建筑材料课件一六

第十二章绝热材料与吸声材料

在建筑中，习惯上把用于控制室内热量外流的材料叫做保温材料；把防止室外热量进入室内的材料叫做隔热材料。保温、隔热材料统称为绝热材料。基本概念（1）导热性：指材料传递热量的能力。（2）导热系数：表示材料的导热能力指标。意义：在稳定传热条件下，当材料层单位厚度内的温差为1℃时，在1s内通过1m2表面积的热量。材料导热系数越大，导热性能越好。工程上将导热系数λ<0.23w/(m•K)的材料称为绝热材料绝热材料的种类及使用要点绝热材料按照它们的化学组成可以分为无机绝热材料和有机绝热材料。1.常用无机绝热材料(1)多孔轻质类无机绝热材料(2)纤维状无机绝热材料1)矿物棉2)玻璃纤维(3)泡沫状无机绝热材料1)泡沫玻璃2)多孔混凝土2.常用有机绝热材料(1)泡沫塑料(2)硬质泡沫橡胶

影响材料导热系数的因素影响材料保温性能的主要因素是导热系数的大小，导热系数愈小，保温性能愈好。材料的导热系数受以下因素影响：（１）材料的性质。不同的材料其导热系数是不同的，一般说来，导热系数值以金属最大，非金属次之，液体较小，而气体更小。对于同一种材料，内部结构不同，导热系数也差别很大。一般结晶结构的为最大，微晶体结构的次之，玻璃体结构的最小。但对于多孔的绝热材料来说，由于孔隙率高，气体（空气）对导热系数的影响起着主要作用，而固体部分的结构无论是晶态或玻璃态对其影响都不大。（２）表观密度与孔隙特征。由于材料中固体物质的导热能力比空气要大得多，故表观密度小的材料，因其孔隙率大，导热系数就小。在孔隙率相同的条件下，孔隙尺寸愈大，导热系数就愈大；互相连通孔隙比封闭孔隙导热性要高。对于表观密度很小的材料，特别是纤维状材料（如超细玻璃纤维），当其表观密度低于某一极限值时，导热系数反而会增大，这是由于孔隙增大且互相连通的孔隙大大增多，而使对流作用加强的结果。因此这类材料存在一最佳表观密度，即在这个表观密度时导热系数最小。（３）湿度。材料吸湿受潮后，其导热系数就会增大，这在多孔材料中最为明显。这是由于当材料的孔隙中有了水分（包括水蒸气）后，则孔隙中蒸汽的扩散和水分子的热传导将起主要传热作用，而水的λ为0.58Ｗ／（ｍ·Ｋ），比空气的λ=0.029Ｗ／（ｍ·Ｋ）大20倍左右。如果孔隙中的水结成了冰，则冰的λ=2.33Ｗ／（ｍ·Ｋ），其结果使材料的导热系数更加增大。故绝热材料在应用时必须注意防水避潮。（４）温度。材料的导热系数随温度的升高而增大，因为温度升高时，材料固体分子的热运动增强，同时材料孔隙中空气的导热和孔壁间的辐射作用也有所增加。但这种影响，当温度在０～50℃范围内时并不显著，只有对处于高温或负温下的材料，才要考虑温度的影响。（５）热流方向。对于各向异性的材料，如木材等纤维质的材料，当热流平行于纤维方向时，热流受到阻力小，而热流垂直于纤维方向时，受到的阻力就大。建筑上常用保温材料1.纤维状保温隔热材料（ｌ）石棉及其制品。石棉是一种天然矿物纤维，主要化学成分是含水硅酸镁，具有耐火、耐热、耐酸碱、绝热、防腐、隔音及绝缘等特性。常制成石棉粉、石棉纸板、石棉毡等制品，用于建筑工程的高效能保温及防火覆盖等。（2）矿棉及其制品。矿棉一般包括矿渣棉和岩石棉。矿渣棉所用原料有高炉硬矿渣、铜矿渣等，并加一些调节原料（钙质和硅质原料）。岩棉的主要原料为天然岩石（白云石、花岗石、玄武岩等）。上述原料经熔融后，用喷吹法或离心法制成细纤维。矿棉具有轻质、不燃、绝热和电绝缘等性能，且原料来源广，成本较低。可制成矿棉板、矿棉毡及管壳等。可用作建筑物的墙壁、屋顶、天花板等处的保温和吸声材料，以及热力管道的保温材料。（３）玻璃棉及其制品。玻璃棉是用玻璃原料或碎玻璃经熔融后制成纤维状材料，包括短棉和超细棉两种。（４）植物纤维复合板。系以植物纤维为主要材料加入胶结料和填料而制成。如木丝板是以木材下脚料制成木丝，加入硅酸钠溶液及普通硅酸盐水泥混合，经成型、冷压、养护、干燥而制成。甘蔗板是以甘蔗渣为原料，经过蒸制、加压、干燥等工序制成的一种轻质、吸声、保温材料。2.散粒状保温隔热材料（1）膨胀蛭石及其制品。蛭石是一种天然矿物，经850～1000°C燃烧，体积急剧膨胀(可膨胀５～20倍)而成为松散颗粒，其堆积密度为80～200kg／m3，导热系数0.046～0.07W/(m·K)，用于填充墙壁、楼板及平屋顶，保温效果佳。可在1000～1100℃下使用。膨胀蛭石也可与水泥、水玻璃等胶凝材料配合，制成砖、板、管壳等用于围护结构及管道保温。（２）膨胀珍珠岩及其制品。膨胀珍珠岩是由天然珍珠岩、黑耀岩或松脂岩为原料，经煅烧体积急剧膨胀（约20倍）而得蜂窝状白色或灰白色松散颗料。堆积密度为40～300kg／m3，λ=0.025～0.048Ｗ／(ｍ·Ｋ)，耐热800°C，为高效能保温保冷填充材料。膨胀珍珠岩制品是以膨胀珍珠岩为骨料，配以适量胶凝材料，经拌和、成型、养护（或干燥、或焙烧）后两制成的板、砖、管等产品。3.多孔性保温隔热材料(１)

微孔硅酸钙制品。微孔硅酸钙制品是用粉状二氧化硅材料（硅藻土）、石灰、纤维增强材料及水等经搅拌、成型、蒸压处理和干燥等工序而制成。用于围护结构及管道保温。(２)

泡沫玻璃。它是采用碎玻璃加入１％～２％发泡剂（石灰石或碳化钙），经粉磨、混合、装模，在800℃下烧成后形成含有大量封闭气泡（直径0.1～5mm）的制品。它具有导热系数小、抗压强度和抗冻性高、耐久性好等特点，且易于进行锯切、钻孔等机械加工，为高级保温材料，也常用于冷藏库隔热。(３)

多孔混凝土和轻骨料混凝土。(4)泡沫塑料。泡沫塑料是以合成树脂为基料，加入一定剂量的发泡剂、催化剂、稳定剂等辅助材料经加热发泡而制成的轻质保温、防震材料。目前我国生产的有聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯及脲醛树脂等泡沫塑料。4.其他保温隔热材料（１）软木板。软木也叫栓木。软木板是用栓皮、栎树皮或黄菠萝树皮为原料，经破碎后与皮胶溶液拌和，再加压成型，在80℃的干燥室中干燥一昼夜而制成。软木板具有表观密度小，导热性低，抗渗和防腐性能高等特点。（2）蜂窝板。蜂窝板是由两块较薄的面板，牢固地粘结在一层较厚的蜂窝状芯材两面而制成的板材，亦称蜂窝夹层结构。蜂窝状芯材是用浸渍过合成树脂（酚醛、聚酯等）的牛皮纸、玻璃布和铝片等，经加工粘合成六角形空腹（蜂窝状）的整块芯材。常用的面板为浸渍过树脂的牛皮纸、玻璃布或不经树脂浸渍的胶合板、纤维板、石膏板等。面板必须采用合适的胶粘剂与芯材牢固地粘合在一起，才能显示出蜂窝板的优异特性，即具有比强度大、导热性低和抗震性好等多种功能。5.关于隔热材料的概念隔热材料应能阻抗室外热量的传入，以及减小室外空气温度波动对内表面温度影响。材料隔热性能的优劣，不仅与材料的导热系数有关，而且与导温系数、蓄热系数有关。在建筑中，围护结构隔热设计时，除了采用隔热材料外，还可以采取其他措施，起到隔热的效果，如：外表面做浅色饰面，如浅色粉刷、浅色涂层和浅色面砖等；窗户采用绝热薄膜；设置通风层，如通风屋顶、通风墙等；采用多排孔的混凝土或轻骨料混凝土空心砌块墙体。采用蓄水屋顶、有土或无土植被屋顶，以及墙面垂直绿化等。吸声蛮材料1.看材殖料吸前声的腰原理捷及技峡术指饼标声音锄起源扮于物痛体的讯振动壤，它欠迫使东邻近残的空乡丰气跟狗着振底动而坐成为痛声波橡，并住在空嚼气介隐质中筝向四省周传诵播。滋当扮声波片遇到阁材料桂表面辨时，浇一部贺分被悉反射另一葬部分求穿透索材料吓，其贪余的层部分渠则传俊递给务材料舰，在督材料饭的孔笛隙中低引起助空气助分子亩与孔哪壁的境摩擦挡和粘缝滞阻帆力，机其间侮相当说一部编分声鬼能转违化为首热能蠢而被壳吸收残掉。青这些叛被吸漏收的认能量脖（Ｅ妨）（棒包括胃部分系穿透饺材料幅的声摩能在妨内）切与传锐递给祸材料系的全状部声砍能（毁E0雁）之秋比，终是评胸定材写料吸代声性桌能好测坏的喇主要浓指标默，称主为吸炎声系沾数（靠α）农，用拍公式汤表示弯（P薪19雪1）吸声疑系数疫与声姐音的摄频率愁及声劳音的康入射逐方向煤有关产。因竞此吸转声系哨数用准声音功从各粒方向婶入射医的吸疤收平需均值泪表示瓶，并仍应指澡出是杜对哪而一频衰率的萄吸收百。通启常采反用常追用规汉定的耳六个急频率塞：1锦25臂、2啊50答、5性00猛、1毙00跳0、肤20悔00尘、4翼00萄0筹Hz佩。任挨何材俯料对捐声音绳都能沃吸收虾，只挣是吸射收程惯度有烈很大斤的不威同。圆通常死是将师对上呆述六虹个频扬率的仰平均勤吸声提系数狼大于匙0.脉2的娘材料匀，列行为吸监声材捏料。吸声绍材料负大多都为疏瓣松多侦孔的刚材料评，如男矿渣愉棉、辟毯子倒等，阔其吸叫声机黄理是违声波剩深入软材料敢的孔具隙，和且孔荣隙多葛为内销部互剧相贯秤通的司开口昌孔，洁受到宣空气套分子策摩擦苍和粘处滞阻隶力，涌以及立使细宿小纤双维作膊机械磁振动萝，从查而使唱声能示转变次为热惹能。扣这类昨多孔苍性吸圣声材析料的该吸声染系数场，一拾般从浮低频制到高溪频逐念渐增近大，晴故对绸高频悬和中串频的乎声音饰吸收凑效果案较好少。2.权影备响多批孔性鸦材料尝吸声眨性能条的因丘素（１撇）材朝料的新表观尼密度杨。对伟同一秧种多伯孔材绵料（哈例如超超细印玻璃灿纤维搂）而夸言，鬼当其倘表观盾密度绩增大区时（挂即空庭隙率插减小季时）掌，对普低频择的吸挂声效返果有粘所提牧高，烧而对竟高频军的吸结声效萝果则征有所衡降低火。（２完）材齿料的全厚度域。增魂加多宰孔材涛料的硬厚度躬，可秋提高巧对低富频的袄吸声奇效果担，而贡对高炕频则把没有括多大锈的影渡响。（３梦）材攻料的改孔隙粪特征可。孔威隙愈红多愈钢细小互，吸挡声效被果愈蓝好。长如果衫孔隙聋太大渴，则用效果冻就差损。如全果材资料中樱的孔耐隙大勺部分哗为单透独的经封闭虑的气抖泡（家如聚是氯乙锡烯泡男沫塑底料）爸，则刚因声眼波不候能进嚷入，灶从吸属声机系理上盯来讲浑，就百不属顺多孔顽性吸什声材袖料。划当多功孔材星料表总面涂迹刷油诵漆或兽材料惕吸湿究时，些则因柄材料犬的孔圆隙被希水分供或涂慰料所棍堵塞积，其竞吸声见效果屋亦将西大大映降低库。3.露建压筑上钳常用摩吸声灾材料服及安研装方驰法建筑笛工程忌中常鸭用吸注声材蚀料有浇：石悼膏砂堤浆（秘掺有立水泥警、玻森璃纤疏维）葵、石秘膏砂画浆（墙掺有怪水泥窗、石详棉纤圣维）台、水脊泥膨缘瑞胀珍受珠岩悬板、笼矿渣坦棉、询沥青晌矿渣兼棉毡大、玻堡璃棉饲、起换细玻生璃棉蓄、泡量沫玻唉璃、良泡沫持塑料菜、软肠木板舟、木宋丝板栏、穿门孔纤抬维板份、工湿业毛炉毡、漆地毯弟、帷和幕等要。除了渠采用犹多孔哀吸声阀材料杏吸声让外，制还可妻将材义料组布成不镜同的由吸声辱结构婚，达位到更练好的达吸声妥效果姜。常严用的叠吸声莫结构戴形式幻玉有薄韵板共坟振吸杆声结锻构和袍穿孔域板吸乌声结猎构。薄板嚷共振否吸声熟结构面系采抵用薄涛板钉演牢在为靠墙喷的木士龙骨镰上，辅薄板遥与板辩后的内空气浇层构喉成了粗薄板差共振注吸声跨结构涛。眉穿孔皂板吸椅声结离构是行用穿某孔的已胶合凉板、萝纤维壳板、嗓金属葵板或惯石膏际板等赛为结辅构主膝体，帽与板接后的镇墙面申之间垮的空培气层胶（空在气层余中有显时可俱填充辫多孔种材料鼻）构菌成吸鬼声结斩构。掠该结堂构吸捧声的捷频带贴较宽种，对气中频伟的吸纵声能揪力最循强。关于梳隔声脂材料仅的概召念必须锁指出劫：吸锈声性挺能好翅的材压料，础不能耐简单羊地就探把它斜们作闷为隔言声材商料来胸使用府。学人们百要隔那绝的东声音连按着核传播受的途调径可缘瑞分为移空气却声（德由于芹空气众的振穷动）瓶和固租体声据（由踪蝶于固估体的系撞击联或振必动）侮两种茶。对烘隔空纽奉气声刷，根亿据声享学中与的“掀质量昏定律化”，续墙或刊板传专声的垦大小挠，主护要取窝决于此其单夏位面愚积质群量，拿质量来越大尸，越府不易目振动谊，则哥隔声葡效果侄越好考，故脊对此五必须梦选用息密实唇、沉迎重的镇材料宽（如柳粘土崖砖、觉钢板换、钢污筋混油凝土杆）作躬为隔击声材员料。竟对隔宝固体达声最汤有效求的措套施是脾采用沸不连灵续的区结构貌处理盘，即衬在墙誉壁和卫承重磁梁之场间、毛房屋抬的框蜘架和缎隔墙趟及楼锤板之品间加而弹性自衬垫知，如凤毛毡火、软钻木、全橡皮柄等材贿料，卧或在仅楼板踩上加擦弹性茧地毯雅。例1阵：什颗么是庆绝热雁材料汗？工洋程上与对绝糊热材忠料有殊哪些堪要求萍？例2偿：材揪料绝伐热的霜基本叶原理恒是什喷么？例3唇：绝照热材浙料为庆什么谁总是冈轻质扫的？障使用茧时为俩什么乖一定羡要注仍意防性潮？例4岩：试权述材贪料的脏吸声料性能游及其督表示畜方法中？什马么是蚕吸声膜材料过？例5咸：简铸述吸霜声材雨料的违基本刊特征咬？例6敌：试马述多传孔材舍料、叔穿孔古材料甩及薄偏板共苏振结饺构的丧吸声孝原理伸。随财着材幸料的述表观罪密度仅和厚颗度的东增加债，材裤料吸胃声性仗能有自何变沟化？例7候：吸漠声材梅料和喉绝热童材料艺在构掌造特路征上寸有何汪异同奸？泡叠沫玻罪璃是命一种截强度煤较高愤的多湖孔结火构材津料，僵但不到能用轨作吸吵声材登料，头为什土么？例8声：试层述隔凑绝空溉气传载声和驱固体记撞击烧传声下的处沿理原熟则？例1巧：什漠么是芹绝热漠材料闪？工畅程上对对绝暴热材律料有常哪些抗要求虚？解：距绝热溪材料捷是指盯导热坡系数准（λ喉）值棒应不射大于控0.报23疮W／版(m箩·K穴)的哨隔热旷保温逮效果也好的狠建筑腔材料险。工程枪上首诊先要传求绝调热材静料有说较低捡的导田热系路数。墨其次菌，要职求绝哥热材因料应雅该是短轻质锈的，雨其表灯观密毛度不颂大于支60陡0k区g／仗m3碰。同继时要蹄满足端运输晒、施存工中则强度呜要求核（抗水压强汪度大箱于0爱.3虎MP饶a）吓。此鸡外，缺还要表求材渣料吸栋湿性拔要小碎，或鞠者易锐于防疮水，叔否则柴会明崭显降屈低保纺温性混。对材服料的颜导热门系数页应在描相对犬湿度肯为８件０％四～８梁５％源条件笔下材医料达计到平狱衡含行水状清态下孟进行脂测定偷。工双程上就还要牙求材满料施主工容堡易，哥造价馒低廉吐，具百有较挑好的鸡技术丝式经济界效益秆。例2塔：材耕料绝校热的道基本宋原理难是什释么？解：规热在立本质座上是模组成暖物质拿的分管子、悦原子觉和电课子等吩在物坐质内尾部的填移动样、转悉动和床振动咱所产畜生的绘能量允。在跳任何陕介质命中，乖当存膜在着犹温度观差时农，就自会产税生热承的传馒递现甘象，龟热能猛将由浩温度隐较高增的部势分传久递至化温度肚较低辟的部样分。慎不同亭的建圆筑材耐料具观有不耻同的赠保温晶隔热饮性能玻，主垮要体通现在私材料屋的导凳热系昌数上彩，导战热系欣数愈鼓小，腔保温柜性能杏愈好株。传热地的基哑本方库式有初热传印导、市热对水流和统热辐腿射三掀种。肚一般智来说药，三惨种传蔽热方老式总栋是共额存的矛，但菜因绝驾热性寻能良炒好的今材料蓬常是倾多孔妥的，射虽然公在材添料的肢孔隙惯内有滔着空率气，汗起着计辐射旧和对醒流作贤用，笔但与细热传尝导相亏比，挣热辐货射和抽对流沾所占裁的比品例很比小，蚁故在呀建筑辞热工麦计算胞时通膊常不左予考李虑。例3妈：绝嫩热材断料为悠什么呆总是寸轻质雨的？鹅使用稍时为在什么音一定沈要注美意防巨潮？解：诸由于辅材料诵中固废体物陈质的惕导热绩能力淹要比文空气渔的导削热能秩力大瓶得多行，因砖此，喉一般喷的轻山质材酷料，词其表在观密状度较段小，诵导热凭系数番也较哭小。膏所以武绝热享材料葵总是园轻质坟的。材料彻吸湿愁受潮种后，耕其导王热系咱数就垒增大阴，这缝是由词于当乏材料质的孔耐隙中睬有了驶水分遍（包而括水句蒸气生）后命，则队孔隙珍中蒸麻汽的升扩散随和水墨分子拉的热票传导垃将起痒主要详传热社作用虾，而态水的矩λ为盾0.银58毒Ｗ／大（ｍ蠢·Ｋ夏），胳比空施气的岸λ=榜0.缎02膀9Ｗ曲／（聚ｍ·赶Ｋ）津大2框0倍果左右亿。如肾果孔痛隙中朱的水药结成铸了冰劝，则伍冰的墓λ=愚2.冲33跳Ｗ惕／（满ｍ·吉Ｋ）贪，其僚结果再使材梳料的斥导热丘系数殖更加艰增大摘。故侄绝热考材料嫁在应友用时产必须椅注意窑防水收避潮溉。例4直：试歼述材斧料的沫吸声牛性能戏及其挑表示虑方法挂？什活么是径吸声服材料剪？解：汉吸声疲性能祸是指走材料吊能够挪吸收植由空盾气传冶递的妄声波腰能量巧的性仅质。接以哗吸声仗系数歼（α恐）表披示。刻吸声恒系数劣是这帅些被友吸收远的能相量（菌Ｅ）依（包册括部殿分穿拢透材鞠料的台声能夹在内溜）与己传递松给材贼料的告全部李声能绳（E究0）筒之比地，用罚公式琴表示辆为（扒P1粘91针）常用害规定浆的六氧个频米率：统12瘦5、西25煮0、统50搬0、中10嚷00幻玉、2娱00裙0、尸40虫00瓦H隐z的值平均冶吸声岩系数筹（α营）来艘表示颂。平均棚吸声治系数投大于印0.制2的布材料堪，列汉为吸恼声材危料。吸声盈系数算与声形音的半频率消及声绘音的杂入射汉方向怎有关墓。因胖此吸螺声系习数用煤声音仙从各席方向猜入射岛的吸句收平租均值作表示某，并挥应指渣出是书对哪此一频遣率的驴吸收杆。例5兴：简蔑述吸谣声材扫料的渡基本量特征肢？解：绸吸声贞材料肆的基德本特尤征是课：（１竞）多宗孔性赖。吸农声材程料孔绒隙率耀几乎掉达7烟0％趟～9喊0％委；（２卷）开执口孔悉隙率蹈大、裁透气折性好司；（３枕）体委积密鬼度适内宜，孟过大非会使法透气鹿性降邀低而绢使吸助声性站能降镇低；常采值取硬角质板闭上钻教孔，笼背后宏留空耍气夹影层或约填以王柔性沿吸声芒材料辫做成牲吸声妨结构荷的形统式，杜以提涛高吸碎声系异数。例6省：试浓述多晒孔材访料、蒙穿孔如材料愚及薄纷板共趋振结难构的应吸声严原理期。随思着材醉料的逢表观扛密度辽和厚疯度的俱增加演，材情料吸爬声性袄能有亿何变垄化？解：简多孔蓝材料杨、穿帜孔材丧料的兆吸声内原理泪在于午：声商波深赴入材套料的膀孔隙测，且颂孔隙午多为棒内部鬼互相丹贯通崖的开廊口孔倍，受任到空吴气分共子摩贡擦和丸粘滞蹲阻力虎，以隆及使寒细小科纤维寸作机斗械振她动，故从而咽使声更能转悬变为雅热能眠。薄养板共苹振结姨构系摄采用柴薄板最钉牢亮在靠扛墙的授木龙质骨上院，薄夺板与黑板后跌的空希气层袭构成翼了薄否板共地振吸乓声结化构，户大大床提高数了吸撑音效辱果。对同袜一种嘱多孔悔材料简，当忧其表跪观密融度增享大时叶（即优空隙欠率减拔小时秘），诉对低棉频的阀吸声书效果床有所冠提高告，而此对高谦频的章吸声吃效果扛则有池所降纪低。虏增加李多孔编材料雨的厚帅度，礼可提舅高对踢低频城的吸绳声效充果，伴而对枪高频递则没件有多请大的叮影响满。例7箩：吸踢声材妄料和酬绝热产材料烟在构顿造特你征上落有何航异同念？泡疾沫玻班璃是役一种筝强度腔较高陵的多暑孔结画构材搏料，惊但不锣能用茎作吸约声材欢料，机为什狭