根据中国建筑节能协会公布的数据,全国建筑全过程碳排放总量占全国碳排放总量占比超50%。在建筑墙体和屋顶等热量损失较大的部位应用高性能绝热材料是降低碳排放的重要一环。气凝胶材料的热导率低至0.020W/(m∙K)以下,其纳米多孔网络结构可以有效限制热量传输,且具有阻燃、耐高温等优良特性,在建筑碳中和领域有广阔的应用前景。
由南京工业大学和江苏安珈新材料科技有限公司承担的非金属材料创新中心2024年度研发类项目《聚合物基气凝胶复合材料开发与示范》成果在南京工业大学北苑学生公寓中实现工程应用,效果显著,为气凝胶绝热材料在建筑领域应用提供了良好的示范效果。
南京工业大学北苑学生公寓是江苏省绿建三星暨高品质绿色建筑示范项目。这座矗立在校区西侧的“A”字型建筑,不仅为学生提供了舒适的生活空间,更成为探索建筑零碳转型的“现场实验室”。本次示范工程位于公寓楼顶和西侧外墙部分区域(图1),采用聚合物气凝胶复合板替代热固复合板和XPS板,可显著提升墙体隔热性能。

图1 聚合物气凝胶复合板在南京工业大学北苑学生公寓中的应用方案
聚合物气凝胶复合板导热系数0.020W/(m·K)、A2级防火、憎水率99%,综合性能优异,可采用传统外墙保温方案施工,无额外施工成本(图2)。在外墙保温层厚度(20mm)和外墙外表面温度(70℃)相同的情况下,使用聚合物气凝胶复合板为保温材料的内墙表面温度比使用XPS板低6℃(图3)。

图2 聚合物气凝胶复合板施工图

图3 聚合物气凝胶复合板与XPS板在墙体绝热工程中的隔热性能对比
聚合物气凝胶复合材料的示范应用标志着气凝胶绝热材料在绿色建筑领域迈入了规模化应用的新阶段。未来,随着材料成本下降和施工工艺成熟,气凝胶材料的推广应用对加快建筑领域节能降碳、推动绿色低碳高质量发展具有重要意义。