20 آوریل 2023 – توسط Empa، آزمایشگاه فدرال سوئیس برای علم و فناوری مواد-نمای جلوی نمونه های اولیه آجر شیشه ای شفاف با فاصله های جانبی شفاف و اثر نور منتشر. اعتبار: مجله مهندسی ساختمان
عناصر ساختمانی لعابدار روشی محبوب در معماری برای ورود نور به داخل ساختمان هستند. این امکان استفاده بهتر از نور روز سازگار با محیط زیست را فراهم می کند و به نور مصنوعی کمتری نیاز است.
با این حال، برای به حداکثر رساندن این مزیت، عناصر شیشه ای ترجیحاً باید برای ساختن دیوارهای کامل برای پوشش ساختمان استفاده شوند، که مستلزم آن است که عناصر عایق حرارتی مؤثری داشته باشند و بتوانند بار خاصی را تحمل کنند – ترکیبی که در بازار موجود نبوده است.
آئروژل های سیلیکا مواد عایق حرارتی با کارایی بالا هستند که به طور فزاینده ای در بخش ساخت و ساز محبوب می شوند. متداول ترین آنها گچ های عایق مات هستند. در سال 2017، جانیس ورنی، محقق Empa و همکارانش از بخش مواد و اجزای انرژی ساختمان، ایده ادغام مواد عایق را مستقیماً در یک آجر ساختمانی داشتند و نوع جدیدی از آجر پر شده با آئروژل را ارائه کردند که به اصطلاح “Aerobrick” نامیده می شود. . به لطف عایق حرارتی عالی، این آجر در هزینه های گرمایش صرفه جویی می کند – بدون نیاز به یک لایه عایق اضافی که روی سنگ تراشی اعمال می شود.
با این حال، ایروژل می تواند تقریباً شفاف باشد، که باعث ایجاد یک سیستم ساختمانی شفاف و عایق می شود. برای استفاده از این مزیت و بهبود بیشتر عملکرد عایق “Aerobrick”، یک جزء مدولار جدید مبتنی بر گرانول های شیشه شناور و سیلیکای ایروژل ایجاد کردند که هر دو ویژگی را با هم ترکیب می کند – شفاف و عایق است: ایروژل. آجر شیشه ای
آجرهای شیشه ای پر شده با گرانول های ایروژل شفاف، امکان ساخت عناصر نمای زیبا و حتی باربر را فراهم می کند که مقدار قابل توجهی از نور روز را قادر می سازد وارد شود. محققان Empa این ترکیبی از استحکام، عایق و انتقال نور را با استفاده از فاصله‌دهنده‌های افست بین شیشه‌های شیشه در آجر شیشه‌ای به دست آوردند که پایداری استاتیکی را با حداقل انتقال حرارت تضمین می‌کند.
آجر شیشه ای دارای هدایت حرارتی اندازه گیری شده 53 mW/(m∙K) و مقاومت فشاری نزدیک به 45 MPa است. این بالاترین عملکرد عایق در بین آجرهای موجود در ادبیات فنی است، چه رسد به بازار. علاوه بر این، دارای خاصیت انتقال نور است.
آجر شیشه ای آئروژل برای کاربردهایی مناسب است که در آن الزامات همزمان برای نفوذ نور بالا، محافظت در برابر تابش نور و حفاظت از حریم خصوصی وجود دارد، مانند دفاتر، کتابخانه ها و موزه ها. یک جنبه مهم این است که یک پوشش ساختمانی ساخته شده از چنین آجرهای شیشه ای، داخل ساختمان را با بیرون از نظر نور روز جفت می کند. این می تواند تاثیر مثبتی بر ریتم شبانه روزی کاربران ساختمان داشته باشد. برنامه های کاربردی ممکن عبارتند از:
- اتاق‌هایی که برای مثال به دلایل حفظ حریم خصوصی، امنیت یا اجتناب از مزاحمت‌ها نباید دید بیرونی داشته باشند، اما همچنان باید نور روز را در فضای داخلی پخش کنند، مانند کتابخانه‌ها، گالری‌ها، موزه‌ها، سرسراها، دفاتر کار، هسته‌های راه پله. ، سالن های ورزشی، سالن های چند منظوره، ساختمان های مسکونی یا کارگاه های هنری
- فضاهایی که نور روز برای یک ریتم شبانه روزی سالم ضروری است، مانند خوابگاه ها، بیمارستان ها و آسایشگاه ها، همچنین باغ وحش ها، اصطبل ها و امکانات پرورش حیوانات و حتی گلخانه ها.
- مکان هایی که حداکثر نور روز باید وارد شود و فضا باید ذخیره شود، مانند محله های شهری متراکم با ساختمان های بلند و بسیاری از آپارتمان های شهری.
- عناصر معماری مانند دیوارهای ترومب در معماری خورشیدی، حیاط ها یا آتریوم ها که گرما را از تابش مادون قرمز نور خورشید تولید می کنند.
تجزیه و تحلیل هزینه های مواد نشان می دهد که آجر شیشه ای عایق می تواند در چنین کاربردهایی کاملاً رقابتی باشد. بنابراین آجر شیشه ای امکانات طراحی جدید معماری را برای نور روز بیشتر در ساختمان ها ارائه می دهد – هم برای ساختمان های جدید و هم برای بازسازی. محققان اکنون یک درخواست ثبت اختراع برای آجر شیشه ای ایروژل ثبت کرده اند و به دنبال شرکای صنعتی بالقوه هستند.
این مقاله در Journal of Building Engineering منتشر شده است.
