气凝胶绝热材料具有超低导热系数、耐火不燃等性能,在建筑节能领域极具发展前景。本文采用溶胶-凝胶法和常压干燥技术制备了SiO₂气凝胶/玻璃纤维复合材料,实验测试了复合材料的微观结构、导热系数、抗压强度和疏水角等,并与模塑聚苯板、挤塑聚苯板、聚氨酯泡沫板、玻璃纤维毡等常用建筑保温隔热材料进行了对比。采用建筑模型盒实验方法,测试了模塑聚苯板、挤塑聚苯板、聚氨酯泡沫板、玻璃纤维毡等5种隔热材料在升温工况下的隔热性能,获得了测试盒内外表面温度、盒内空气温度等实验数据。实验结果表明,当材料厚度相同时,SiO₂气凝胶/玻璃纤维复合材料的保温隔热效果优于其它四种隔热材料。基于热电类比原理,建立了复合墙体的3R2C热流网络模型,并采用测试盒实验数据验证模型的准确性和可行性。结果表明,3R2C热流网络模型的模拟结果与实验结果吻合良好,误差在5%以内。与数值模型相比,3R2C热流网络模型的计算时间约为流体模拟软件的计算时间的0.6%,计算效率明显提高。利用模型研究并分析了升温工况和降温工况下内外保温方式对测试盒的隔热保温性能的影响。结果发现,在升温工况下计算3 h,外保温时气凝胶盒、EPS盒、XPS盒、PU盒和玻璃纤维盒的盒内空气温度分别为30.9℃、33.7℃、33.2℃、32.6℃和33.5℃,而相同时间下内保温时五个测试盒的盒内空气温度均已接近35℃。在降温工况下计算3h,外保温时气凝胶盒、EPS盒、XPS盒、PU盒和玻璃纤维盒的盒内空气温度分别为1.2℃、-3.0℃、-1.9℃、-1.3℃和-2.7℃,而相同时间下内保温时五个测试盒的盒内空气温度均已接近-5.0℃。以广州为夏热冬暖气候区的典型城市,针对不同朝向、不同保温方式（外保温、内保温和夹芯保温）和不同隔热材料（气凝胶复合材料和EPS）的情况,通过采用常规建筑墙体构造,研究SiO₂气凝胶/纤维复合材料在实际建筑墙体应用的热工特性,并与模塑聚苯板保温墙体进行对比。结果表明,对比传统隔热材料,SiO₂气凝胶/玻璃纤维复合材料在建筑墙体保温系统中应用具有很大的节能潜力。