エアロゲルブランケットの建築断熱への応用
はじめに
現在、世界中で一般的に使用されている建築断熱および防火材料であるロックウールボード、押出ポリスチレン（XPS）ボード、セメントフォームボード、膨張ポリスチレン（EPS）ボード、ポリウレタン（PU）フォーム材料、ペルライトベースの断熱モルタルなどは、すべて熱断熱性能と防火性能に課題を抱えています。これらの欠点は、重大なエネルギーの無駄遣いや安全性の問題を引き起こします。対照的に、エアロゲルブランケットを建築断熱材として使用することで、これらの問題を効果的に解決できます。本記事では、エアロゲルブランケットの建築断熱における応用と利点について探り、どのように従来の材料の限界を克服するかについて考察します。
建築断熱材料の現在の問題
国内外でロックウールボード、押出ポリスチレンボード、セメントフォームボード、EPSボード、PUフォーム材料、ペルライトベースの断熱モルタルなどの材料が広く使用されています。しかし、これらの材料は、しばしば防火性能が低く、熱断熱性能が不十分でエネルギーの浪費を引き起こし、老朽化しやすく、短い耐用年数を持ち、剥がれ落ちるリスクがあり、安全上の危険を伴うことがあります。
統計によると、建築断熱材料の不十分な性能により、世界中で毎年数百億メガジュールのエネルギー損失が発生しています。さらに、これらの材料の低い防火性能による経済的損失は、毎年1000億ドルを超えます。加えて、これらの材料は通常15〜20年の耐用年数しかなく、時間の経過とともに湿気、風化、害虫の被害などの要因により交換が必要となり、膨大な人的および物的資源を消費します。
各種断熱材料の比較
| 材料名 | 最大使用温度 (℃ / ℉) | 25℃における熱伝導率 (W/(m·K)) | 使用年数 (年) | 耐火性 |
| ロックウールボード | 650℃ / 1202℉ | 0.026–0.040 | 30–50 | クラスA（不燃） |
| 押出ポリスチレン（XPS）ボード | 75℃ / 167℉ | ≤0.029 | 30–40 | クラスB1/B2/B3 |
| セメントフォームボード | 1000℃ / 1832℉ | 0.08–0.15 | 20–30 | クラスA（不燃） |
| EPSポリスチレンボード | 70–100℃ / 158–212℉ | 0.035–0.041 | 20–30 | クラスB2（可燃） |
| ポリウレタンフォーム材料 | 120–150℃ / 248–302℉ | 0.022–0.028 | 15–25 | クラスB1/B2 |
| ポリスチレン粒子断熱モルタル | 300℃ / 572℉ | 0.06–0.08 | 20–30 | クラスAまたはB1 |
エアロゲルブランケット/フェルトの基本特性
優れた断熱性能：
エアロゲルは、孔径が10～60nmの多孔質断熱材で、空気分子の自由行程（70nm）よりも小さいため、熱対流を大幅に抑えることができます。室温での熱伝導率は、0.002 W/(m·K)まで低くなります。
環境に優しく持続可能：
エアロゲルは主にシリカで作られており、その製造過程では接着剤を使用せず、ホルムアルデヒドなどの有害物質も含まれていません。
耐火性：
純粋なエアロゲルは、最大1000℃の耐火性を持っています。ガラス繊維ニードルフェルトと組み合わせると耐火性は650℃に低下し、セラミック繊維ニードルフェルトと組み合わせると1000℃の耐火性を維持します。
音吸収特性：
多孔質素材であるエアロゲルは、内部の孔での摩擦によって音波を大幅に弱めます。さらに、エアロゲルブランケット/パッドの繊維基質自体にも防音効果があります。
優れた吸着能力：
エアロゲルは、800～1200 m²/kgの特異的表面積を持ち、80%～99%の多孔性があります。このため、有害ガス、重金属、有機化合物などの物質を吸着する優れた素材です。
軽量で超低密度：
純粋なエアロゲルは、最も軽い固体であり、密度は3 kg/m³と非常に低いです。物理的強度を高めるため、ガラスやセラミック繊維などの繊維系材料と組み合わせることが多いですが、それでも複合後の密度は130～180 kg/m³にとどまります。
エアロゲルブランケットの建築断熱への応用
Anchor-TechのAG65エアロゲルブランケットの建築用途における独自の利点
耐火性：
クラスAの耐火性能を持ち、最大650℃ / 1200℉の温度に耐えることができます。
大幅なエネルギー効率の改善：
従来の材料と比較して、エアロゲルブランケットは冬季には内部から外部への熱移動を効果的に防ぎ、夏季には外部の熱が内部に入るのを防ぎます。これにより、冬の暖房と夏の冷房の両方でエネルギーを節約できます。
耐久性：
エアロゲルは建物の長期的な安定性を高め、安全性を強化します。通常の使用条件下で、その寿命は100年以上に達することがあります。
省スペース：
エアロゲルは超薄型のプロファイルを持ち、限られたスペースにも適しています。わずか1cmの厚さで、4cmのロックウールと同じ断熱効果を提供し、優れた熱断熱とエネルギー節約を実現します。これは、既存の建物の改修や新しい建設プロジェクトにも適しています。
環境に優しい：
エアロゲルはグリーンビルディング素材として、カーボンフットプリントの削減に貢献します。オーガニックまたは無機バインダーを含まず、ホルムアルデヒドも含まれていないため、関連する懸念を解消します。
防音性：
エアロゲルは多孔質構造と繊維系基板により、優れた断熱効果を提供するだけでなく、優れた防音材としても機能します。
加工と切断の容易さ：
特殊な工具は必要なく、ハサミやクラフトナイフで簡単にエアロゲルブランケットを所望の形に切ることができます。
簡単な設置：
設置は簡単で、一般的なアンカーや釘を使って、他の断熱材料と同様に取り付けることができます。
吸着能力：
エアロゲルは最大90%の多孔性と、800～1200 m²/kgの特異的表面積を持ち、ほこり、ホルムアルデヒド、その他の有害ガスを効率よく吸着することができます。
課題と機会
コストの問題：
エアロゲルブランケットの製造コストは比較的高いですが、当社はエアロゲル業界での20年にわたる深い研究開発を経て、大規模な製造によって生産効率を最適化し、製品性能を損なうことなくエアロゲルのコストを大幅に削減しました。その結果、競合他社と比較して価格は大幅に低く、世界中の家庭向けに手の届くハイテク製品となっています。ご不明な点があれば、下記のメールアドレスにご連絡ください。
エアロゲルブランケットの粉化：
また、当社のエアロゲルブランケットとパッドは、粉化の問題を解決するために大幅な技術改良が行われており、アルミ箔コーティングを追加することで、粉化が一切発生しないことを完全に保証しています。
今後の展望
私たちは、近い将来にさらなる進展を期待しています。継続的な技術向上を通じて、エアロゲルブランケットの性能を強化し、コストのさらなる削減を目指します。今後、エアロゲルブランケットの適用範囲を拡大し、スマートビルディング、モジュール建設、RV（レジャービークル）、建築ガラスなど、より多くの建築シナリオに対応する予定です。私たちの目標は、地球の持続可能な発展、エネルギーの節約、排出削減、そして地球規模でのカーボンフットプリント削減に貢献し、エアロゲルを建築業界のグリーン革命の重要な要素として位置づけることです。
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