عایق ایروژل چیست و چه کاربردی دارد؟ ویژگی ها، مزایا و معایب

به گزارش فروشگاه اینترنتی هرپو، عایق کاری ساختمان و استفاده بهینه از انرژی همواره یکی از مهم ترین دغدغه های مهندسان و طراحان بوده است. گزینه های زیادی برای عایق کاری به شیوه های مختلفی در دسترس هستند که هر یک هم ویژگی های خاص خود را دارند. در این مقاله از ویکی ساختمون قصد معرفی عایق ایروژل یا هواژل را داریم که چند سالی است استفاده از آن در ساختمان سازی رواج یافته است. در ادامه به آنالیز ویژگی ها، مزایا، معایب و کاربردهای آن در بخش های مختلف ساختمان مانند سقف و دیوار می پردازیم.

عایق ایروژل چیست و چه کاربردی دارد؟ ویژگی ها، مزایا و معایب

اجرای عایق حرارتی را به بهترین ها بسپارید

عایق ایروژل چیست؟

عایق هواژل سبک ترین ماده جامد شناخته شده است. این عایق با جایگزین کردن قسمت مایع ژل با گاز به دست می آید که باعث می شود چگالی آن به شدت کاهش یابد، کلمه ایروژل به این دلیل است که این مواد از ژل ها ساخته شده اند؛ اما این ماده بر خلاف اسمش، ماده ای سخت و خشک است و در ظاهر شباهتی به ژل ندارد به طوری چگالی آن تنها سه برابر چگالی هوا است. عایق گرما و سرما بودن از جالب ترین ویژگی های این ماده است. ایروژل ها یک ساختار متخلخل باز، شبیه به لانه زنبوری دارند. در حقیقت آن ها مواد جامد با چگالی پایین هستند که ساختاری به شکل نانو حفره دارند.

بیشتر بخوانید: عایق الاستومری چیست؟ کاربردها + مزایا و معایب آن

ایروژل یکی از انواع مواد متخلخل سنتزی است. در مقایسه با سایر مواد عایق، ایروژل دارای خواص صوتی فوق العاده و راهنمایی گرمایی بسیار پایین است. این ماده همچنین دارای ویژگی های فیزیکی و شیمیایی بسیار خوب، مانند ساختار شفاف است؛ بنابراین، این ماده به عنوان یکی از بهترین مواد عایق برای کاربردهای ساختمانی در نظر گرفته می شود.

ویژگی های عایق ایروژل

عمده مزایای عایق های ایروژل به ویژگی های منحصر به فرد آن ها بر می شود که در جدول زیر به آن ها اشاره شده است.

ویژگی

مقدار

ویژگی

مقدار

چگالی

3 تا 350 کیلوگرم بر متر مکعب

قطر ذرات اولیه

2 تا 5 میلی متر

قطر حفره

1 تا 100 میلی متر

سطح مقطع

600 تا 1000 مترمکعب بر گرم

تخلخل

85 تا 99/9 درصد

ضریب شکست

1 تا 1/05

راهنمایی گرمایی

0/01 تا 0/02 وات بر متر کلوین

دمای تلورانس گرمایی

500 درجه سانتی گراد

انتقال نور

0/8 تا 0/95

ضریب انبساط خطی

2 تا 0/000004 درجه سانتی گراد

سرعت طول صوت

100 تا 300 متر بر ثانیه

استحکام کششی

16 کیلو پاسکال

انواع ایروژل

ایروژل ها را بر اساس جنس و ترکیب می توان در چهار دسته پلیمری، معدنی، آلی و طبیعی تقسیم بندی کرد.

  • ایروژل معدنی: ایروژل سیلیکا، اکسید تیتانیوم و زیرکونیا
  • ایروژل آلی: ایروژل های کربنی
  • ایروژل طبیعی: ایروژل های طبیعی
  • ایروژل های پلیمری: ایروژل پلی یورتان

عایق ایروژل چگونه ساخته می شود؟

ماده ایروژل یک محصول کاملاً مهندسی شده است که به طور مصنوعی در آزمایشگاه ساخته می شود. فرآیند ساخت آن طبق چند مرحله زیر صورت می گیرد.

مرحله اول؛ آماده سازی

در فرآیند آماده سازی ژل، برای شکل دادن یک شبکه سه بعدی پیوسته در مایع، نانو ذرات جامد در مایع پراکنده می شوند. پس از این که ژل آماده شد، به منظور جلوگیری از فشرده شدن در طول فرایند خشک کردن، اصطلاحاً آن را در محلول مادر پیر فرو می بردند.

مرحله دوم؛ پیرسازی ژل

روش های معمول پیرسازی شامل ترکیبات اتانول-سیلوکزان است. پس از پیرسازی ژل، قبل از مرحله خشک کردن باید تمام آب درون حفره ها برداشته شود که این کار می تواند به وسیله شستن ژل با اتانول و هپتان انجام شود.

مرحله سوم؛ خشک کردن ژل

پس از فرآیند پیرسازی، ژل خشک می شود. خشک کردن، مرحله نهایی است. به طور کلی برای خشک کردن ایروژل دو روش مختلف مورد استفاده قرار می گیرد که شامل خشک سازی با فشار محیط و خشک سازی فوق بحرانی است.

کاربردهای عایق ایروژل در ساختمان سازی

ایروژل ها با تکیه بر ویژگی های منحصر به فردی همچون چگالی حجمی بسیار پایین، ساختار متخلخل و ضریب شکست پایین کاربردهای زیادی را در عایق کاری بخش های مختلفی از ساختمان ها پیدا نموده اند که در زیر بیشتر به آن ها پرداخته شده است.

  • عایق کاری دیوارهای داخلی: عایق کاری دیوارهای داخلی به طوری که مواد عایق شفاف نه تنها عملکرد مشابهی با مواد کدر دارند؛ بلکه تلفات گرمایی را کاهش می دهند، دمای داخل محیط را کنترل می نمایند و انتقال انرژی خورشیدی بیش از 50 درصد را ممکن می سازند. با ضخامت کمتر از 20 سانتی متر، این مواد دارای بازگشت اقتصادی برای ساکنان ساختمان هستند و گرمای مطبوع داخلی ساختمان را به مخاطره نمی اندازند.
  • عایق کاری در و عایق کاری پنجره: مطالعات نشان داده است که با استفاده از ایروژل می توان پنجره های باریک تر، بدون کاهش ضریب خورشیدی و کاهش قابل توجه نور روز ساخت. علاوه بر این، در این پنجره ها مقدار تلفات گرمایی به میزان 55 درصد کاهش می یابد. خاصیت انتقال نور این نوع پنجره ها بیش از 90 درصد است که حدوداً 12 درصد بیشتر از پنجره هایی است که از این نوع ایروژل استفاده نمی نمایند. با افزایش ضخامت فیلم های ایروژلی، راهنمایی گرمایی این نوع پنجره ها کاهش می یابد.
  • عایق کاری نما: خاصیت عایق حرارتی و صوتی ایروژل ها این مواد را برای کاربرد در عایق کاری نمای بسیار مناسب نموده اند. به طوری که می توانند نقش مؤثری در کاهش ورود آلودگی های صوتی به فضای داخل ساختمان و همچنین اتلاف انرژی داشته باشند. عایق حرارتی به ضخامت 5-7-10 سانتی متر را با جزئیات سخت و پیچیده کنار گذاشته و با یک لایه 2 و 3 میلی متری در روی سطح داخلی دیوار فضا را عایق بندی حرارتی می کنید.
  • عایق کاری سقف: از ایروژل دانه ای به عنوان عایق فله ای استفاده می شود و معمولاً در عایق کاری نورگیرها و شیشه های سقفی از آن استفاده می شود.

مزایای عایق ایروژل

  • عایق های معمولی رایج عمدتاً موادی سنگین بوده و بار مرده روی ساختمان را افزایش می دهند اما عایق های ایروژل موادی بسیار بسیار سبک هستند و می تواند وزن سازه را به میزان بالایی کاهش دهند.
  • به دلیل ساختار متخلخل و شفافی که دارند، آن را برای عایق کاری پنجره ها و سقف های شفاف بسیار مناسب نموده است زیرا هم میزان عبور نور خورشید را افزایش می دهند و هم از اتلاف انرژی جلوگیری می نمایند.
  • مقاومت ایروژل ها در مقایسه با بسیاری از مواد عایق دیگر بسیار خوب است.
  • عایق های ایروژل یا هواژل در مقابل نور خورشید مقاوم هستند و دچار هیچ گونه پوسیدگی و سوختگی نمی شوند.
  • دوام و ماندگاری عایق های ایروژل در مقایسه با بسیاری از دیگر مواد عایق بهتر است.
  • بر خلاف بسیاری از مواد عایق که تنها در مورد یک جنبه از عایق (صوتی یا حرارتی) کاربرد دارند، عایق های ایروژل به عنوان عایق صوتی و حرارتی عملکرد بسیار خوبی دارند.

معایب عایق های ایروژل

شاید بتوان قیمت مربوط به استفاده از عایق های ایروژل را مهم ترین محدودیت و عیب این محصولات دانست. قیمت ایروژل ها هنوز گران است، به عنوان مثال قیمت پنجره ایروژلی شش برابر پنجره دولایه است. قیمت این ماده به طور پیوسته در حال کاهش است، در واقع بازار جهانی ایروژل چندین برابر شده است.

بیشتر بخوانید: الیاف FRP چیست ؟ کاربرد، مزایا، معایب و ویژگی های آن کدام است؟

ایروژل های سیلیسی به وسیله خشک کردن محلول های سیلیکات سدیم فراوری می شوند. آن ها پودرهای بسیار سبک و آب گریز هستند. در گذشته به دلیل خطرات سلامتی که با استنشاق آن ها به وجود آمده است، کاربردهای گسترده آن محدود شده است. سیلیس آمورف دارای خطرات سلامتی کم تری است، اما استنشاق گرد و غبار که حاوی بلورهای سیلیس است منجر به بیماری های تنفسی مانند آسم می شود.

سخن آخر

عایق های ایروژل به دلیل برخورداری از ویژگی های فیزیکی و شیمیایی منحصر به فردی مانند چگالی بسیار پایین، ساختار متخلخل و شفاف از بالقوه ترین مواد مهندسی شده به ویژه برای کاربرد در صنعت ساختمان سازی هستند. در حال حاضر استفاده از این مواد به دلیل هزینه بالایی که دارند هنوز چندان به صرفه نیست اما انتظار می رود که سال به سال قیمت آن ها کاهش یابد. شادمان خواهیم شد نظرات و پرسش های خود را در این خصوص با ما در میان بگذارید.

منبع: ویکی ساختمان
انتشار: 20 شهریور 1399 بروزرسانی: 20 شهریور 1399 گردآورنده: herpo.ir شناسه مطلب: 600

به "عایق ایروژل چیست و چه کاربردی دارد؟ ویژگی ها، مزایا و معایب" امتیاز دهید

امتیاز دهید:

دیدگاه های مرتبط با "عایق ایروژل چیست و چه کاربردی دارد؟ ویژگی ها، مزایا و معایب"

* نظرتان را در مورد این مقاله با ما درمیان بگذارید