建筑是我國三大能源消耗領域之一，從能耗來看，建筑能耗低于工業，高于交通。隨著國家“雙碳”戰略持續推進，建筑節能降碳是不得不關注的問題。2022年3月，住房和城鄉建設部印發《“十四五”建筑節能與綠色建筑發展規劃》，明確了到2025年完成既有建筑節能改造面積3.5億平方米以上，建設超低能耗、近零能耗建筑0.5億平方米以上的目標。

各地超低能耗建筑發展目標（2025）

我國建筑能耗和碳排放數量巨大。對于房屋建筑全生命周期的能耗碳排放來說，它包括建材生產、建材運輸、建筑運行、建造及拆除等階段的能耗和碳排放，其中，我國建筑在運行使用階段（包括用氣、用電等）的用能占建筑全生命周期能耗碳排放的60%，而一些發達國家僅占40%左右。

建筑運行階段70%以上的建筑耗能是因圍護結構的傳熱熱損失而白白流失。因此，想要有效降低建筑能耗、創造舒適的室內環境，建筑材料的隔熱保溫至關重要。氣凝膠建筑材料可以顯著降低建筑運行階段能耗，助力構筑低碳節能的建材體系。

氣凝膠

氣凝膠材料

氣凝膠是一類具有連續三維納米開孔網絡結構的多孔納米材料，由無機材料或者聚合物大分子通過溶膠-凝膠轉變工藝，再經過特種干燥過程制成。氣凝膠結構的特殊之處就在于其孔隙率高達99.8%，孔徑范圍在20-50納米之間，在這些封閉的微孔中分散著靜止空氣，這就決定了二氧化硅氣凝膠具有高比表面積、低密度、低導熱系數（0.012-0.024W/(m·K)）、低介電常數、低聲阻抗的性能特點，是當前世界上最輕、導熱系數最低的固體材料，其隔熱性能是傳統保溫材料的2-8倍，使用壽命更是傳統材料的5倍以上。目前，氣凝膠下游應用集中在新能源電池防火隔熱、建筑節能保溫隔熱及工業管道保溫隔熱三大領域。

△隔熱原理——“類真空狀態”阻止空氣對流：氣凝膠的孔徑（20~50nm）小于空氣的平均自由程（70nm），使得空氣在氣凝膠內實現零流通，就可以消除空氣的對流和透紅外線性能，減小熱傳導和對流的發生，提高材料的隔熱效果。

氣凝膠作為迄今為止已實現商業化生產的隔熱性能最好的材料，對我國降低碳排放、實現“雙碳”目標具有重要戰略意義。隨著國家政策的持續支持，氣凝膠材料已在航空航天、海軍艦船、高鐵動車、新能源汽車、電力、石化、太陽能光熱、建筑等領域廣泛應用。

氣凝膠產品及應用

氣凝膠建筑領域應用方案

氣凝膠材料在建筑領域的應用是多元化的，一般常用于建筑的內外墻、屋頂、管道、玻璃門窗，通過對建筑材料的改性從而獲得更好的應用性能。在響應國家超低能耗、近零能耗建筑目標上，氣凝膠材料有如下應用方案：

氣凝膠材料建筑保溫應用場景

氣凝膠隔熱涂料：氣凝膠隔熱涂料可涂裝在傳統墻體、屋頂等表面，在同等厚度下，可以高效地阻斷熱量傳遞，顯著提高建筑物的隔熱保溫性能，改善室內舒適度。尤其適用于傳統建筑材料無法替換的城市舊改項目；

氣凝膠夾芯板：氣凝膠夾芯板是一種輕質保溫墻體材料，具有超低的導熱系數，較小的厚度可達到傳統材料同樣的保溫需求，同時可以阻礙火勢的蔓延，是A級防火材料，適用于建筑防火結構；

氣凝膠絕熱氈：氣凝膠絕熱氈可用于管道隔熱包裹、屋頂、墻體等，作為保溫結構的主要保溫層；

氣凝膠玻璃：氣凝膠作為玻璃窗戶的夾心層，在夏季可削弱太陽輻射，在冬季能減少傳熱熱損失，對建筑起到保溫節能的作用。通過與普通玻璃的節能計算比較，氣凝膠玻璃每年可節約能量1180 kWh/a，占總能量的19%；

氣凝膠混凝土：在混凝土中加入氣凝膠后，可明顯降低混凝土的重量和導熱系數，但會損害混凝土的機械強度，主要應用于建筑非承重墻的內外墻表面，能夠提升建筑結構的整體保溫節能效果。

在氣凝膠復合制品中，氣凝膠隔熱涂料產品相對成熟、施工工藝簡單，在隔熱保溫效果上有明顯優勢，是目前建筑領域應用最廣泛的建筑保溫方案。

氣凝膠隔熱涂料

氣凝膠隔熱涂料是將氣凝膠粉體分散在專用高性能樹脂乳液中，或與無機粘結劑體系復合制備而成，用到建筑內外墻、工業儲罐、反應設備、管道、新能源汽車部件等表面，具有保溫隔熱、隔音降噪、防火等功能。

氣凝膠隔熱涂料

（1）建筑領域應用優勢

高效隔熱：氣凝膠隔熱涂料的高反射率可反射太陽輻射，減少建筑物表面吸收的熱量，其極低的導熱系數（0.03~0.035W/(m·K)）可有效阻隔熱量傳遞，提供更高效的隔熱保溫效果。相對普通涂料來說，在同樣的光照條件下，建筑面溫度可以降低10℃左右；

輕薄靈活：氣凝膠隔熱涂料具有較薄的厚度，它可以更方便地應用于各種類型的建筑表面，包括曲面和復雜形狀，顯著提高空間利用率、減輕建筑物的負載，且施工工藝簡單；

耐候性佳：氣凝膠隔熱涂料具有出色的穩定性和耐久性，能夠在長期使用中保持隔熱性能不變，且不易受到紫外線、濕度和溫度變化的影響，不易老化、脫落或損壞，具有較高的耐候性；

節能環保：氣凝膠隔熱涂料采用全水性體系，無添加甲醛、苯等有毒有害物質，對環境友好。同時可以有效降低建筑物的能耗，減少空調和供暖系統的工作負荷，從而節省能源、減少溫室氣體排放。

武漢先進院自研建筑用氣凝膠隔熱涂料性能參數表

（2）其他領域拓展

阻燃型氣凝膠保溫涂料：耐溫范圍-40℃~120℃，導熱系數0.050~0.060 W/(m·K)，具有阻燃防凝露功能，適用于工業廠房、糧倉的保溫隔熱，及零海拔、高濕高溫建筑的防凝露需求；

防閃銹型氣凝膠工業節能涂料：耐溫范圍-40℃~120℃，導熱系數≤0.044 W/(m·K)，具有防閃銹功能、節能且耐候性佳，適用于建筑領域和工業廠房的金屬材料表面；

耐高溫型氣凝膠工業涂料：耐溫范圍-40℃~400℃，導熱系數0.041~0.048 W/(m·K)，具有優異的耐高溫隔熱功能，適用于工業領域的高溫管道、閥門、設備等。

武漢先進院技術儲備

武漢先進院依托強大的研發團隊及豐富的研發經驗，布局氣凝膠“雙通道”生產工藝，并不斷豐富氣凝膠下游產品應用。

團隊打破了傳統的氣凝膠制造工藝，創新開發出更具成本優勢的二氧化硅氣凝膠常壓干燥制備技術，降低生產成本20%，是國內為數不多的同時掌握超臨界干燥和常壓干燥“雙通道”制備氣凝膠的單位；同時開發的多元復合氣凝膠纖維氈可耐1000°C以上超高溫，與合作企業開發并建設了年產5000立方米/年超臨界氣凝膠產線，產線具備多配方、多產品型號特點，并實現一次性投產。目前，已擁有了氣凝膠粉、氣凝膠涂料、氣凝膠纖維氈、多元復合氣凝膠纖維氈、氣凝膠隔熱泡棉等系列產品，在航空航天、海洋運輸、高鐵動車、新能源汽車、建筑等領域應用廣泛。

武漢先進院自研氣凝膠制備技術

氣凝膠合作企業量產產線