Nanotechnologie in Groene Bouw

Door Zal Soutter

Besproken Onderwerpen

Inleiding
Nano-cement
Isolerende Materialen
Nano-verbeterde Deklagen
De Generatie van de Energie met BIPV
Nanotechnologie in Verlichting
Conclusie
Verwijzingen en Verdere Lezing

Inleiding

De Bouw is de massieve globale industrie, met een zeer hoge milieuvoetafdruk - slechts hebben het vervoer en de landbouwindustrieën hogere jaarlijkse broeikasgasemissies. Vele zeer belangrijke spelers in de bouwnijverheid duwen naar een duurzamere toekomst, goedkeurend nieuwe materialen en nieuwe technieken.

Er zijn duidelijk de kansen voor nanotechnologie in deze duurzame bouwbeweging, en vele bedrijven beginnen uit de nieuwe eigenschappen van nanomaterials voordeel te halen om reinigingsmachine, meer energie efficiënte bouw te ontwikkelen. Nochtans, vanaf nog nanotechnologie geen significant effect op de bouwnijverheid heeft gemaakt.

Nano-cement

Voor vrij wat tijd, zijn de materialen zoals vliegas, slakken en andere afvalmaterialen van de industrie gebruikt als vullers in cementproductie. Evenals het verstrekken van een goede manier om dit high-volume afval opnieuw te gebruiken, heeft het cement dat deze materialen gebruiken vaak betere mechanische eigenschappen, betere schuringsweerstand, en andere voordelen aangetoond.

Deze eigenschappen zijn gepast voor een deel aan de nanoscaleaard van de deeltjes in de as en de slakken - in het bijzonder, kan de afhankelijkheid van deeltjesgrootte die in spel met nanomaterials komt een groot effect op de bulkeigenschappen van het materiaal hebben. Het Onderzoek heeft aangetoond dat het controleren van de samenstelling en de deeltjesgrootte van nanoadditives voor cement kan helpen materialen met voordelige eigenschappen produceren.

Het dioxyde van het Silicium en het ijzeroxyde zijn nanoparticles last getoond om een voordelig effect op de samenpersende sterkte en flexural sterkte van cement te hebben, en ook het hydratieproces te versnellen. Makend cement zo sterk aangezien mogelijk het bedrag nodig in de bouw zal verminderen, die tot een efficiëntere bouw leidt. Het maken van het Cement is een hoogst energie-intensief proces, zo makend het grootste deel van het cement dat zeer belangrijk is in duurzame bouw wordt geproduceerd.

Deze video van Instituut Stevens van Technologie verklaart het gebruik van kiezelzuur nanoparticles om de eigenschappen van cement te wijzigen. Runtime - 1:29 min

Het Isoleren Nanomaterials

Nanomaterials die voor gebruik wordt ontworpen aangezien de isolatie in gebouwen reeds in de handel verkrijgbaar is. De unieke eigenschappen van nanomaterials kunnen verbeterde prestaties aanbieden die aan extra nuttige eigenschappen niet beschikbaar bij conventionele materialen worden gekoppeld.

Aerogels zijn nanoporous vaste lichamen die ongelooflijk lichtgewicht zijn - rond 95% van hun volume wordt opgenomen door de lucht. Dit maakt tot hen zeer goede isolerende materialen (2-3 keer efficiënter dan conventionele isolatiematerialen), maar ook middelen kunnen zij doorzichtig zijn. Aerogels zijn beschikbaar met maximaal 75% transparantie, voor gebruik als isolatie in doorzichtige muren, vensters, of dakramen. Geen ander type van materiaal kan zulk een hoog niveau van isolatie verstrekken terwijl doorzichtig het blijven.

Nano-verbeterde Deklagen

De Dunne filmdeklagen kunnen toevoegen waardevolle functionaliteit aan op muren en vensters die traditioneel zuiver structureel zijn. Zij kunnen de energievoetafdruk van het gebouw verbeteren, het binnenlandse milieu comfortabeler maken, en zelfs de verschijning van het gebouw verbeteren.

De deklagen van Nanoscale van roestvrij staal kunnen infrarode licht absorberen wanneer toegepast op gordijnen of de zonneblinden, deze kunnen hitte evenals licht van de zon blokkeren, en aan lagere kamertemperatuur helpen, die de behoefte aan dure airconditioning verminderen.

Sommige bedrijven, zoals Saflex en 3M, vervaardigen nanofilms voor vensters die thermische energie absorberen, die de hoeveelheid hitte vermindert die het gebouw ingaat. Nanofilms verminderen ook de hoeveelheid het beschadigen van UVstraling die door het glas kan overgaan.

De Deklagen van TiO2 nanoparticles en andere materialen op de buitenoppervlakten van een gebouw kunnen een zelfreinigend effect veroorzaken. Dit kan glas en concrete oppervlakten met minimaal onderhoud schoon houden, en corrosie van metalen zoals roestvrij staal verminderen.

De Generatie van de Energie met BIPV

Gaand laat één stap dan verder de vermindering van energiegebruik, nanotechnologie de ontwikkeling van dunne film zonne photovoltaic panelen toe, die elektriciteit voor gebruik in een gebouw kunnen actief produceren zonder enig extra land door geavanceerde gebouw-geïntegreerde photovoltaics op te nemen (BIPV).

De zonne-energie heeft het potentieel de belangrijkste bron van elektriciteit op stedelijke gebieden te zijn, als de oppervlakte van grote gebouwen kan worden geëxploiteerd. De belangrijkste barrières voor deze situatie kunnen door nanomaterials worden overbrugd.

De op silicium-Gebaseerde zonnecellen zijn te duur en inefficiënt om op zulk een grote schaal worden goedgekeurd. Nanomaterials zou onderaan de basismateriaalkosten van photovoltaics drijven om hen toegankelijker te maken, evenals toelatend uiterst dunne film photovoltaic deklagen om worden ontwikkeld die de muren en zelfs de vensters van een gebouw kunnen behandelen zonder hun verschijning te beïnvloeden.

Nanotechnologie in Verlichting

De Verlichting draagt heel wat tot de elektriciteit bij die in gebouwen wordt gebruikt. De Conventionele verlichting veroorzaakt ook hitte, die beduidend aan de energie kan toevoegen die in het koelen van een gebouw wordt gebruikt.

De vooruitgang van de Nanotechnologie veroorzaakt verlichtingsoplossingen die deze kwesties verwijderen. Hoogst efficiënte LEDs kan reusachtige hoeveelheden elektriciteit bewaren, en nanostructured heatsinks kan ervoor zorgen zij koel blijven en voor de volledige omvang van hun leven lopen.

(Organische LEIDEN) wordt de technologie OLED reeds gebruikt commercieel, hoofdzakelijk in kleinschalige vertoningen. Aangezien de technologie zich ontwikkelt, echter, zal het haalbaar worden om OLEDs voor verlichting - dit te gebruiken in reusachtige energie zal resulteren - besparingen, en volledig de manier te veranderen de verlichting als ontwerphulpmiddel in bouw wordt gebruikt.

OLEDs wordt geconstrueerd van gelaagde nanoscale films van organische samenstellingen die licht uitzenden wanneer een stroom door hen wordt overgegaan. Zij kunnen op de oppervlakte van om het even welk materiaal worden toegepast, en zelfs transparant worden gemaakt. Dit kon tot om het even welke oppervlakte leiden of bezwaar hebben gebruikend aangezien een lichtbron - zelfs konden de vensters een transparante laag bevatten OLED die de kwaliteiten van natuurlijk licht bij nacht kon nabootsen.

Conclusie

De Nanotechnologie heeft veel om de bouwnijverheid aan te bieden aangezien het naar een duurzamere toekomst op weg is.

De Efficiënte en minder koolstof-intensieve structuren, die aan slim, groen ontwerp en gebouw-geïntegreerde zonnemachtsgeneratie zullen worden gekoppeld een significant effect op het milieueffect van grote gebouwen in het bijzonder, maken en zullen de waarneming van de industrie in het grote publiek verbeteren.

Verwijzingen en Verdere Lezing

 

Date Added: Sep 12, 2012 | Updated: Jun 25, 2014

Last Update: 25. June 2014 23:52

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit