Представляем полупрозрачные кирпичи

20 апреля 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

корректура

Эмпа, Швейцарские федеральные лаборатории материаловедения и технологий

Застекленные строительные элементы – популярный в архитектуре метод пропуска света в здание. Это позволяет лучше использовать экологически чистый дневной свет, и требуется меньше искусственного освещения.

Однако, чтобы максимизировать это преимущество, предпочтительно использовать стеклянные элементы для возведения целых стен ограждающей конструкции здания, что требует, чтобы элементы имели эффективную теплоизоляцию и могли выдерживать определенную нагрузку — комбинация, которая не была доступна на рынке в так до сих пор.

Аэрогели кремнезема – это высокоэффективные теплоизоляционные материалы, которые становятся все более популярными в строительном секторе. Наиболее распространены непрозрачные изоляционные маты и штукатурки. Еще в 2017 году у исследователя Empa Янниса Вернери и его коллег из отдела строительных энергетических материалов и компонентов возникла идея интегрировать изоляционный материал непосредственно в строительный кирпич, и они представили новый тип кирпича, наполненного аэрогелем, так называемый «Аэрокирпич». . Благодаря отличной теплоизоляции этот кирпич экономит затраты на отопление — без необходимости нанесения дополнительного изоляционного слоя на кладку.

Однако аэрогель также может быть практически прозрачным, что обеспечивает полупрозрачную изолирующую строительную систему. Чтобы воспользоваться этим преимуществом и еще больше улучшить изоляционные характеристики «Aerobrick», Вернери, Михал Ганобьяк и компания разработали новый модульный компонент на основе флоат-стекла и гранул кремнеземного аэрогеля, который сочетает в себе оба свойства — он полупрозрачный и изолирующий: аэрогель. стеклянный кирпич.

Стеклянные кирпичи, наполненные полупрозрачными гранулами аэрогеля, позволяют создавать эстетически привлекательные и даже несущие фасадные элементы, пропускающие значительное количество дневного света. Исследователи Empa достигли такого сочетания прочности, изоляции и светопропускания, используя смещенные прокладки между стеклянными панелями внутри стеклянного кирпича, которые обеспечивают статическую стабильность при минимальной передаче тепла.

Стеклянный кирпич имеет измеренную теплопроводность 53 мВт/(м∙К) и прочность на сжатие около 45 МПа. Это самые высокие изоляционные характеристики среди всех кирпичей, которые можно найти в технической литературе, не говоря уже о рынке. Кроме того, он обладает свойством светопропускания.

Стеклянный кирпич из аэрогеля подходит для применений, в которых одновременно предъявляются требования к высокому проникновению дневного света, защите от бликов и защите конфиденциальности, например, в офисах, библиотеках и музеях. Важным аспектом является то, что ограждающая конструкция из таких стеклянных кирпичей соединяет внутреннюю часть здания с внешней с точки зрения дневного света. Это может оказать положительное влияние на циркадный ритм пользователей здания. Возможные приложения включают в себя:

Анализ затрат на материалы показывает, что изоляционный стеклянный кирпич может быть вполне конкурентоспособным в таких применениях. Таким образом, стеклянный кирпич предлагает архитектуре новые возможности дизайна для увеличения количества дневного света в зданиях — как в новых, так и в реконструируемых зданиях. В настоящее время исследователи подали заявку на патент на стеклоблок из аэрогеля и ищут потенциальных промышленных партнеров.