Keywords
How to Cite
Abstract
Последние достижения в области высокоэффективной теплоизоляции сосредоточены на разработке нанокомпозитных материалов, отвечающих строгим требованиям энергоэффективности в строительстве, аэрокосмической и промышленной отраслях. В данной статье дается всесторонний обзор синтеза, конструкции и тепловых характеристик двух ведущих классов нанокомпозитных изоляционных материалов: аэрогелей (особенно на основе кремнезема и гибридных органическо-неорганических вариантов) и вакуумных изоляционных панелей (VIP) с нанопористыми материалами сердцевины. Мы рассматриваем инновационные технологии производства, которые повышают механическую прочность при сохранении сверхнизкой теплопроводности, часто ниже 20 мВт/(м·К). Анализируются ключевые факторы, определяющие характеристики, такие как структура пор, состав, радиационные свойства и динамика газа. Особое внимание уделяется интеграции наноматериалов, таких как наночастицы, нановолокна и опацификаторы, за их роль в подавлении теплопроводности и инфракрасного излучения. Обсуждаются проблемы, связанные с масштабируемостью, стоимостью и долгосрочной стабильностью, а также перспективы многофункциональных композитов нового поколения, сочетающих в себе превосходные изоляционные свойства со структурными, огнестойкими или влагостойкими свойствами.
References
1. Baetens, R., Jelle, B. P., & Gustavsen, A. (2011). Aerogel insulation for building applications: A state-of-the-art review. Energy and Buildings, 43(4), 761-769. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2010.12.012
2. Berardi, U. (2021). The impact of aging and environmental conditions on the effective thermal conductivity of several foam materials. Energy, 215, 119099. https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.119099
3. Cuce, E., Cuce, P. M., Wood, C. J., & Riffat, S. B. (2014). На пути к тепловой суперизоляции зданий на основе аэрогеля: всесторонний обзор. Обзоры возобновляемой и устойчивой энергии, 34, 273-299. https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.03.017
4. Директива (ЕС) 2024/... Европейского парламента и Совета, изменяющая Регламент (ЕС) № 305/2011 в отношении оценки показателей устойчивого развития строительных изделий. (2024). Официальный журнал Европейского Союза.
5. Фрикке, Дж., и Эммерлинг, А. (1992). Аэрогели. Журнал Американского керамического общества, 75(8), 2027-2036. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1992.tb04461.x
6. Гао, Т., Йелле, Б. П., Сандберг, Л. И. К., и Густавсен, А. (2013). Монодисперсные полые наносферы из кремнезема для наноизоляционных материалов: синтез, характеристика и оценка жизненного цикла. ACS Applied Materials & Interfaces, 5(3), 761-767. https://doi.org/10.1021/am302303b
7. Гарнье, К., Мунир, Т., и Кидд, А. (2022). Оценка жизненного цикла (LCA) нанокомпозитных изоляционных материалов: метаанализ. Серия конференций IOP: Науки о Земле и окружающей среде, 1078(1), 012045. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1078/1/012045
8. Международное энергетическое агентство (МЭА). (2023). Здания. Париж: МЭА. Получено с https://www.iea.org/energy-system/buildings
9. ISO 8302:1991. (1991). Теплоизоляция — Определение теплового сопротивления в установившемся режиме и связанных с ним свойств — Устройство с защищенной горячей пластиной. Международная организация по стандартизации.
10. Jelle, B. P. (2011). Традиционные, современные и будущие теплоизоляционные материалы и решения для зданий — свойства, требования и возможности. Энергия и здания, 43(10), 2549-2563. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2011.05.015
11. Kalnæs, S. E., & Jelle, B. P. (2014). Вакуумные изоляционные панели: обзор современного состояния и перспективы будущих исследований. Прикладная энергетика, 116, 355-375. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2013.11.032
12. Kistler, S. S. (1931). Когерентные расширенные аэрогели и желе. Nature, 127(3211), 741-741. https://doi.org/10.1038/127741a0
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.