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SiO2气凝胶材料具有轻质多孔、超低导热系数和超疏水等特点，作为隔热保温材料在建筑、工业等领域具有重要的研究和发展应用价值。本文以SiO2气凝胶超级绝热材料的快速制备方法及其建筑节能应用为目标，研究基于一步溶胶置换-表面改性快速处理与低成本常压干燥的气凝胶超级绝热材料快速制备方法，采用单因素和正交实验等实验设计方法，研究气凝胶制备工艺参数的影响机制和优化方法，并分析气凝胶在建筑玻璃等方面的建筑节能应用效果。采用单因素实验方法研究了气凝胶溶胶-凝胶、溶剂置换、表面改性等工艺参数影响，初步确定了气凝胶材料的制备工艺参数范围；通过四因素三水平正交实验设计，对水解时间、老化液体积比、改性时间、改性剂浓度等关键工艺参数进行了优化。实验结果表明在水解时间为12h、老化液体积比为1:4、改性时间为72h、改性剂浓度为10%的制备工艺参数条件下，可获得隔热和疏水性能优化的块状气凝胶材料，其导热系数和疏水角分别为0.018W/（m·K）和153.6°，具有超级绝热和超疏水性能，且该制备流程周期相比常规制备工艺可缩短一半。采用遮阳系数仪实验测试了气凝胶超级绝热材料的红外透射曲线，其可见光透过率和遮阳系数分别为64.2%和0.87；把实验制备的块状气凝胶材料作为夹层填充到双层玻璃中制成气凝胶夹层玻璃，实验测试了气凝胶夹层玻璃的红外透射曲线和传热系数，结果表明其可见光透过率和太阳光直接透射率分别为43.2%和40%，遮阳系数和传热系数分别为0.66和1.2W/（m2·K），具有较好的透光隔热保温性能。采用VE模拟软件计算了气凝胶夹层玻璃的建筑能耗，计算结果表明与普通玻璃、Low-E玻璃和中空玻璃等相比，气凝胶夹层玻璃的外窗传热负荷分别降低75%、63%和58%，在采暖为主的寒冷地区，采用气凝胶夹层玻璃后全年建筑空调节能率可达18%，具有明显的建筑节能效果。