Nanotechnológia alkalmazása a hőszigetelő anyagokban

Az előadások a következő témára: "Nanotechnológia alkalmazása a hőszigetelő anyagokban"— Előadás másolata:

1 Nanotechnológia alkalmazása a hőszigetelő anyagokban
Készítette: Magyar Barbara

2 Tartalom Mi a nanotechnológia?
Nanotechnológia alkalmazása az építészetben Hatékony hőszigetelő anyagok Grafit adalékos EPS lemezek Vákuumszigetelés Aerogél szigetelés Hőszigetelő festékek bevonatok Összefoglalás

3 Mi a nanotechnológia? Gyűjtőnév, az alkalmazott tudomány és technológia széles területeit fedi le Nanosz = törpe (görög eredetű szó)

4 Nanotechnológia: Első nagy lépés:
Bármely olyan technológia , amelyet nanoskálán hajtanak végre. (biológia, kémia, fizika) Első nagy lépés: 1959 december 25-én Richard P. Feynmann beszéde Újkeletű szó, de már évmilliárdok óta jelen van (pl. fotoszintézis – fényenergia kémiai energiává való alakítása)

5 Nanotechnológia alkalmazási terület
Biztonsági festékek, nyomdaipar Szépségipar Textilipar Légi- és űrutazás Orvostudomány Elektronika Építőanyagok Stb.

6 Nanotechnológia építészeti alkalmazása
Építészeti alkalmazását 3 főbb csoportra bonthatjuk: Öntisztuló beton- és üvegfelületek, épülethomlokzatok: Fotokatalizis reakcióval öntisztuló beton- és üvegfelületek Fotokatalizis reakcióval öntisztuló festék- és vakolt felületek Öntisztuló nano- és mikrostrukturált festékfelületek és bevonatok Épülethomlokzatok és falfelületek graffiti elleni nanotechnológiás védelme Belső terek UV sugárzás elleni védelme nano bevonatos üvegfóliával

7 Betontechnológiai alkalmazások
Nanotechnológiás beton-adalékszerek alkalmazása Betonok vízzáróságának fokozása nano- adalékanyagokkal Betonok szilárdságának és repedésállóságának növelése nanocsövekkel Habarcsok tulajdonságainak javítása nanotechnológiával Hatékony hőszigetelő anyagok előállítása Grafitadalékos expandált polisztirol (EPS) lemezek Nano- porózus aerogél hőszigetelő anyagok Nanotechnológiás hőszigetelő festékek és vékonybevonatok Nanotechnológiás vákuum hőszigetelés

8 Hatékony hőszigetelő anyagok
Grafitadalékos expandált polisztirol (EPS) lemezek Nanotechnológiás vákuum hőszigetelések Nano-porózus aerogél hőszigetelő anyagok Nanotechnológiás hőszigetelő festékek és vékonybevonatok

9 Grafitadalékos expandált polisztirol (EPS) lemezek
Legelterjedtebb Hővezetési tényezője akár 20-25%-al jobb, mint fehér színű társának (λ=0,032 W/mK) Elsősorban lapostetők, padlók (jó lépéshang csillapítás) szigeteléseként építik be, de homlokzati szigetelésnek is kitűnő

10 Előny: Hátrány: Hőközlés módjai A hősugárzást nagymértékben csökkenti
Hővezetés: részecskéről részecskére terjed a hő Hőáramlás: mozgó anyagrészecskék közvetítik a hőt Hősugárzás: elektromágneses hullámok formájában terjed a hő Előny: A hősugárzást nagymértékben csökkenti Hőtükörként működő grafitszemcsék Jobb hővezetési tényező Hátrány: Nagy vastagságban kell beépíteni Tervezési nehézségek

11 Nanotechnológiás vákuum hőszigetelés
„Semmi nem hőszigetel úgy, mint a semmi” Típusok:

12 Működési elv: Légtömör köpeny belsejében evakuálás útján léghiányos állapotot, azaz vákuumot hoznak létre Lényege ugyanaz, mint a hővezetést gátló közegnek, nem lehetséges benne hőkonvenció/hőáram Anyaga: Maganyag: pirogén kovasavpor Burkolófólia: alumíniummal gőzölt többrétegű fólia rendszer

13

14 Előny: Hátrány: Nagyon jó hővezetési tényező
Vékony kivitel (épületfelújítások, függönyfalak parapetüvegezése) Hátrány: Rögzítés veszélyei! (kiszúródás veszély) Távtartó anyag, és perem hőhíd forrása

15 Nano-porózus aerogél hőszigetelő anyagok
Szuperkönnyű hőszigetelő anyag Testsűrűsége 1,9 kg/m3 (üregarányuk 99%) Hővezetési tényezőjük: λ=0,013 W/mK Működési elv: A levegő nem tud cirkulálni az aerogélek pórusrendszerében, így a hőterjedés egyik típusa sem jellemző rá

16 Hővezetőképességét befolyásoló tényezők:
A szilika részecskék között kicsik az érintkezési felületek. A nanopórusok üregei kisebbek, mint a bennük levő gázmolekulák szabad út hossza. A gázmolekulák az üreg falaival ütköznek, ezért minimális a konvekciós hőáramlás. A nanopórusok mérete kisebb, mint az infravörös hősugarak hullámhossza, ezért a nanopórusok felülete a hősugarak nagy részét visszaveri és szétszórja.

17 Főbb használt típusok:
Spaceloft paplan (szilika aerogél üvegszál térhálóba való beágyazása) ThermaBlok Aerogel (üvegszál ágyazású hőszigetelő paplan) NANOGEL (hőszigetelő üveg) Alkalmazási terület: Épületfelújítások Műemléki épületek hőszigetelése Hőhidak utólagos megszűntetése Könnyűszerkezetes épületek Nyílászáróknál

18 Nanotechnológiás hőszigetelő festékek és vékonybevonatok
„Hőpajzs” – űrhajózásból ismert fogalom Működési elv: Az ultravékony bevonati réteg nanokomponensű anyagrészecskéi, és a köztük lévő nanoméretű pórusszerkezetek fékezik a hő terjedését, azaz minhárom hőterjedési mód korlátozva van. (λ=0,014-0,017 W/mK)

19 Üreges kerámia gömböket tartalmaznak
Típusok: „hőpajzs” membránbevonat (pl: ThermoShield) Hőszigetelő festék (pl: Protektor, vagy a TSM Ceramic) Üreges kerámia gömböket tartalmaznak Magas hőmérsékletű üveg-kerámia olvadékból állítják elő Belsejükben viszonylagos vákuum alakul ki Alkalmazási terület: Műemlékvédelmi felújítás Távhővezetékek bevonata Lakások belső oldali szigetelése Előny: Rétegvastagságuk kb. 0,3-0,6 mm 25%-os fűtési- és akár 50%-os hűtési energia megtakarítás Hátrány: Drága (beltéri vakolat 2950 ft/liter+Áfa)

20 Összefoglalás Az építőipari alkalmazásnál a hőszigeteléseknél leginkább észrevehető a normálméretű- és a nanoszerkezetű anyagok tulajdonságai közötti különbség. Hővezetési ellenállásuk jobb. Kisebb vastagsában beépíthető, amely megkönnyíti a tervezést, azonban mérési adatokból kell kiindulnunk!

21 Köszönöm a figyelmet!