Présentation des briques translucides

20 avril 2023

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faits vérifiés

relire

par Empa, Laboratoires fédéraux de science et technologie des matériaux

Les éléments de construction vitrés sont une méthode populaire en architecture pour laisser entrer la lumière dans un bâtiment. Cela permet une meilleure utilisation de la lumière du jour respectueuse de l’environnement et nécessite moins d’éclairage artificiel.

Cependant, pour maximiser cet avantage, les éléments en verre doivent être utilisés de préférence pour construire des murs entiers pour l'enveloppe du bâtiment, ce qui nécessite que les éléments aient une isolation thermique efficace et puissent supporter une certaine charge - une combinaison qui n'est pas disponible sur le marché dans ce domaine. de cette façon jusqu'à maintenant.

Les aérogels de silice sont des matériaux d’isolation thermique performants, de plus en plus appréciés dans le secteur de la construction. Les plus courants sont les nattes et enduits isolants opaques. En 2017, Jannis Wernery, chercheur à l'Empa, et ses collègues du département Matériaux et composants énergétiques du bâtiment ont eu l'idée d'intégrer le matériau isolant directement dans une brique de construction et ont présenté un nouveau type de brique remplie d'aérogel, appelée "Aerobrick". . Grâce à son excellente isolation thermique, cette brique permet de réaliser des économies de chauffage, sans qu'il soit nécessaire d'appliquer une couche isolante supplémentaire sur la maçonnerie.

Cependant, l’aérogel peut également être pratiquement transparent, ce qui en fait un système de construction translucide et isolant. Pour en profiter et améliorer encore les performances isolantes de « l'Aerobrick », Wernery, Michal Ganobjak and Co. ont développé un nouveau composant modulaire à base de verre flotté et de granules d'aérogel de silice qui combine les deux propriétés : il est translucide et isolant : l'aérogel. brique de verre.

Les briques de verre remplies de granulés d'aérogel translucides permettent la construction d'éléments de façade esthétiques et même porteurs qui laissent entrer une quantité importante de lumière du jour. Les chercheurs de l'Empa ont obtenu cette combinaison de résistance, d'isolation et de transmission de la lumière en utilisant des entretoises décalées entre les vitres à l'intérieur de la brique de verre, qui assurent la stabilité statique avec une transmission thermique minimale.

La brique de verre a une conductivité thermique mesurée de 53 mW/(m∙K) et une résistance à la compression de près de 45 MPa. Il s’agit de la performance isolante la plus élevée parmi toutes les briques trouvées dans la littérature technique, et encore moins sur le marché. De plus, il possède la propriété de transmission de la lumière.

La brique de verre aérogel convient aux applications dans lesquelles il existe des exigences simultanées en matière de pénétration élevée de la lumière du jour, de protection contre l'éblouissement et de protection de la vie privée, comme dans les bureaux, les bibliothèques et les musées. Un aspect important est qu'une enveloppe de bâtiment constituée de telles briques de verre couple l'intérieur du bâtiment avec l'extérieur en termes de lumière naturelle. Cela peut avoir un effet positif sur le rythme circadien des utilisateurs du bâtiment. Les applications possibles incluent :

Une analyse des coûts des matériaux montre que la brique de verre isolante peut être très compétitive dans de telles applications. La brique de verre offre ainsi à l'architecture de nouvelles possibilités de conception pour plus de lumière naturelle dans les bâtiments, aussi bien pour les nouvelles constructions que pour les rénovations. Les chercheurs ont déposé une demande de brevet pour la brique de verre aérogel et recherchent des partenaires industriels potentiels.