Công ty TNHH Vật liệu mới của Chiết Giang Runhui.
Công ty TNHH Vật liệu mới của Chiết Giang Runhui, có trụ sở tại Khu kinh tế Longyou, tỉnh Chiết Giang, đã củng cố vị trí của mình như một người tiên phong trong các vật liệu xây dựng tiên tiến, tập trung vào việc giải quyết một trong những cuộc xung đột bền bỉ nhất của xây dựng: cân bằng cách nhiệt và an toàn nhiệt. Chuyên môn của công ty mở rộng toàn bộ vòng đời của các sản phẩm dựa trên aerogel, từ phát triển nguyên liệu thô đến ứng dụng sử dụng cuối, được hỗ trợ bởi một hệ sinh thái mạnh mẽ của quan hệ đối tác nghiên cứu với các tổ chức khoa học quan trọng trong Chiết Giang, các cơ sở sản xuất chuyên dụng được trang bị các thiết bị sản xuất khô và khô.
Trọng tâm của sự đổi mới của Runhui làBảng điều khiển Airgel-Một vật liệu sinh ra từ nhiều năm tinh chỉnh kỹ thuật nano và thiết kế tổng hợp. Không giống như các giải pháp cách nhiệt truyền thống buộc sự đánh đổi giữa hiệu quả và an toàn, bảng điều khiển này tích hợp điện trở nhiệt của máy bay với các đặc tính cấu trúc và chống cháy của các sợi vô cơ, tạo ra một sản phẩm vượt trội trong các lĩnh vực. Cam kết của Runhui đối với sự cân bằng này là rõ ràng trong các dây chuyền sản xuất tiên tiến của nó, kết hợp xử lý sợi được đặt ướt (để đảm bảo phân phối sợi đồng đều) với sự lắng đọng của airgel chính xác (để duy trì độ xốp của nano), đảm bảo tính nhất quán trên mọi bảng điều khiển. Được hỗ trợ bởi một nhóm các nhà khoa học vật liệu chuyên về hiệu suất nhiệt và lửa, công ty đã định vị bảng điều khiển Airgel của mình như một nền tảng của việc xây dựng hiện đại, tuân thủ mã.
Tại sao vật liệu cách nhiệt và phòng cháy chữa cháy đụng độ
Trong thiết kế xây dựng, hai mệnh lệnh quan trọng thường có thể vượt qua, bắt nguồn từ các tính chất cơ bản của vật liệu:
Cách nhiệt nhiệtdựa vào bẫy không khí hoặc khí trơ để truyền nhiệt chậm. Các chất cách điện hiệu quả giảm thiểu độ dẫn nhiệt, điển hình là thông qua các cấu trúc xốp hoặc sợi làm hạn chế sự di chuyển phân tử. Những cấu trúc này-đặc biệt là khi dựa trên cơ sở hữu cơ-thường dễ bị đánh lửa, vì bản chất xốp của chúng có thể đóng vai trò là hồ chứa nhiên liệu.
Phòng cháy chữa cháyYêu cầu các vật liệu chống đốt, duy trì tính toàn vẹn cấu trúc dưới nhiệt độ cao và hạn chế khói và khí thải độc hại.
Sự căng thẳng này có những hậu quả trong thế giới thực vượt ra ngoài sự an toàn và hiệu quả năng lượng:
Các kiến trúc sư và kỹ sư thường xuyên báo cáo việc thiết kế lại bố cục để phù hợp với cách nhiệt dày hơn, chống cháy, giảm 5 không gian sàn có thể sử dụng xuống 5, 10% trong các tòa nhà thương mại-một khoản lỗ đáng kể trong bất động sản có giá trị cao.
Chủ sở hữu tòa nhà phải đối mặt với tình huống khó xử trong quá trình trang bị thêm: Nâng cấp cách nhiệt để đáp ứng mã năng lượng có thể yêu cầu sử dụng các vật liệu dễ cháy vi phạm các quy định về hỏa hoạn, hoặc tuân thủ mã lửa có thể có nghĩa là hy sinh hiệu quả năng lượng và phát sinh chi phí tiện ích cao hơn.
Các giải pháp truyền thống làm trầm trọng thêm xung đột này theo những cách gợn qua vòng đời xây dựng:
Bọt polyurethanesuy giảm khi tiếp xúc với ánh sáng tia cực tím, đòi hỏi phải ốp bảo vệ làm tăng thêm chi phí và sự phức tạp. Tính dễ cháy của nó có nghĩa là nó phải được kết hợp với các rào cản lửa, tạo ra các hệ thống nhiều lớp dễ bị khoảng cách nơi lửa có thể lan rộng.
Len khoángHấp thụ độ ẩm theo thời gian, mất tới 30% hiệu quả cách nhiệt ở vùng khí hậu ẩm. Sự xuống cấp này buộc thay thế sớm, tăng chi phí chất thải và vòng đời.
XPS BọtPhát hành axit clohydric khi bị đốt cháy, ăn mòn hệ thống xây dựng và gây nguy hiểm cho lính cứu hỏa-một yếu tố đã dẫn đến lệnh cấm của nó ở một số nước châu Âu.
Cuộc đụng độ này đã phát triển khẩn cấp hơn sau thảm họa cao cấp, điều này đã thúc đẩy các mã toàn cầu nghiêm ngặt hơn (Đạo luật An toàn Xây dựng của Vương quốc Anh) bắt buộc các vật liệu không cháy trong các tòa nhà cao tầng. Đồng thời, chi phí năng lượng tăng và mục tiêu khí hậu thúc đẩy nhu cầu cách nhiệt tốt hơn, làm cho một giải pháp cân bằng trở nên quan trọng.
Cầu cách cách nhiệt và phòng cháy chữa cháy
Thuộc tính cốt lõi của bảng điều khiển Airgel của Runhui
Bảng điều khiển Airgel của Runhui được thiết kế để giải quyết cuộc xung đột này thông qua sự kết hợp hiệp đồng giữa vật liệu và thiết kế, mỗi thành phần giải quyết một thách thức cụ thể:
Ma trận silica airgel: Tại lõi của nó là một cấu trúc silica nano, với 90%+ khối lượng của nó bị chiếm bởi không khí bị mắc kẹt trong lỗ chân lông nhỏ hơn 100 nanomet. Cấu trúc này giới hạn truyền nhiệt thông qua dẫn truyền (các phân tử không khí không thể di chuyển tự do) và đối lưu (lỗ chân lông quá nhỏ đối với lưu lượng không khí số lượng lớn), dẫn đến độ dẫn nhiệt cực thấp.
Gia cố sợi vô cơ: Silica airgel, trong khi hiệu quả nhiệt, dễ vỡ và dễ bị nứt dưới căng thẳng cơ học. Runhui nhúng nó vào một ma trận sợi thủy tinh hoặc gốm, thêm độ bền kéo và ngăn chặn sự phân mảnh trong quá trình lắp đặt hoặc mở rộng nhiệt.
Lớp phủ bảo vệ: Một lớp kỵ nước mỏng, dựa trên silane được áp dụng cho bề mặt của bảng điều khiển, đẩy độ ẩm có thể làm giảm hiệu suất cách nhiệt hoặc thúc đẩy các vấn đề phổ biến tăng trưởng của nấm mốc với len khoáng sản, thiếu bảo vệ.
Các tài sản này cùng nhau cung cấp một tài liệu:
Đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn hỏa hoạn cao nhất (loại A1 theo EN 13501-1), vẫn ổn định ở nhiệt độ lên tới 1.000 ° C mà không cần đốt hoặc giải phóng khói độc hại.
Cung cấp cách nhiệt nhiệt tương đương với các vật liệu truyền thống ở một nửa độ dày, bảo tồn không gian bên trong.
Chống lại sự suy giảm từ độ ẩm, tiếp xúc với tia cực tím và đạp xe nhiệt, đảm bảo hiệu suất phù hợp trong nhiều thập kỷ.
Cách bảng điều khiển airgel giải quyết mâu thuẫn
Cách điện nano
Cấu trúc độc đáo của Airgel xác định lại điện trở nhiệt bằng cách tận dụng vật lý của chuyển động phân tử. Lỗ chân lông của nó nhỏ hơn đường dẫn trung bình tự do của các phân tử không khí (≈68nm ở áp suất khí quyển) -trap không khí trong các túi bị cô lập, loại bỏ hoàn toàn sự đối lưu. Sự dẫn truyền được giảm thiểu vì độ dẫn nhiệt vốn có của silica thấp và mạng lưới các hạt silica thưa thớt (chỉ 3 %5% thể tích của vật liệu) cung cấp một vài con đường để truyền nhiệt.
Quy trình sản xuất của Runhui bảo tồn cấu trúc này thông qua Kỹ thuật chính xác:
Tổng hợp sol-gel: Tiền chất silica được trộn trong môi trường được kiểm soát để tạo thành gel, đảm bảo phân bố kích thước lỗ đồng đều.
Làm khô siêu tới hạn: Gel được sấy khô bằng CO₂ siêu tới hạn, tránh áp suất mao quản sẽ thu gọn lỗ chân lông trong quá trình sấy thông thường, bảo tồn cấu trúc nano.
Tích hợp sợi: Sợi được thêm vào trong giai đoạn cuối, đảm bảo chúng củng cố máy bay mà không làm gián đoạn độ xốp của nó.
Kết quả là một vật liệu cách ly tốt hơn 2 lần 3 lần so với len khoáng ở một nửa độ dày, làm giảm nhu cầu lắp đặt cồng kềnh làm phức tạp thiết kế hàng rào lửa và thêm tải cấu trúc.
Vốn có ổn định dưới nhiệt
Silica (SIO₂), thành phần chính của Airgel, có điểm nóng chảy ~ 1.713 ° C-FAR trên nhiệt độ của các đám cháy xây dựng điển hình (800 nhiệt1,200 ° C). Không giống như các vật liệu hữu cơ phân hủy thành khí dễ cháy khi được làm nóng, silica vẫn ổn định về mặt hóa học, giải phóng không có sản phẩm phụ độc hại.
Runhui tăng cường sự ổn định này với cốt thép sợi:
Sợi thủy tinh(Điểm nóng chảy ~ 1.500 ° C) Thêm tính linh hoạt, ngăn chặn bảng điều khiển tan vỡ trong quá trình thay đổi nhiệt độ nhanh.
Sợi gốm(Điểm nóng chảy ~ 1.700 ° C) được sử dụng trong các ứng dụng có nguy cơ cao để cung cấp thêm điện trở nhiệt.
Thử nghiệm theo ISO 834 (đường cong lửa tiêu chuẩn) xác nhận bảng điều khiển duy trì hình dạng và tính chất cách điện của nó cho 120+ phút, vượt quá yêu cầu 60 phút cho các tuyến đường thoát trong các tòa nhà cao tầng. Tính toàn vẹn cấu trúc này đảm bảo bảng điều khiển hoạt động như một rào cản liên tục, làm chậm lửa lan qua các bức tường hoặc trần nhà.
Các ứng dụng mở rộng trong thiết kế tòa nhà
Runhui'sBảng điều khiển AirgelGiải quyết các xung đột lực cách nhiệt trong các kịch bản chuyên ngành trong đó các vật liệu truyền thống bị ngắn:
Bảo tồn tòa nhà lịch sử: Tái trang bị các cấu trúc lịch sử đòi hỏi phải cách nhiệt để tránh làm thay đổi các đặc điểm kiến trúc. Cấu hình mỏng của bảng điều khiển (3 Ném5 cm) cài đặt kín đáo phía sau mặt tiền trang trí công phu, cải thiện hiệu quả năng lượng mà không làm hỏng các vật liệu gốc. Một bảo tàng thế kỷ 19 ở Pháp đã sử dụng các bảng để đáp ứng các mã năng lượng hiện đại trong khi bảo tồn bề ngoài đá lịch sử của nó, vượt qua các cuộc kiểm toán bảo tồn di sản nghiêm ngặt.
Tường rèm cao: Bức tường rèm trong các tòa nhà chọc trời đòi hỏi phải cách nhiệt không thêm trọng lượng hoặc thỏa hiệp an toàn hỏa hoạn. Các tấm airgel tích hợp vào các hệ thống khung nhôm, giảm 60% cầu nối nhiệt (mất nhiệt qua kim loại) so với len khoáng sản, trong khi đáp ứng xếp hạng lửa cho sự lây lan thẳng đứng.
Cơ sở công nghiệp: Các nhà máy và nhà máy điện cần cách nhiệt chống lại nhiệt độ cao và lửa. Các tấm được gia cố gốm của Runhui cách nhiệt các phòng nồi hơi và khu vực xử lý hóa học, chịu nhiệt không liên tục lên tới 800 ° C mà không bị suy giảm.
Mật độ dân cư: Chủ nhà thường đấu tranh để cân bằng cách nhiệt của gác mái (để giảm chi phí sưởi ấm) và an toàn hỏa hoạn (để bảo vệ chống cháy điện). Thiết kế hạng nhẹ của bảng điều khiển (5 Ném8 kg/m2) tránh nén các đường truyền trần, trong khi sức đề kháng lửa của nó mang lại sự yên bình.
Tác động vòng đời và môi trường
Ngoài tiết kiệm chi phí, bảng điều khiển Airgel cung cấp các lợi ích môi trường phù hợp với các tiêu chuẩn xây dựng xanh:
Giảm carbon thể hiện: Trong khi sản xuất airgel đòi hỏi năng lượng, tuổi thọ của bảng điều khiển (50+ năm) và giảm vật liệu sử dụng lượng khí thải carbon vòng đời thấp hơn 40 %50% so với len khoáng sản, đòi hỏi phải thay thế thường xuyên.
Khả năng tái chế: Nghiên cứu liên tục của Runhui về sản xuất tròn cho phép các tấm cuối đời bị nghiền nát và tái xử lý thành bột silica, được tái sử dụng trong máy bay mới hoặc làm chất độn trong bê tông, giảm chất thải.
Hiệu quả năng lượng: Các tòa nhà sử dụng các bảng yêu cầu các hệ thống HVAC nhỏ hơn, cắt giảm chi phí cơ sở hạ tầng năng lượng và giảm lượng khí thải carbon hoạt động. Một khu dân cư ở Singapore đã báo cáo giảm 25% nhu cầu làm mát cao điểm sau khi lắp đặt các tấm.
Liên kết quy định toàn cầu
Tuân thủ của hội thảo với các tiêu chuẩn khác nhau làm giảm việc áp dụng giữa các khu vực:
EU: Đáp ứng EN 13501-1 (Xếp hạng hỏa lực A1) và EN ISO 10456 (hiệu suất nhiệt), đủ điều kiện cho các khoản tín dụng của LEED và BREEAM.
U.S.: Tuân thủ NFPA 285 (thử nghiệm lửa cho các bức tường bên ngoài) và ASHRAE 90.1 (Tiêu chuẩn năng lượng), được phê duyệt để sử dụng ở mức cao ở California và New York.
Trung Quốc: Vượt quá GB 8624-2012 (Xếp hạng hỏa lực A2-S1, D0) và GB/T 10294 (Tiêu chuẩn cách nhiệt), được sử dụng trong các dự án "Nhãn xây dựng xanh" của Bắc Kinh.
Sự đổi mới đang diễn ra của Runhui
Công ty tiếp tục tinh chỉnh bảng điều khiển Airgel của mình thông qua R & D được nhắm mục tiêu:
Các biến thể màng mỏng: Phát triển các bảng 1 cm2 cm cho các ứng dụng bị hạn chế không gian.
Lớp phủ chống cháy: Tăng cường lớp kỵ nước với các chất phụ gia incatescent mở rộng khi được làm nóng, tạo ra một rào cản lửa thêm ở các khu vực có nguy cơ cao.
Tích hợp kỹ thuật số: Hợp tác với các nhà cung cấp hệ thống quản lý tòa nhà vào các thẻ RFID trong các bảng, cho phép theo dõi ngày cài đặt, dữ liệu hiệu suất và điều kiện tái chế.
Một sự thay đổi mô hình trong vật liệu xây dựng
Công ty TNHH Vật liệu mới của Zhejiang RunhuiBảng điều khiển AirgelGiải quyết mâu thuẫn lửa cách nhiệt không thông qua thỏa hiệp, mà thông qua sự đổi mới. Bằng cách khai thác các tính chất độc đáo của máy bay nano và củng cố nó bằng các sợi chống cháy, bảng điều khiển mang lại hiệu quả nhiệt đặc biệt và an toàn không thỏa hiệp.
Khi các tòa nhà phải đối mặt với nhu cầu ngày càng nghiêm ngặt về hiệu quả năng lượng và khả năng phục hồi, công nghệ này đặt ra một tiêu chuẩn mới: vật liệu có thể bảo vệ người cư ngụ khỏi lửa và giảm sử dụng năng lượng, mà không buộc phải đánh đổi. Đối với các kiến trúc sư, kỹ sư và nhà xây dựng, bảng điều khiển Airgel của Runhui không chỉ là một sản phẩm-đó là một công cụ để mô phỏng lại những gì có thể trong việc xây dựng an toàn, bền vững.