納米氣凝膠氈雖然具有低體積密度、低導(dǎo)熱系數(shù)、低介電常數(shù)、高比表面積和高孔隙率等特性,能作為一種良好的保溫隔熱材料使用,但同時(shí)由于單純的納米氣凝膠強(qiáng)度低、韌性差和容易破碎等缺點(diǎn),大大限制了其在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。不過(guò)近年來(lái),在納米氣凝膠柔韌性改良方面的研究也逐漸增多,制備出了柔韌性納米氣凝膠氈、納米氣膠保溫隔熱板等復(fù)合材料,并應(yīng)用于節(jié)能建筑、冶金、航空航天和太陽(yáng)能集水器等行業(yè)中,我國(guó)作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó),在大規(guī)模的設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,農(nóng)業(yè)建筑設(shè)施的保溫隔熱是一大難點(diǎn),而目前關(guān)于納米氣膠氈保溫隔熱材料在農(nóng)業(yè)建筑中的應(yīng)用研究幾乎尚屬空白,現(xiàn)探討幾種納米氣凝膠氈在衣業(yè)建筑中的應(yīng)用方式,以供以后研究使用。

1.納米氣凝膠氈作溫室圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫材料

冬季溫室圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能的好壞對(duì)室內(nèi)溫度高低具有重要影響,要使室內(nèi)保持適宜溫度,為人和生物營(yíng)造適宜的生活環(huán)境,就必須加強(qiáng)溫室外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫要求。在現(xiàn)代設(shè)施衣業(yè)生產(chǎn)中,溫室大棚多以硬質(zhì)塑料板、聚酯薄膜和玻璃等作為外圍護(hù)結(jié)構(gòu),而這些材料的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)大于納米氣凝膠氈。盡管影響溫室覆蓋材料保溫性能的主要因素是輻射傳熱量,但對(duì)流、傳導(dǎo)也是造成溫室熱量散失的原因,因而覆蓋材料導(dǎo)熱系數(shù)的大小對(duì)溫室的保溫性能也具有一定影響。可以在溫室覆蓋材料硬質(zhì)聚酯片材中摻入適量的納米氣凝膠氈,做成新型的復(fù)合板材,或在聚酯薄膜表面適當(dāng)噴涂納米氣凝膠氈涂層,在雙層中空玻璃板中以納米氣凝膠氈代替空氣作為填充介質(zhì),可有效降低原有溫室覆蓋材料的導(dǎo)熱系數(shù),改善其保溫性能。這些摻入納米氣凝膠氈的新型覆蓋材料對(duì)紅外輻射也具有一定的抵抗作用,既可減少冬季輻射傳熱,也可在夏季進(jìn)行遮光。

日光溫室的保溫蓄熱主要是依靠北面厚墻對(duì)太陽(yáng)能的吸收和蓄積,由蓄熱層、保溫層和隔熱層組成,其墻體通常采用厚重的材料建造,厚度通常達(dá)到幾米之多,不僅占用了大量的土地,且需要消耗大量的建筑材料。若在此復(fù)合墻體中用摻入納米氣凝膠氈做成新型的復(fù)合板材代替空心磚、加氣混凝土砌塊、聚苯板等作為保溫層材料,在保證具有同等保溫效應(yīng)的情況下可大大減小厚墻保溫層的厚度,從而有效節(jié)約了用地面積,增加了溫室內(nèi)可操作空司,大大節(jié)約了能源和提高了經(jīng)濟(jì)效益。

2、納米氣凝膠氈作設(shè)施養(yǎng)殖地面保溫材料

在設(shè)施養(yǎng)殖畜禽舍中,與屋頂、墻壁相比較,地板的熱量損失雖然不大,但是地面卻是畜禽直接活動(dòng)的地方，地板的保溫性能將直接影響著畜禽的生長(zhǎng)發(fā)育,因而通常需要在畜禽舍地面中設(shè)置保溫層。常用保溫層材料主要為空心磚、波紋瓦、加氣混凝土或聚苯乙烯等材料,而這些材料與納米氣凝膠氈保溫材料相比,不僅導(dǎo)熱系數(shù)較高,且吸水結(jié)冰后容易起鼓變形,增加了固體傳熱,其保溫性能將會(huì)大大降低,且機(jī)械性能較差。可用疏水型的納米氣凝膠氈復(fù)合板材作為地面保溫材料,既能提高保溫隔熱效果,同時(shí)避免出現(xiàn)吸水結(jié)冰而使保溫性能降低的情況,同時(shí)不用再在地面中設(shè)置防潮層,既便于施工操作，又可節(jié)省材料,降低生產(chǎn)成本。

3.納米氣凝膠氈在農(nóng)業(yè)建筑供暖系統(tǒng)中的應(yīng)用

采暖是冬季農(nóng)業(yè)建筑室內(nèi)溫度環(huán)境調(diào)控的最有效手段,常用的采暖方式有熱風(fēng)供暖、熱水供暖和蒸汽供暖,而熱水供暖使用最多。在熱水供暖系統(tǒng)中,熱量必須經(jīng)過(guò)輸送管道才能被送入溫室或畜禽舍中,而在輸送過(guò)程中由于管道的保溫性能較差,從而造成了大量的熱量損失,既不能有效滿足溫室或畜禽舍的采暖要求,又導(dǎo)致了能源的浪費(fèi),是設(shè)施農(nóng)業(yè)冬季采暖面臨的一大難題。納米氣凝膠作為一種新型的保溫隔熱材科已經(jīng)在石油工業(yè)中得到應(yīng)用,如華北油田第一采油廠水泵房輸送管道包裹上納米氣凝膠棉氈后,保溫效果得到顯著提高,產(chǎn)生了較大的經(jīng)濟(jì)效益。可將此技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)建筑的采暖系統(tǒng)管道,由于采暖管道通常較長(zhǎng),使用納米氣凝膠棉氈包裹成本較高,可改為將納米氣凝膠氈做成特殊涂料后噴涂于輸送管道表面,降低管道的導(dǎo)熱系數(shù),減少熱量損失和避免冬季管道結(jié)冰給溫室及畜禽舍供暖造成的危害,降低鍋爐負(fù)荷,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。除以上幾種應(yīng)用方式外,還可將納米氣凝膠氈顆粒、粉體摻入普通砂漿中做成保溫砂漿用于日光溫室厚墻保溫。或在植物液體栽培的栽培槽表面噴涂納米氣凝膠氈涂料,以保持營(yíng)養(yǎng)液溫度,利于植物根系的生長(zhǎng)發(fā)育。或?qū)⒓{米氣凝膠氈做成保溫棉氈,作為溫室保溫被使用等。