjach słonecznych (m.in. kolektorach, ścianach kolektorowo-akumulacyjnych) ( rys. 4–5 ). Umieszczony w kolektorach słonecznych w przestrzeni między przeszkleniem i absorberem podnosi ich sprawność dzięki znacznej redukcji strat ciepła od powierzchni czołowej [4].

Jeszcze niedawno panowało przekonanie, że aerożel nie zastąpi typowych przezroczystych okien. Badania przeprowadzone w ramach UE projektu HILT (Highly insulating and light transmitting aerogel glazing for window) doprowadziły do opracowania technologii wytwarzania szyb, które obok przewodzenia ciepła λ (0,021 W/(m·K)) cechują się dobrą przezroczystością [5, 6, 7].

Badania nad możliwościami wykorzystania tego nowego–starego materiału trwają. W artykule przedstawione zostało przede wszystkim jego zastosowanie w budownictwie, jednak możliwości jego wykorzystania są bardzo różnorodne.

Aerożel na bazie siarki lub selenu ma zdolności wchłaniania atomów metali ciężkich z zanieczyszczonej wody. Ponieważ powierzchnia właściwa aerożelu wynosi nawet 1000 m²/g, mała bryłka może oczyścić wiele litrów wody [8].

W pracy „Adsorption and thermal release of highly volatile compounds in silica aerogels” [9] wykazano, iż istnieje możliwość chemicznej modyfikacji wewnętrznej powierzchni aerożelu w sposób umożliwiający cieplną kontrolę absorpcji i desorpcji wysoce lotnych substancji.

Właściwości te sprawiają, że aerożel jest szczególnie przydatny do wykorzystania w przemyśle farmaceutycznym lub spożywczym, np. do stabilizacji, wstrzymywania lub oddawania mieszanin smaku i zapachu podczas obróbki termicznej.

Dzięki właściwościom elektrycznym stosuje się go jako jako elektrody w superkondensatorach, elektrody w ogniwach paliwowych, materiał do magazynowania gazów lub cieczy, dejonizowania cieczy itd. Prowadzone są badania nad wykorzystaniem aerożelu do odsalania wody oraz oczyszczania paliwa wodorowego.

Literatura

  1. J. Fricke, T. Tillotson, „Aerogels: production, characterization and applications”, „Thin Solid Films – Elsevier”, 1997.
  2. LLNL, „Science & Technology Review”, no. 10/2003.
  3. M. Reim, W. Körner, J. Manara, S. Korder, M. Arduini-Schuster, H.-P. Ebert, J. Fricke, „Silica aerogel granulate material for thermal, insulation and daylighting”, „Solar Energy”, no. 79/2005.
  4. W. Smolec, „Fototermiczna konwersja energii słonecznej”, PWN, Warszawa 2000.
  5. K.I. Jensen, J.M. Schultz, F.H. Kristiansen, „Development of windows based on highly insulating aerogel glazings”, „Journal of Non-Crystalline Solids”, no. 350/2004.
  6. J.M. Schultz, K.I. Jensen, F.H. Kristiansen, „Super insulating aerogel glazing”, „Solar Energy Materiale & Solar Cells”, no. 89/2005.
  7. J.M. Schultz, K.I. Jensen, „Evacuated aerogel glazings”, „Vacuum”, no. 82/2008.
  8. M. Carmichael, „Newsweek”, 26.08.2007.
  9. „Adsorption and thermal release of highly volatile compounds in silica aerogels”, B.S.K. Gorle, I. Smirnova, M.A. McHugh, „The Journal of Supercritical Fluids”, no. 48/2009.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!

Komentarze

Pokaż komentarze (1)
  • Della Della, 22.06.2013r., 14:51:05 Witam,w swojej paeisce posiadamy też ule z wlotkiem umieszczonym centralnie ale przy takiej konstrukcji jest więcej pracy na przykład tak jak mf3wisz dwie pionowe kratki odgrodowe i zakładanie ocieplenia na zimę z dwf3ch stron. W naszej konstrukcji z wlotkiem przy jednej ze ścian jest łatwiej gospodarować. Ściana jest już ocieplona wiec matę ocieplającą zakładamy tylko z drugiej strony, kratkę odgrodową wkładamy też tylko jedną. Zakładanie podkarmiaczki ramkowej też jest proste, za miodną. No i miodobranie jest ułatwione bo tylko z jednej strony wyjmujemy ramki. Taka konstrukcja sprawdza się w naszej paeisce.

Powiązane

Paweł Siemieniuk Rodzaje stropów w budynkach jednorodzinnych

Rodzaje stropów w budynkach jednorodzinnych Rodzaje stropów w budynkach jednorodzinnych

Zadaniem stropu jest przede wszystkim podział budynku na kondygnacje. Ponieważ jednak nie jest to jego jedyna funkcja, rodzaj tej poziomej przegrody musi być dobrze przemyślany, i to już na etapie projektowania...

Zadaniem stropu jest przede wszystkim podział budynku na kondygnacje. Ponieważ jednak nie jest to jego jedyna funkcja, rodzaj tej poziomej przegrody musi być dobrze przemyślany, i to już na etapie projektowania domu. Taka decyzja jest praktycznie nieodwracalna, gdyż po wybudowaniu domu trudno ją zmienić.

Czytaj całość »
Ekologiczne i ekonomiczne ujęcie termomodernizacji budynków mieszkalnych Ekologiczne i ekonomiczne ujęcie termomodernizacji budynków mieszkalnych

inż. Izabela Dziedzic-Polańska Ekologiczne i ekonomiczne ujęcie termomodernizacji budynków mieszkalnych

Termomodernizacja budynku jest ważna ze względu na jej korzyści dla środowiska i ekonomii. Właściwie wykonana termomodernizacja może znacznie zmniejszyć zapotrzebowanie budynku na energię i zmniejszyć...

Termomodernizacja budynku jest ważna ze względu na jej korzyści dla środowiska i ekonomii. Właściwie wykonana termomodernizacja może znacznie zmniejszyć zapotrzebowanie budynku na energię i zmniejszyć emisję gazów cieplarnianych związanych z ogrzewaniem i chłodzeniem. Ponadto, zmniejszenie kosztów ogrzewania i chłodzenia może przyczynić się do zmniejszenia kosztów eksploatacyjnych budynku, co może przełożyć się na zwiększenie jego wartości.

Czytaj całość »

prof. dr hab. inż. Łukasz Drobiec Projektowanie wzmocnień konstrukcji murowych z wykorzystaniem systemu FRCM (cz. 2)

Projektowanie wzmocnień konstrukcji murowych z wykorzystaniem systemu FRCM (cz. 2) Projektowanie wzmocnień konstrukcji murowych z wykorzystaniem systemu FRCM (cz. 2)

Artykuł jest kontynuacją tekstu opublikowanego w numerze 2/2023 miesięcznika IZOLACJE.

Artykuł jest kontynuacją tekstu opublikowanego w numerze 2/2023 miesięcznika IZOLACJE.

Wybrane dla Ciebie

Źródło OZE z dopłatą 50% »

Źródło OZE z dopłatą 50% » Źródło OZE z dopłatą 50% »

Łatwa hydroizolacja skomplikowanych powierzchni dachowych »

Łatwa hydroizolacja skomplikowanych powierzchni dachowych » Łatwa hydroizolacja skomplikowanych powierzchni dachowych »

Docieplanie budynków to nie problem »

Docieplanie budynków to nie problem » Docieplanie budynków to nie problem »

Trwały kolor tynku? To możliwe! »

Trwały kolor tynku? To możliwe! » Trwały kolor tynku? To możliwe! »

Piany poliuretanowe, otwartokomórkowe »

Piany poliuretanowe, otwartokomórkowe » Piany poliuretanowe, otwartokomórkowe »

Zatrzymaj cenne ciepło wewnątrz »

Zatrzymaj cenne ciepło wewnątrz » Zatrzymaj cenne ciepło wewnątrz »

EKOdachy spadziste »

EKOdachy spadziste » EKOdachy spadziste »

Skuteczna walka z wilgocią w ścianach »

Skuteczna walka z wilgocią w ścianach » Skuteczna walka z wilgocią w ścianach »

Trwałe drzwi na zewnątrz i do wnętrz »

Trwałe drzwi na zewnątrz i do wnętrz » Trwałe drzwi na zewnątrz i do wnętrz »

Oszczędzanie przez ocieplanie »

Oszczędzanie przez ocieplanie » Oszczędzanie przez ocieplanie »

Uszczelnianie fundamentów »

Uszczelnianie fundamentów » Uszczelnianie fundamentów »

Prawidłowe wykonanie elewacji w systemie ETICS to jakość, żywotność i estetyka »

Prawidłowe wykonanie elewacji w systemie ETICS to jakość, żywotność i estetyka » Prawidłowe wykonanie elewacji w systemie ETICS to jakość, żywotność i estetyka »

Copyright © 2004-2019 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
Portal Budowlany - Izolacje.com.pl

Ta witryna wykorzystuje pliki cookies do przechowywania informacji na Twoim komputerze. Pliki cookies stosujemy w celu świadczenia usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Twoim urządzeniu końcowym. W każdym momencie możesz dokonać zmiany ustawień przeglądarki dotyczących cookies. Nim Państwo zaczną korzystać z naszego serwisu prosimy o zapoznanie się z naszą polityką prywatności oraz Informacją o Cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności oraz Informacji o Cookies. Administratorem Państwa danych osobowych jest Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Sp.K., nr KRS: 0000537655, z siedzibą w 04-112 Warszawa, ul. Karczewska 18, tel. +48 22 810-21-24, właściciel strony www.izolacje.com.pl. Twoje Dane Osobowe będą chronione zgodnie z wytycznymi polityki prywatności www.izolacje.com.pl oraz zgodnie z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016r i z Ustawą o ochronie danych osobowych Dz.U. 2018 poz. 1000 z dnia 10 maja 2018r.