材料科学家创造出半透明气凝胶砖

现有建筑物的建筑围护结构是提高我们城市和乡村的能源效率和热舒适度的绝佳机会。

除了建筑技术的改进外，HVAC(供暖、通风和空调)能源需求通常会通过增加保温层的厚度来降低。

然而，这种解决方案不适用于透明立面元素，事实上，厚的隔热层会增加窗户周围的阴影。

因此，可以同时减少照明和 HVAC 能源需求的新型围护结构系统将是一个极具吸引力的解决方案。

“二氧化硅气凝胶是高性能隔热材料，在建筑领域越来越受欢迎。最常见的是不透明的绝缘垫和石膏，”Empa 研究员 Jannis Wernery 和他的同事说。

“早在 2017 年，我们就有了将绝缘材料直接集成到建筑砖中的想法，并展示了一种新型的充满气凝胶的砖，即所谓的气化砖。”

“由于其出色的隔热性，这种砖节省了加热成本——不需要在砌体上应用额外的隔热层。”

“然而，气凝胶也可以是几乎透明的，这就形成了一个半透明的绝缘建筑系统。”

研究人员开发出一种气凝胶玻璃砖，在有限厚度的情况下具有很高的隔热性能，同时增加太阳能增益，减少人造光的使用，提高视觉舒适度。

“我们通过在玻璃砖内的玻璃板之间使用偏置垫片，实现了强度、绝缘性和透光性的结合，这确保了静态稳定性和最小的热传输，”他们说。

“玻璃砖的实测导热系数为 53 mW/m*K，抗压强度接近 45 MPa。”

“这是技术文献中发现的所有砖块中绝缘性能最高的，更不用说市场上的了。此外，它还具有透光性。”

“气凝胶玻璃砖适用于同时要求高日光穿透、防眩光和隐私保护的应用，例如办公室、图书馆和博物馆，”他们补充道。

“一个重要的方面是，由这种玻璃砖制成的建筑围护结构在日光方面将建筑物的内部与外部结合在一起。”

“这可以对建筑用户的昼夜节律产生积极影响。”

该团队的工作发表在《建筑工程杂志》上。

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