我国建筑能耗和碳排放数量巨大。对于房屋建筑全生命周期的能耗碳排放来说，它包括建材生产、建材运输、建筑运行、建造及拆除等阶段的能耗和碳排放。2024年中国建筑节能协会发布的中国建筑能耗和碳排放研究报告表明，建筑全生命周期的全部能耗大概是19.1亿吨标准煤，占全社会总量的36.3%，其中，我国建筑仅在运行使用阶段（包括用气、用电等）的用能是11.5亿吨标准煤，占建筑全生命周期能耗碳排放的60%，而一些发达国家仅占40%左右。
气凝胶建筑材料可以显著降低建筑运行阶段能耗，助力构筑低碳节能的建材体系。
一、气凝胶
气凝胶是一类具有连续三维纳米开孔网络结构的多孔纳米材料，由无机材料或者聚合物大分子通过溶胶-凝胶转变工艺，再经过特种干燥过程制成。
气凝胶结构的特殊之处就在于其孔隙率高达99.8%，孔径范围在20-50纳米之间，在这些封闭的微孔中分散着静止空气，这就决定了二氧化硅气凝胶具有高比表面积、低密度、低导热系数（0.012-0.024W/(m·K)）、低介电常数、低声阻抗的性能特点，是当前世界上最轻、导热系数最低的固体材料，其隔热性能是传统保温材料的2-8倍，使用寿命更是传统材料的5倍以上。目前，气凝胶下游应用集中在新能源电池热管理、建筑节能保温隔热及工业管道保温隔热三大领域。
气凝胶产品及应用
气凝胶材料在建筑领域的应用是多元化的，一般常用于建筑的内外墙、屋顶、管道、玻璃门窗，通过对建筑材料的改性从而获得更好的应用性能。在响应国家超低能耗、近零能耗建筑目标上，气凝胶材料有如下应用方案：
气凝胶材料建筑保温应用场景
气凝胶隔热涂料：气凝胶隔热涂料可涂装在传统墙体、屋顶等表面，在同等厚度下，可以高效地阻断热量传递，显著提高建筑物的隔热保温性能，改善室内舒适度。尤其适用于传统建筑材料不方便替换的城市旧改项目。
气凝胶夹芯板：气凝胶夹芯板是一种轻质保温墙体材料，具有超低的导热系数，较小的厚度可达到传统材料同样的保温需求，同时可以阻碍火势的蔓延，是A级防火材料，适用于建筑防火结构。
气凝胶绝热毡：气凝胶绝热毡可用于管道隔热包裹、屋顶、墙体等，作为保温结构的主要保温层。
气凝胶玻璃：气凝胶作为玻璃窗户的夹心层，在夏季可削弱太阳辐射，在冬季能减少传热热损失，对建筑起到保温节能的作用。通过与普通玻璃的节能计算比较，气凝胶玻璃每年可节约年能量为1180 kWh/a，占总能量的19%。
气凝胶混凝土：在混凝土中加入气凝胶后，可明显降低混凝土的重量和导热系数，但也会损害混凝土的机械强度，主要应用于建筑非承重墙的内外墙表面，能够提升建筑结构的整体保温节能效果。 在建筑用气凝胶复合制品中，气凝胶隔热涂料产品相对成熟、施工工艺简单，在隔热保温效果上有明显优势，是目前建筑领域应用最广泛的建筑保温方案。
3.1 气凝胶涂料
气凝胶隔热涂料是将气凝胶粉体分散在专用高性能树脂乳液中，或与无机粘结剂体系复合制备而成，用到建筑内外墙、工业储罐、反应设备、管道、新能源汽车部件等表面，具有保温隔热、隔音降噪、防火等功能。
3.2 建筑领域应用优势：
高效隔热
轻薄灵活
耐候性佳
节能环保
气凝胶隔热涂料采用全水性体系，无添加甲醛、苯等有毒有害物质，对环境友好。同时可以有效降低建筑物的能耗，减少空调和供暖系统的工作负荷，从而节省能源、减少温室气体排放。
武汉先进院气凝胶隔热涂料产品介绍
武汉先进院依托强大的研发团队及丰富的研发经验，布局气凝胶“双通道”生产工艺，并不断丰富气凝胶下游产品应用。团队打破了传统的气凝胶制造工艺，创新开发出更具成本优势的二氧化硅气凝胶常压干燥制备技术，降低生产成本20%，是国内为数不多的同时掌握超临界干燥和常压干燥“双通道”制备气凝胶的单位。
武汉先进院同时开发的多元复合气凝胶纤维毡可耐1000°C以上超高温，与合作企业开发并建设了年产5000立方米/年超临界气凝胶产线，产线具备多配方、多产品型号特点，并实现一次性投产。
△ 武汉先进院自研气凝胶制备技术
△ 气凝胶合作企业量产产线
来源：武汉先进院
https://mp.weixin.qq.com/s/jRazFv6CG46eHSDRu4U6EQ
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