Isolerende mursten med mikroskopiske bobler

Jo bedre en bygning er isoleret, jo mindre varme går tabt om vinteren – og jo mindre energi skal der til for at opnå en behagelig rumtemperatur. Det schweiziske forbundskontor for energi (SFOE) hæver jævnligt kravene til bygningsisolering.

Traditionelt, isoleringslag tilføjes til færdige vægge. I stigende grad, imidlertid, selvisolerende mursten bliver brugt - sparer både arbejdstrin og penge, og åbne op for nye arkitektoniske muligheder. Isolerende mursten tilbyder et brugbart kompromis mellem mekaniske og termiske egenskaber og er også velegnede til bygninger i flere etager. De er allerede kommercielt tilgængelige i adskillige modeller:Nogle har flere luftfyldte kamre, andre har større hulrum fyldt med isoleringsmaterialer som perlit, mineraluld eller polystyren. Deres varmeledningsevneværdier varierer afhængigt af strukturen og fyldmaterialet. For at nå isoleringsværdierne for vægge med separate isoleringslag, isoleringsstenene er normalt betydeligt tykkere end normale mursten.

Aerogeler er et relativt nyt isoleringsmateriale i byggesektoren. Basen for materialet er for det meste silikater, men i volumen består den af ​​mere end 90 procent af luftfyldte porer med størrelser i nanoområdet. Dette minimerer energioverførslen gennem luftmolekylernes bevægelse – med andre ord, aerogeler er meget effektive isoleringsmaterialer. Ud over deres termiske egenskaber, aerogeler er dampgennemtrængelige og absorberer næsten ingen fugt. De er desuden genanvendelige, ikke-giftig og ikke-brændbar. Dette gør dem til et næsten ideelt varmeisoleringsmateriale til bygninger.

Empa-forskere har nu erstattet perlit i isolerende mursten med Aerogel:et meget porøst fast stof med meget høje varmeisoleringsegenskaber, der kan modstå temperaturer på op til 300°C. Forskere har tidligere brugt det til at udvikle et højtydende isoleringspuds, hvilken, blandt andet, gør det muligt at renovere historiske bygninger energisk uden at påvirke deres udseende.

Sammen med sine kolleger, Empa-forsker Jannis Wernery fra forskningsafdelingen "Building Energy Materials and Components" har udviklet en pasta-lignende blanding af aerogel-partikler, der skal bruges som fyldmateriale til murstenen. "Materialet kan nemt fyldes ind i hulrummene og forbindes derefter med murstenens ler, " siger Wernery. "Aerogelen bliver i murstenene - du kan arbejde med dem som sædvanligt." Aerobricken blev født.

En sammenligning i en speciel måleanordning for termisk ledningsevne ved en gennemsnitstemperatur på 10°C viser, at de perlitfyldte mursten med samme struktur og tykkelse isolerer omkring en tredjedel mindre end aerobrikken. Med andre ord, for at opnå de nødvendige isoleringsværdier, en mur af perlit mursten skal være omkring 35 procent tykkere end en aerobrick mur.

Endnu mere imponerende er sammenligningen med almindelige mursten lavet af ikke-isolerende mursten:Disse leder varme op til otte gange bedre. En konventionel væg skulle derfor være næsten to meter dyb for at kunne isolere såvel som en aerobricks væg på kun 20 centimeter i dybden. Med en målt termisk ledningsevne på kun 59 milliwatt pr. kvadratmeter og Kelvin temperaturforskel, Aerobrick er i øjeblikket den bedste isolerende mursten i verden.

Aerobricks vil ikke være kommercielt tilgængelige i den nærmeste fremtid - fyldmaterialet er i øjeblikket stadig for dyrt. Wernery beregner, at ved dagens markedspris for aerogel, en enkelt kvadratmeter af en murstensvæg ville generere ekstra omkostninger på omkring 500 francs. Imidlertid, eksperter antager, at omkostningerne til Aerogel vil falde massivt på kort til mellemlang sigt – så vil intet stå i vejen for brugen af ​​den nye isoleringssten.