随着建筑节能降耗要求的提高和现代技术的发展，建筑保温隔热隔音材料也向轻质、多功能和绿色环保等方向发展。气凝胶材料因其比表面积大、孔隙率高、粒径小等结构特征，从而具有良好的隔热保温性能、防火阻燃性能，能够有效满足现代建筑节能要求。目前，其应用形式主要有气凝胶玻璃、气凝胶涂料、气凝胶毡、气凝胶板材以及屋顶太阳能集热器等，在建筑节能领域有较好的发展前景与使用价值。
气凝胶材料在建筑节能领域的应用
01 气凝胶在墙壁和屋顶的应用
气凝胶毡。气凝胶毡是将SiO2气凝胶在溶胶阶段与纤维增强材料复合，进而经过凝胶和干燥过程制得的具有一定柔性的隔热毡，利用纤维毡的三维缠联和包覆增强作用较好地解决了气凝胶机械强度低、易碎易裂等问题，导热系数≤0.022W/m·K，具有良好的疏水性和透气性，可在一定程度上取代聚氨酯泡沫、石棉保温毡、硅酸盐纤维等不环保、保温性能差的传统柔性保温材料。要促进其在建筑围护结构和管道保温领域的广泛应用，还需集中解决以下问题：大幅降低成本，提高生产效率；较好地解决使用阶段气凝胶粉末脱离的问题，以提高产品性能。
气凝胶复合不燃保温板。气凝胶复合不燃保温板是采用新型超级绝热材料气凝胶、水泥基胶凝材料、无机复合母料及可发性聚苯乙烯为主要原料，经特殊工艺复合加工制备而成的新型不燃保温板，可替代传统的保温材料，是建筑节能领域创新型防火保温材料，产品容重~100kg/m3，A2级不燃，导热系数≤0.042W/m·K，单位体积气凝胶复合板对比岩棉保温板，能源消耗降低20%以上，碳排放降低40%以上，施工简单，粘接强度是传统保温材料强度的两倍，综合性价比及产品品质均高于市场上的传统保温材料及同类产品，填补了国内市场空白，满足了建筑行业对安全环保、高效节能等新型保温材料的需求，具有广阔的市场前景。气凝胶复合不燃保温板适用于薄抹灰体系及保温装饰一体化体系，可广泛应用于住宅建筑、公共建筑、工业厂房、组合冷库、仓库、仓储式超市、办公楼、旧楼改造、活动房等领域。
气凝胶真空绝热板。气凝胶真空绝热板是采用纳米孔超级绝热材料(纳米气凝胶、纳米气相SiO2)作为芯材，加入吸气剂，采用膜材包裹而成。芯材的作用是为了保证绝热板的强度，膜材是为了保证其内部的真空度，吸气剂是为了吸除真空封装时混入的气体以及长期使用渗入的气体。气凝胶真空绝热板之所以具有优异的保温隔热性能，是由于其在真空绝热的基础上采用低导热系数芯材以降低固体热传导，同时用干燥剂和吸气剂吸附芯材中的气体和水汽来降低气体的热传导，高性能膜材也可起到降低热辐射作用，进而完成高效保温节能的要求。与传统保温材料(EPS板、岩棉等）相比，达到相同传热系数情况下，其厚度仅为传统保温材料厚度的1/4~1/6。
02 气凝胶隔热保温涂料
气凝胶保温中涂层。气凝胶保温中涂层主要成分为高性能树脂乳液、以SiO2气凝胶和空心玻璃微珠等为原材料，水为溶剂，经特殊工艺合成的高性能的保温隔热材料，导热系数可低至0.035W/m·K，且A级防火，具有隔音降噪功能，节能效果明显。施工便捷，附着力强，与传统保温板组合使用，可减少保温层厚度、减轻重量、提高防火等级、延长使用寿命。
03 气凝胶空气净化涂料
由于涂料在室内涂刷面积大，与空气接触面积大，具有空气处理的先天优势，因此生产具有除醛净味功能的内墙涂料已成为趋势，行业内通常通过在涂料中配加硅藻土、沸石、硅酸钙等多孔类材料，但除醛效果差强人意，且价格昂贵。通过溶胶-凝胶法制备的SiO2气凝胶因其孔隙率最高可达99.8%，比表面积可高达1000m2/g，再结合催化剂的使用，具备快速吸附和催化降解双重功能，配制的涂料可有效净化室内空气、抗菌防霉，对甲醛、苯类和硫化氢等气体污染物具有显著吸附和降解能力，具有优异的抗菌防霉、降解甲醛、防结露功能，从根本上实现除醛净味。适用于家庭、办公场所、公共场所，如高端精装房、私人别墅、医院、学校、养老机构等有空气净化需求的室内环境。
04 气凝胶功能性涂料
气凝胶耐高温涂料。气凝胶耐高温涂料具有厚度薄、耐高温、绝热等特性，可根据使用环境和要达到的降温幅度，选择施工的涂膜厚度，具有适应性好和可控性强的优点。长期在200℃以上高温环境中使用，能够对基材进行保护，且涂层的物理化学性能仍能保持相对稳定，可应用于建筑内部暖气管道及其他需高温防护的部位。
气凝胶防火涂料。气凝胶防火涂料是涂覆在可燃性基材表面，能有效阻止热量的传递，降低基材可燃性，延滞甚至阻止火灾的蔓延，从而提高被涂基材耐火极限的一种特种功能涂料。使用该涂料可较大幅度降低建筑设施遭遇火灾时的毁坏程度，防火效果远好于普通的防火涂料及防火材料，可应用于众多场合，包括混凝土、砌块及钢结构的表面，用以保护建筑物、器材、设备和人员安全。
气凝胶隔音吸声涂料。气凝胶具有大量微小的连通孔隙，声波可延这些孔隙深入内部与其发生摩擦作用而将声能转为热能，达到隔音效果。一般是与其他吸音材料复合形成吸音效果更强的吸音材料，可用于家庭住户、商场、酒店等各种需要隔音吸声的场合。
气凝胶吸附涂层。SiO2气凝胶具有纳米多孔网络结构和巨大的内表面积，使其具备了吸附材料应有的结构特性，对有机溶剂和有机物质有超强的吸附能力，吸附性能比现在常见的吸附剂(活性炭、硅胶、Al2O3、分子筛等）更好，可与其他基材复合形成新的吸附材料。气凝胶吸附涂层可循环利用，绿色经济，具备优越的发展潜力，可被广泛用于空气净化、污水处理、水蒸气吸附、医药过滤、海水淡化等领域。
05 气凝胶砂浆和混凝土
将导热系数低的气凝胶添加到传统的砂浆和混凝土中，可以有效提升材料性能。气凝胶保温砂浆是以硅酸盐水泥为胶凝剂，加入SiO2气凝胶、玻璃微珠制成的。玻璃珠的尺寸比气凝胶颗粒大得多，可以填充到砂浆基质中，较小的气凝胶颗粒将间隙进一步填充，使孔隙率尽可能减小，保温砂浆的导热系数也随之下降，可以获得预期的建筑保温效果。将保温砂浆应用于建筑外墙表面，砂浆越厚，内外温差越大。由此可见，气凝胶保温砂浆可以将热量阻隔，能够提升建筑结构的整体保温节能效果。在混凝土中加入气凝胶后，明显降低了混凝土的重量和导热系数，但也会损害混凝土的机械强度，所以气凝胶混凝土应避免在承重墙使用。
06 气凝胶节能门窗
由于气凝胶的多孔网络结构对热辐射具有“无穷隔热板效应”，又具有吸声特性，且具有透光性，因此气凝胶玻璃的绝热效果比普通的双层玻璃高几倍，且具有降噪效果。气凝胶玻璃通过材料自身极低的导热系数和厚度，实现最低U值能达到0.5W/m2·K，采光性能在75%以上，隔音降噪、抗风压性能好，显著降低冷热自爆隐患，无结露，具有卓越的防火、吸热性能，且薄、轻、节省其他材料，寿命长，实现了建筑节能与舒适、环境方面三者平衡。与单片玻璃、中空玻璃、Low-E玻璃等对比，气凝胶玻璃的保温性能最为显著。广泛应用于各类节能建筑项目中。
07 气凝胶太阳能集热器气
凝胶材料可用于太阳能热水器的保温装置中，使太阳能利用效率有效提高，更具实用性，能够满足人们的生活需求。在热水器的储水箱、集热器、管道等部位应用气凝胶材料，与普通材质的太阳能热水器相比，能够增加至少1倍的集热效率，热损失较以往可减少30%以下。
总结
气凝胶材料具有隔热、保温、轻量化等优良的性能，满足建筑节能要求，符合建筑轻量化发展趋势，应进一步加强复合气凝胶材料的研发，将气凝胶材料与其他材料合理结合，有效增强材料的使用性能。同时，还要进一步降低气凝胶的制备和使用成本，才能在建筑市场占据更大的份额，切实提高气凝胶材料的综合效益。