نکات برجسته
- •توسعه اخیر نانوکامپوزیت های کاربردی برای ساختمان های سبز مورد بررسی قرار گرفت.
- •مصالح ساختمانی صرفه جویی در مصرف انرژی برای ساختمان های سبز خلاصه شده است.
- •مصالح ساختمانی سازگار با محیط زیست برای ساختمان های سبز خلاصه شده است.
- •مصالح ساختمانی هوشمند برای ساختمان های سبز خلاصه شده است.
- •پیشرفت ها و چالش های آینده در نانوکامپوزیت های کاربردی برای ساختمان های سبز روشن شده است.
چکیده
ساختمان های سبز به دلیل استفاده بهینه از منابع و حفاظت از محیط زیست بیشتر مورد توجه قرار گرفته اند. نانوکامپوزیتهای کاربردی کاربرد گستردهای در ساختمانهای سبز دارند، از جمله حفظ انرژی و سازگاری با محیطزیست و بهبود عملکرد ساختمان. در اینجا، توسعه اخیر نانوکامپوزیتهای کاربردی برای ساختمانهای سبز را از سه بخش و نه جنبه بررسی کردیم. ما مصالح ساختمانی صرفه جویی در مصرف انرژی مانند نانوکامپوزیت های عایق حرارتی، پوشش نانوکامپوزیت عایق حرارتی و نانوکامپوزیت های تغییر فاز را بررسی کردیم. مصالح ساختمانی سازگار با محیط زیست بر اساس نانوکامپوزیت های فوتوکاتالیستی، نانوکامپوزیت های آنتی باکتریال و نانوکامپوزیت های خود ترمیم شونده معرفی شده اند. علاوه بر این، مصالح ساختمانی هوشمند از جمله نانوحسگر، سیستمهای مدیریت انرژی ساختمان و نانوشیشههای هوشمند در آن گنجانده شده است. علاوه بر این، چالش ها و چشم اندازهای نانوکامپوزیت های کاربردی برای ساختمان های سبز پیشنهاد شده است. انتظار می رود که این مقاله مروری به نفع کاربردهای نانوکامپوزیت های کاربردی برای ساختمان های سبز در آینده نزدیک باشد.
مقدمه
همراه با افزایش سرعت پیشرفت صنعتی شدن، مصرف انرژی و آلودگی محیط زیست به طور فزاینده ای جدی شده است و چالش های عظیمی را برای بقا و توسعه انسان ایجاد می کند [1]. ساختمانهای سبز به تدریج مورد توجه قرار گرفتهاند که هدف آن دستیابی به بهرهبرداری کارآمد از منابع و حفاظت از محیطزیست با توسعه پایدار انسانی است [2]. ساختمانهای سبز که بهعنوان ساختمانهای اکولوژیکی، ساختمانهای کم کربن یا ساختمانهای پایدار نیز شناخته میشوند، به ساختمانهایی اطلاق میشوند که حفظ منابع را به حداکثر میرسانند، از محیط زیست محافظت میکنند و آلودگی را در کل چرخه زندگی یک ساختمان کاهش میدهند و فضای سالم، کاربردی و کارآمد را برای مردم فراهم میکنند [[3]، [4]، [5]]. از دهه 1970، فناوری های صرفه جویی در انرژی ساختمان ها با استفاده از انرژی خورشیدی و انتخاب مواد تجدیدپذیر و کم آلاینده مورد توجه قرار گرفت. فناوریها و مصالح مختلف ساختمان سبز مانند سیستمهای تولید انرژی خورشیدی، مواد عایق با راندمان بالا و غیره دائماً در حال ظهور هستند [[6]، [7]، [8]]. مردم شروع به توجه به اثرات ساختمان ها بر سلامتی، مانند کیفیت هوای داخل ساختمان و انتشار مواد مضر از مصالح ساختمانی کرده اند [9].
نانوکامپوزیت های کاربردی کاربردهای گسترده ای در ساختمان های سبز دارند، از جمله صرفه جویی در انرژی و کاهش انتشار، سازگار با محیط زیست و بهبود عملکرد ساختمان [[10]، [11]، [12]]. به عنوان مثال، نانوکامپوزیت های کاربردی به مواد عایق کارآمد، کاهش اتلاف حرارت در داخل و خارج ساختمان ها، بهبود عملکرد عایق و در نتیجه کاهش مصرف انرژی، آماده شدند [13،14]. نانوکامپوزیتهای کاربردی برای تهیه مصالح ساختمانی سازگار با محیط زیست، مانند بتنهای تقویتشده، نانوپوششهای ضدآب و غیره مورد استفاده قرار گرفتند [15،16]. با استفاده از خواص متخلخل و سطح ویژه بالای نانوکامپوزیت های کاربردی، مصالح ساختمانی سبک وزن و با استحکام بالا طراحی شدند [17]. علاوه بر این، فناوری نانو می تواند شفافیت، هدایت حرارتی و رسانایی مصالح ساختمانی را بهبود بخشد [18]. برای مثال، پوششدهی نانوکامپوزیتها میتواند پوششهایی با خواص ضد آتش عالی بر روی مصالح ساختمانی ایجاد کند. هنگامی که آتش سوزی رخ می دهد، این پوشش می تواند به طور موثری گسترش آتش را کاهش دهد و زمان ارزشمندی را برای تخلیه و مهار آتش فراهم کند. با کنترل ترکیب، مورفولوژی و ساختار نانوکامپوزیتهای کاربردی، مصالح ساختمانی خواص مکانیکی، دوام و سازگاری محیطی بهتری داشتند و در نتیجه ایمنی، قابلیت اطمینان و راحتی ساختمانها را بهبود میبخشند [19]. می توان از آن برای توسعه انواع جدیدی از مواد مقاوم در برابر آتش، مانند شیشه های عایق نانو سیلیکون و مقاوم در برابر آتش استفاده کرد. استفاده از این روش برای دیوارهای ساختمان، پارتیشن ها، درها و پنجره ها، و همچنین دیوارهای پرده و سقف، می تواند سطح کلی حفاظت در برابر آتش ساختمان را تا حد زیادی بهبود بخشد.
پیشرفت سریع در توسعه عملکرد انرژی در ساختمان های سبز انجام شده است. در مقاله مروری قبلی، غفاریان حسینی و همکاران. عملکرد انرژی پایداری زیست محیطی در ساختمان سبز را بر اساس تئوری ها و اجراها روشن کرد [20]. آنها ماهیت توسعه پایدار را در اجرای طراحی ساختمان سبز نشان دادند و توسعه راه حل های انرژی کارآمد را از طریق ساختمان های سبز برای برآورده کردن نیازهای انرژی آینده نشان دادند. سپس، در کار بررسی لیو، آن ها تحلیل هزینه-فایده برای اجرای فناوری بهره وری انرژی در ساختمان های سازگار با محیط زیست در چین را با استفاده از پروژه Wanke به عنوان مورد ارزیابی کردند [21]. زوو و ژائو برای اولین بار جنبه های زیست محیطی، جنبه های اجتماعی، جنبه های اقتصادی و جنبه های انسانی ساختمان های سبز را بررسی کردند [22]. علاوه بر این، مشکلات اجتماعی در ساختمانهای سبز خلاصه میشود و از این طریق بستر اجتماعی سالمی را برای توسعه سبز فراهم میکند [23]. همچنین مقالات مروری در مورد پایداری زیست محیطی ساختمان های سبز از طریق مدل سازی اطلاعات ساختمان منتشر شد [24،25]. با این حال، گزارش های کمی در مورد نانوکامپوزیت های کاربردی برای ساختمان های سبز وجود دارد.
مقاله مروری توسعه اخیر نانوکامپوزیت های کاربردی برای ساختمان های سبز را خلاصه کرد. نانوکامپوزیتهای کاربردی مختلف برای ساختمانهای سبز مورد بررسی قرار گرفتهاند، مانند مصالح ساختمانی صرفهجویی در مصرف انرژی، مصالح ساختمانی سازگار با محیط زیست، و مصالح ساختمانی هوشمند (شکل 1). بر اساس دانش ما، چالش ها و چشم انداز نانوکامپوزیت های کاربردی برای ساختمان های سبز پیشنهاد شده است. انتظار می رود که این مقاله مروری از توسعه نانوکامپوزیت های کاربردی برای ساختمان های سبز حمایت کند.
قطعات بخش
مصالح ساختمانی صرفه جویی در مصرف انرژی
صرفه جویی در انرژی بخش مهمی از نانوکامپوزیت های کاربردی برای ساختمان های سبز است. پیشرفت سریعی در مورد مصالح ساختمانی صرفه جویی در مصرف انرژی حاصل شده است. فرالئونی مورگرا و همکاران بررسی کارایی انرژی میکرو/نانوکامپوزیت های عایق حرارتی مشتق شده از زیستی یا پلی اورتان در ساختمان ها [26]، نشان می دهد که کامپوزیت های مبتنی بر پلی اورتان پایدار کاربردهای امیدوارکننده ای در زمینه مواد عایق حرارتی دارند. در این بخش به بررسی ساختمان صرفه جویی در مصرف انرژی پرداختیم
چالش ها و چشم انداز نانوکامپوزیت های کاربردی برای ساختمان های سبز
هنوز چالشهایی وجود دارد که نیازمند بهبود برای کاربرد نانوکامپوزیتهای کاربردی در ساختمانهای سبز است. اولاً، هزینه چالش اصلی برای کاربرد گسترده نانوکامپوزیتهای کاربردی در ساختمانهای سبز است. هزینههای تحقیق و تولید نانوکامپوزیتهای کاربردی معمولاً بالاست که عمدتاً به دلیل فرآیندهای تولید پیچیده و کنترل دقیق در مقیاس نانو است. این منجر به قیمتهای نسبتاً بالایی برای نانوکامپوزیتهای کاربردی میشود و در نتیجه قیمت کلی را افزایش میدهد
نتیجه گیری و چشم انداز
به طور خلاصه، کاربرد نانوکامپوزیت های کاربردی در ساختمان سبز دارای اهمیت قابل توجه و پتانسیل کاربردهای امیدوارکننده ای است. نانوکامپوزیت های کاربردی می توانند به طور قابل توجهی عملکرد عایق حرارتی، عملکرد عایق حرارتی و اثر صرفه جویی در انرژی مصالح ساختمانی را بهبود بخشند و به استفاده کارآمد از انرژی پی ببرند. استفاده از نانوکامپوزیت های کاربردی می تواند به طور قابل توجهی عملکرد ساختمان ها از جمله استحکام، دوام، مقاومت در برابر آب را بهبود بخشد.
بیانیه مشارکت نویسندگی CRediT
Wenjing Dong: تحقیق، نوشتن – پیش نویس اصلی، نوشتن – بررسی و ویرایش. Mingguo Ma: نظارت، نوشتن – پیش نویس اصلی، نوشتن – بررسی و ویرایش.
تامین مالی
از حمایت مالی صندوق های تحقیقات بنیادی برای دانشگاه های مرکزی ( QNTD202302 ) سپاسگزاریم.
اعلامیه منافع رقابتی
نویسندگان اعلام می کنند که هیچ منافع مالی رقیب یا روابط شخصی شناخته شده ای ندارند که به نظر می رسد بر کار گزارش شده در این مقاله تأثیر بگذارد.
منابع (161)
- و همکاران.
آلودگی محیط زیست، مصرف انرژی برق آبی و رشد اقتصادی: شواهدی از کشورهای G7
انرژی پایدار تجدیدپذیر Rev.
(2017) - و همکاران
تحقیقات ساختمان سبز – وضعیت فعلی و دستور کار آینده: بررسی
انرژی پایدار تجدیدپذیر Rev.
(2014) - و همکاران
توسعه یک ماژول صرفه جویی در انرژی از طریق ترکیب سلول های خورشیدی و خنک کننده های ترموالکتریک برای کاربردهای ساختمان سبز
انرژی
(2011) - و همکاران.
تأثیر موانع، محرکها و استراتژیهای ترویجی بر پذیرش فناوریهای ساختمان سبز در کشورهای در حال توسعه: مورد غنا
جی. پاک. تولید
(2018) - و همکاران.
طراحی نانوکامپوزیت الکتروپلیمریزه PANI/rGO بسیار شفاف به عنوان یک لایه الکتروکاتالیستی بدون پلاتین در دستگاه فوتوالکتروکرومیک برای ساختمان های سبز خودکار
تمدید کنید. انرژی
(2022) - .
کامپوزیت متاکائولین-سیمان بدون آلومینیوم اصلاح شده با تیتانیای تجاری به عنوان یک مصالح ساختمانی سبز جدید برای کاربردهای محافظ اشعه گاما
مورد مطالعه. ساخت و ساز ماتر
(2022) - و همکاران.
ارزیابی دیوارهای سبز به عنوان یک سیستم عایق صوتی غیرفعال برای ساختمان ها
Appl. آکوست.
(2015)
مصرف انرژی تهویه مطبوع به دلیل بام های سبز با عایق های حرارتی مختلف ساختمان
Appl. انرژی
(2014)- و همکاران.
بتن پایدار: ساختن آینده ای سبزتر
جی. پاک. تولید
(2018) - و همکاران
مروری بر خواص بتن کنفی برای کاربردهای ساختمان سبز
جی. پاک. تولید
(2019)

Leave A Comment