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。不過近年來,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、航空航天和太陽能集水器等行業(yè)中,我國作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國,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太陽能的吸收和蓄積,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)過輸送管道才能被送入溫室或畜禽舍中,而在輸送過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,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,以保持營養(yǎng)液溫度,利于植物根系的生長發(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。