چکیده فارسی:

در جهان معاصر که بشریت با انواع مشکلات فزاینده تغییرات آب و هوا، افزایش سریع جمعیت جهان، آلودگی هاي هوا و منابع آب، از بین رفتن منابع کلیدي زمین و بسیاري از مسائل زیست محیطی در سطح خرد و کلان مواجه است، نیاز مبرم براي طراحی هاي حافظ محیط زیست، بکارگیري انرژي هاي تجدید پذیر، طرح برنامه هاي توسعه هوشمند و استفاده از مصالح قابل بازیافت احساس می شود.

در این خصوص، بحث ساختمان هاي سبز که در آنها از مواد پیشرفته در مقیاس نانو استفاده می شود، به لحاظ تأثیرات مثبتی که بر محیط پیرامون خود دارند حائز اهمیت است. هواژل ها از جمله این مواد هستند که با ویژگی هاي منحصربفرد، قابلیت هاي فراوانی را در صنعت عایق بندي در مقایسه با سایر مواد متداول نظیر پلی استرن، سلولز، پشم معدنی و… ایجاد کرده اند.

در این مقاله با بررسی خواص فیزیکی و حرارتی هواژل و نیز با تحلیل مقایسه اي بین دو روش عایق بندي حرارتی با مواد متداول و روش عایق بندي با نانوژل، برتري این مواد در میزان نگهداشت انرژي و صرفه جویی در هزینه هاي دوره بهره برداري ساختمان بیان می گردد.

کلید واژه ها: هواژل سیلیکا۲، عایق بندي، ساختمان هاي سبز، هدایت گرمایی، اتلاف انرژي، ضریب انتقال گرمایی

۱ Aerogel

۲ Silica Aerogel

مقدمه

در دهه اخیر، با توجه به اینکه بیشتر از ۸۰ درصد تقاضاي جهانی انرژي از سوخت هاي فسیلی بوده است (Koebel, 2012)، و نیز درك این نکته که با سوزاندن این نوع سوخت ها و انتشار دي اکسید کربن در هوا، اثرات سوء بسیاري بر جو زمین و تغییرات آب و هوایی آن ایجاد شده است و نیز بدلیل آنکه صنعت ساختمان با مصرف ۴۰ درصد انرژي جهان (Koebel, 2012)، سهم بسزایی در تولید دي اکسید کربن دارد، لذا وجود برنامه اي جهت کاهش آلایندگی ساختمان ها ضروري می نماید. چرا که از سویی، عمده سهم تقاضاي جهانی انرژي در ساختمان ها، مربوط به گرمایش، تعویض هوا و تهویه مطبوع میشود و از سویی دیگر، ساختمان هاي با عایق بندي ضعیف، باعث تولید گاز دي اکسید کربن میشوند. یکی از راه حل هاي کاهش آلودگی، ایجاد ساختمان هاي سبز با تولید کمتر گاز دي اکسید کربن از طریق عایق بندي می باشد. روش دیگر نیز، ترمیم ساختمان هاي موجود است، که هر دو روش با بکارگیري فوق نارساناگرها۳، یا به تعبیر دیگر عایق هاي با کارایی بالا، امکان پذیر است. به منظور کاهش تولید گاز دي اکسید کربن، استفاده از عایق هاي گرمایی با کارآمدي مناسب امري ناگزیر خواهد بود. با شرایط و مصالح متداول موجود، براي عایق بندي می توان از تعداد لایه هاي عایق بیشتري استفاده نمود، که این امر باعث کاهش فضاي مفید ساختمان و نیز افزایش هزینه ها خواهد بود. بنابراین می بایست از مواد نوظهور با خواص ویژه که به صورت روزافزون رو به گسترش می باشند، استفاده نمود. ازانواع پیشرفته این نوع عایق ها، هوا ژل ها می باشند که در صنعت ساخت و ساز، علی الخصوص در ساخت خانه هاي کم اثر پذیر۴، عملکرد بالایی را در عایق بندي گرمایی و نیز ایجاد عایق صدا ارائه نموده اند. امروزه، عایق هاي تولید شده با استفاده از هواژل هاي سیلیکایی، بدلیل قیمت بالاي آن، تنها در قسمت هایی از سازه استفاده می شوند که توجیه اقتصادي لازم را داشته باشند. از جمله این قسمت ها، تراس هاي بیرونی سازه هاي مسکونی، بخش هاي درونی سازه هاي قدیمی، نماي بناهاي تاریخی و … هستند که البته در مدت زمان بهره برداري از سازه و در طول عمر مفید آن، این هزینه ها مستهلک خواهند شد.