Introducción de ladrillos translúcidos

20 de abril de 2023

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por Empa, Laboratorios Federales Suizos de Ciencia y Tecnología de Materiales

Los elementos de construcción acristalados son un método popular en arquitectura para dejar entrar la luz en un edificio. Esto permite un mejor uso de la luz diurna respetuosa con el medio ambiente y se necesita menos iluminación artificial.

Sin embargo, para maximizar esta ventaja, los elementos de vidrio deben usarse preferiblemente para construir paredes enteras para la envolvente del edificio, lo que requiere que los elementos tengan un aislamiento térmico eficaz y puedan soportar una cierta carga, una combinación que no ha estado disponible en el mercado en así hasta ahora.

Los aerogeles de sílice son materiales de aislamiento térmico de alto rendimiento que están ganando cada vez más popularidad en el sector de la construcción. Los más comunes son las esteras y los yesos aislantes opacos. En 2017, el investigador de Empa Jannis Wernery y sus colegas del departamento de Materiales y Componentes de Energía para la Construcción tuvieron la idea de integrar el material aislante directamente en un ladrillo de construcción y presentaron un nuevo tipo de ladrillo relleno con aerogel, el llamado "Aerobrick". . Gracias a su excelente aislamiento térmico, este ladrillo ahorra costos de calefacción, sin necesidad de aplicar una capa de aislamiento adicional a la mampostería.

Sin embargo, el aerogel también puede ser prácticamente transparente, lo que lo convierte en un sistema de construcción aislante y translúcido. Para aprovechar esto y mejorar aún más el rendimiento aislante del "Aerobrick", Wernery, Michal Ganobjak and Co. desarrollaron un novedoso componente modular basado en vidrio flotado y gránulos de aerogel de sílice que combina ambas propiedades: es translúcido y aislante: el aerogel ladrillo de vidrio

Los ladrillos de vidrio rellenos con gránulos de aerogel translúcidos permiten la construcción de elementos de fachada estéticamente agradables y uniformes que permiten la entrada de una cantidad significativa de luz natural. Los investigadores de Empa lograron esta combinación de resistencia, aislamiento y transmisión de luz mediante el uso de espaciadores desplazados entre los paneles de vidrio dentro del ladrillo de vidrio, que aseguran la estabilidad estática con una transmisión de calor mínima.

El ladrillo de vidrio tiene una conductividad térmica medida de 53 mW/(m∙K) y una resistencia a la compresión de casi 45 MPa. Este es el mayor rendimiento de aislamiento de cualquier ladrillo encontrado en la literatura técnica, y mucho menos en el mercado. Además, viene con la propiedad de transmisión de luz.

El ladrillo de vidrio de aerogel es adecuado para aplicaciones en las que existen requisitos simultáneos de alta penetración de la luz del día, protección contra el deslumbramiento y protección de la privacidad, como en oficinas, bibliotecas y museos. Un aspecto importante es que la envolvente de un edificio hecha de tales ladrillos de vidrio acopla el interior del edificio con el exterior en términos de luz natural. Esto puede tener un efecto positivo en el ritmo circadiano de los usuarios del edificio. Las posibles aplicaciones incluyen:

Un análisis de los costos de materiales muestra que el ladrillo de vidrio aislante puede ser bastante competitivo en tales aplicaciones. Por lo tanto, el ladrillo de vidrio ofrece a la arquitectura nuevas posibilidades de diseño para más luz natural en los edificios, tanto para edificios nuevos como para renovaciones. Los investigadores ahora han presentado una solicitud de patente para el ladrillo de vidrio de aerogel y están buscando posibles socios industriales.

El artículo se publica en el Journal of Building Engineering.

Más información: Michal Ganobjak et al, Obtenga la luz y mantenga el calor: un ladrillo de vidrio de aerogel translúcido altamente aislante para envolventes de edificios, Journal of Building Engineering (2022). DOI: 10.1016/j.trabajo.2022.105600