نانو عایق ها در صنعت ساختمان
فناوری نانو میتواند نقش مهمی در حل برخی از چالشهایی که در صنعت ساخت و ساز ذکر شده است، ایفا کند. در زیر به برخی از کاربردهای فناوری نانو در صنعت ساختمان اشاره میکنم:
- عایقهای حرارتی نانو: استفاده از عایقهای حرارتی نانو میتواند کاهش مصرف انرژی در ساختمانها را تسریع بخشیده و کارایی انرژی را افزایش دهد. عایقهای حرارتی نانو، با افزایش عایقی و کاهش انتقال حرارت، میتوانند در بهبود کارایی انرژی ساختمانها موثر باشند.
- پوششهای خودتمیزشونده نانو: پوششهای خودتمیزنده نانو میتوانند به دوام و زیبایی سطوح ساختمان کمک کنند، همچنین از مسائلی مانند آلودگی و رطوبت جلوگیری کنند. این پوششها میتوانند تمیزی راحتتر سطوح را فراهم کرده و نیاز به تمیزی مکرر را کاهش دهند.
- مصالح ساختمانی نانو: استفاده از مصالح ساختمانی نانو، از جمله بتنها، پوششها و کامپوزیتهای نانو، میتواند ویژگیهای بهبود یافتهای از جمله قویتر بودن، مقاومت بهتر در برابر ضربه، و کاهش وزن را ارائه دهد.
- سیستمهای تهویه هوا و تصفیه هوا نانو: استفاده از فناوریهای نانو در سیستمهای تهویه هوا و تصفیه هوا میتواند کمک کننده در بهبود کیفیت هوا داخل ساختمان و کاهش انتقال ویروسها و آلودگیهای هوا باشد.
- سلولهای خورشیدی نانو: سلولهای خورشیدی نانو میتوانند به عنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر در ساختمانها مورد استفاده قرار گیرند و کمک کنند تا ساختمانها در مصرف انرژی پایدارتر شوند.
این تکنولوژیها و کاربردهای نانو میتوانند به طور موثر در بهبود کارایی انرژی، کاهش مصرف منابع و مواد، افزایش ایمنی و بهبود کیفیت زندگی در ساختمانها کمک کنند.
کاربردهای فناوری نانو در صنعت ساختمان
کاربرد نانو فناوری در صنعت بتن
استفاده از فناوری نانو در صنعت بتن به دلیل خواص منحصر به فردی که نانوذرات دارند، میتواند بهبودهای قابل توجهی در عملکرد و ویژگیهای بتن ایجاد کند. اما، همانطور که اشاره شده، هنوز چالشهایی در راه استفاده گسترده از این فناوری در صنعت بتن وجود دارد. به موارد زیر توجه داشته باشید:
- هزینه: هزینه بالای تولید و استفاده از نانوذرات مانعی برای توسعه گسترده این فناوری در صنعت بتن است. تا زمانی که روشهای تولید مقرون به صرفهتر و فرآیندهای تولید بهینهتری برای نانوذرات بتوانند توسعه یابند، استفاده از این فناوری ممکن است محدود باشد.
- توزیع یکنواخت: مسأله توزیع یکنواخت نانوذرات در ماتریس بتن میتواند از جمله چالشهای مهم باشد. توزیع نامناسب ممکن است منجر به عدم بهرهوری مطلوب از خواص نانومواد و حتی به افزایش نقاط ضعف و آسیبپذیری در بتن منجر شود.
- جذب آب: به دلیل سطح بالای ویژه، نانوذرات ممکن است آب را بیش از حد جذب کنند که میتواند به مشکلاتی مانند کاهش مقاومت فشاری و یا افزایش خطرات ترکها در بتن منجر شود. برای حل این مشکل، ممکن است نیاز باشد به استفاده از نانوذرات با پوششهای آبگریز.
- استانداردها و رهنمودها: همچنان استانداردها و رهنمودهای کافی برای استفاده از نانومواد در بتن وجود ندارد که میتواند باعث ایجاد عدم اطمینانی درباره عملکرد و ایمنی بتنهای حاوی نانوذرات شود.
برای حل این چالشها، نیاز به تحقیقات بیشتر در زمینه ساخت و استفاده از بتنهای حاوی نانومواد، بهبود فرآیندهای تولید نانوذرات و راههایی برای توزیع بهتر آنها در ماتریس بتن، و ایجاد استانداردها و رهنمودهای لازم است.
بالابردن کیفیت سیمان
کاربرد انواع سیمان در حوزه های مختلف ساختمان سازی به اندازه ای فراگیر است که شاید نتوان بدون وجود این ماده ی کم نظیر، بسیاری از فرایندهای ساخت و ساز را انجام داد. در ساز ه های پرمقاومت، ساز ه های بزرگ، ساز ه هایی که در معرض آب هستند، بتن و ملات های سیمانی، سنگ های مصنوعی و… معمولا اثری از سیمان به چشم می خورد. فناوری نانو و استفاده از نانو مواد مختلف می تواند سبب بهبود خواص سیمان شود. فناوری نانو این پتانسیل را دارد که با ورود به صنعت سیمان، چالش هایی مانند انتشار دی اکسید کربن، مقاومت کم در برابر ترک خوردگی، زمان عمل آوری طولانی، استحکام کششی کم، جذب زیاد آب، قابلیت چکش خواری کم و بسیاری از عملکردهای مکانیکی دیگر را هدف قرار دهد. به عنوان مثال با ترکیب نانو ذرات مختلف، نانو لوله های کربنی، نانو رس ها و نانو فیبرهای کربنی با مواد سیمانی، بهبود قابل توجهی در خواص فیزیکی و مکانیکی سیمان ایجاد می شود.
بتن سبک
استفاده از بتن سبک باعث سبکسازی بنا و مقاومت بیشتر آن در برابر زلزله خواهد شد. همچنین، استفاده از بتن سبک نانو در ساختمان از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است، زیرا به علت کاهش جرم، بار مرده ساختمان (وزنی که خود سازه دارد)، ابعاد ستون ها، تیرها و ضخامت سقف ها کاهش می یابد، که این امر باعث صرفه جویی در مصرف مصالح ساختمانی مانند سیمان و فولاد می شود. بتن سبک نانویی عایقی مناسب در مقابل گرما، سرما و صدا است، که دلیل آن وجود تخلخل های بسیار ریز در این بتن است.
عایق نما
فناوری نانو روشهای زیادی برای بهبود خواص سطوح نمای ساختمان چه از نظر عملکرد و چه زیبایی عرضه میکند. با استفاده از نانو مواد، خواص سطوح در برابر آب و ذرات گرد و خاک (ذرات کثیف) با تنوع نسبتاً زیاد و به صورت دلخواه قابل تنظیم است، که از آن جمله میتوان به سطوح آب دوست (Hydrophilic)، سطوح آبگریز (Hydrophobic) یا سطوح مقاوم در برابر روغن (Oleophobic) اشاره کرد
.
عایق حرارتی و صوتی
استفاده از عایق صوتی و حرارتی و رطوبتی در دیواره ها و کف و سقف ساختمان، هم از نظر هزینههای سرمایه گزاری برای ساختمانسازی جدید و بازسازی ساختمانها و هم از نظر هزینههای عملیاتی از عوامل ضروری در اقتصاد ساختمان است. تنها در آلمان قریب به ۶ میلیارد متر مربع سطوح نما وجود دارد که تقریباً ۸۰۰ میلیون متر مربع از آن سطوح پنجره است و این در حالی است که بخش بزرگی از آن نیازمند بازسازی است. در اروپای غربی بازار عایق حرارتی در صنعت ساختمان تقریبا ۶ میلیارد یورو تخمین زده میشود.
پنجرهها و جدارهها
شیشه به دلیل شفافیت و مقاومت بالا با هر شکل و رنگی به عنوان مصالح ساختمانی برای پنجره و نما شناخته شده است. البته لکه دار شدن سریع، انعکاس نامطلوب و عملکرد بد آن به عنوان یک عایق حرارتی، از نکات منفی آن است. پوششهای نانویی این خواص منفی را به طور قابل ملاحظهای کاهش میدهند و بدین وسیله زمینههای عملکردی جدیدی را برای نمای شیشهای به ارمغان میآورد
پوششهای ضد انعکاس
از پیشرفتهای فناوری نانو در صنعت ساختمان و قابل عرضه در بازار، پوششهای ضد انعکاس برای شیشههای مسطح است که افزایش انتقال نور بیشتری دارند و برای نمونه در کلکتورهای خورشیدی و یا جداره شیشههای ساختمان کاربرد دارند. انتظار میرود که با این روش اتلاف انعکاسی نور (نوری که به وسیلهی بازتابش به بیرون منعکس میشود) در پانلهای شیشهای به طور معمول از ۸درصد به ۲درصد کاهش مییابد
پنجرههای هوشمند
واژهی پنجره هوشمند به پانل شیشهای اطلاق میشود که بسته به نوع تأثیرات محیطی، خواص خود را خصوصاً در مورد انتقال نور میتواند تغییر دهد. بدین منظور از مواد کروموژنیک استفاده میشود که رنگ یا شفافیت خود را میتواند با توجه به محرکهای (عوامل) برگشت پذیر فیزیکی یا شیمیایی تغییر دهد.
این گونه شیشهها میتوانند به عنوان جایگزین برای انواع سیستمهای سایه از قبیل سیستمهای ضد تابش و پردهها در نظر گرفته شود. شیشههای هوشمند از طریق فناوریهای مختلفی تولید میشوند که این فناوریها تا حد زیادی مبتنی بر استفاده از نانو مواد و سیستمهای پوششی نانو مقیاس است
.
انرژی و تکنیکهای نورپردازی
فناوری نانو گزینههای متعددی برای افزایش بهرهوری و توسعه روشهای جدید تولید انرژی و تکنیکهای نور پردازی در ساختمان ارائه میکند که برخی از این نمونهها به شرح زیر است.
دیودهای نوری به عنوان تکنیک نور پردازی با بازده انرژی بالا برای کاربردهای ویژه در ساختمان (نور پردازی نما، نورهای راهنما، نورهای رنگی)
مواد ارگانیک با توانایی بالا برای استفاده در تکنیک نورپردازی بر روی زیرلایههای انعطاف پذیر.
سلولهای خورشیدی رنگی با ویژگی شفافیت و زیبایی (تزیینی)، برای مثال در نماهای شیشهای به عنوان جایگزینی برای سلولهای خورشیدی پایه سیلیکون.
پوستههای (غشا) نانو ساختار و کاتالیزورها، برای بازدهی بیشتر پیلهای سوختی در بخش الکتریسیته و گرما و با استفاده از گاز طبیعی.
با توجه به مصرف کم انرژی، رنگ زیبا و ابعاد بسیار کوچک ( LED که مبتنی بر پوششهای نیمههادی در مقیاس نانو است)، معماران قادرند هنر خود را در نور پردازی ساختمان و طراحی نما در معرض عموم قرار دهند.
حفاظت در برابر آتش
فناوری نانو روشهای متنوعی برای توسعه مواد ضد آتش (ضد حریق) و بهبود خواص آن و به عنوان جایگزین مواد آلاینده که در این زمینه استفاده میشده، عرضه میکند. نقطه عطف پژوهشها، ذرات سیلیکات نانو ساختار هستند (نانو رس) که به عنوان پرکننده پلیمرها و برای بالا بردن خواص ضد آتش و مقاومت در برابر حرارت استفاده میشود. در ساختمان، پلیمرها در پوشش کابلها، نقش مهمی را ایفا میکنند. برای مثال در فیوز، پریز برق و محفظه لامپها و …. خاصیت ضد حریق کامپوزیتهای نانو رس نشانگر این مسأله است که هم اتلاف حرارت و توسعه دود به طور قابل توجهی کاهش مییابد و همزمان ایجاد جرقه (جرقه زنی) به تعویق میافتد. از دیگر جنبههای کاربردی پوشش ضد حریق برای چوب، فلز، پلاستیک یا بتن است که توسعه آتش در مصالح به وسیله این نوع پوشش به تأخیر میافتد و مانع گسترش کنترل نشده آتش میشود.
در مورد جدارههای شیشهای نیز، فناوری نانو به بهبود عمل حفاظت در مقابل آتش (مقابله با آتش) کمک میکند
استفاده نانو در دکوراسیون داخلی
در دکوراسیون داخلی، فناوری نانو برای هر نوع کارکردی، سطوح مناسب آن را ایجاد میکند. با استفاده از نانو ذرات اصلاح شده، پوششهای متنوعی را ميتوان توليد کرد، که به شرح زیر است.
پوشش ضد گرد و غبار
پوششهای آبگریز
پوششهای ضد اثر انگشت
پوششهای ضد خراش
پوششهای آنتی باکتریال
نانو بندکشی برای کاشی و سرامیک و آجر
عایق کاری ساختمان
عایق کاری استخر برای جلوگیری از هدر رفت آب …
در انتها باید اعلام شود که این مجموعه با تجربه 10 ساله و با استفاده از نیروهای جوان نامی و مجرب، موفق به تولید تعدادی از این نانو محصولات ساختمانی شده که قابل عرضه و رقابت در بازارهای جهانی می باشد.
بدون دیدگاه