建筑材料-第14章 绝热和吸声材料

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料第十四章

绝热和吸声材料吸声材料的功能吸声材料能够保持室内良好的音响效果，有效减少噪声对人体的危害及对居住环境的负面影响。绝热材料对改善居住环境有重要作用，同时也显著影响建筑能源消耗。绝热与吸声材料的应用反射型反射型绝热材料通过反射部分辐射能量和吸收部分能量实现绝热，反射能力强则吸收能力弱，反之亦然，其绝热机理在于此平衡。多孔型多孔型绝热材料主要是靠热导率小的气体充满空隙绝热，常温固态下对流和辐射传热在总的传热中所占比例很小，以孔隙中气体导热为主。纤维型纤维型绝热材料的绝热机理与多孔材料相似，传热方向和纤维主向垂直时的灼热性能比传热方向和纤维主向平行时要好一些。绝热材料的类型绝热性能的影响因素材料的性质导热系数值固体金属最大，非金属及液体较小，气体最小；同种材料结晶结构导热系数大，微晶体结构次之，玻璃体结构最小。表观密度与孔隙特征湿度表观密度小、孔隙率高、孔隙尺寸大且连通性好的材料导热系数大，纤维状材料存在最佳表观密度以最小化导热系数。材料吸湿受潮后，孔隙中的水分和蒸汽成为主要传热介质，增大导热系数，尤其多孔材料显著；水结成冰后，导热系数更大。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。温度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，热流受到的阻力小，而热流垂直于纤维方向时，受到的阻力就大。热流方向绝热性能的影响因素无机纤维状绝热材料岩棉、矿渣棉；玻璃棉及制品；石棉；泡沫石棉；陶瓷纤维都是以不同原料和工艺制成，具有保温、隔热、绝冷、吸声等性能，是建筑保温常用材料。建筑工程中常用的绝热材料无机多孔类绝热材料微孔硅酸钙、泡沫玻璃及硅藻土都是高效保温材料，具有密度低、强度高、导热系数小且耐水、防火等特性，广泛用作工业保温及建筑防火隔热材料。无机散粒状绝热材料膨胀珍珠岩及膨胀蛭石均源自天然矿物，经加热膨胀处理，具有轻质、高强度、低导热性及优良的化学稳定性，是建筑保温隔热的优选材料。其它绝热材料泡沫塑料具有轻质、高隔热性、防潮防腐、加工方便等特点，挤塑聚苯乙烯泡沫板是其中性能优异的品种；轻质保温墙体及屋面材料包括多种板材和砌块。加气混凝土铝箔波形纸保温隔热板建筑工程中常用的绝热材料产品在建筑领域中广泛应用，包括砌块、墙板和屋面板等，主要应用于有保温要求的墙体砌筑及填充，同时也适用于屋面保温、管道保温等其他保温领域。可以放在墙体的空气层间，可以提高墙体的保温、隔热性能，也可以固定在钢筋混凝土屋面板下或屋架下部，形成保温隔热顶棚。建筑工程中常用的绝热材料软木板用栓皮、栎树皮等原料经破碎、加压成型并干燥制成，具有表观密度小、导热性低、抗渗防腐性能优，常用于冷藏库隔热，并需热沥青错缝粘贴。蜂窝板由两块面板与蜂窝状芯材复合而成，芯材为六角形空腹结构，面板与芯材牢固黏合，具有高强度、低导热性和优异的抗震性能，适用于多种结构需求。窗用绝热薄膜窗用绝热薄膜是聚酯薄膜经处理后蒸镀金属粒子沉积层，反射率高达80%，能遮蔽阳光、减少冬季热量损失，同时提升建筑美感，常用于建筑物窗玻璃的绝热。吸声原理声音起源于物体的振动，声源的振动迫使邻近的空气随着振动形成声波，声波以空气为介质向四周传播，当声波入射到建筑构件时，声能的一部分被反射，一部分被穿透，还有一部分由于构件的振动或声音在其内部传播时介质的摩擦或热传导而被损耗。声波传播与吸收材料吸收的声能E与原先传递给材料的全部声能E。之比称为吸声系数()，是评定材料吸声性能的主要指标，计算公式为E/E0，吸声系数用声音从各个方向入射的平均值表示，并指出是对哪一频率的吸收。吸声系数材料的吸声性能除了与材料本身性质、厚度及材料的表面特征有关外，还与声音的频率及声音的入射方向有关，通常把6个频率的平均吸声系数大于0.2的材料，称为吸声材料。吸声性能的影响因素010203吸声材料的种类多孔吸声材料多孔吸声材料主要是纤维质和开孔型结构材料，如矿棉、玻璃棉、泡沫塑料、毛毡等，它具有良好的中高频吸声性能，影响材料吸声性能的因素有材料表观密度和构造、材料厚度、材料背后空气层、材料表面特征等。薄板共振类吸声结构薄板振动的吸声结构是将柔软薄膜材料固定在框架上，背后留有空层，构成薄膜共振吸声结构，这种结构具有低频吸声特性和声波扩散功能，常用材料包括胶合板、石膏板等，固定在墙或顶棚龙骨上。共振吸声结构共振吸声结构具有封闭的空腔和一定深度的开孔，当瓶内空气受到外力激荡，会按一定的频率振动，为了获得较宽频带的吸声性能，常采用组合共振吸声结构或穿孔板组合共振吸声结构。吸声材料的种类穿孔板组合共振吸声结构穿孔板组合共振吸声结构是在穿孔板、狭缝板背后设置空气层形成吸声结构，属于空腔共振吸声类结构，具有适合中频的吸声特性，这种吸声结构在建筑中使用得比较普遍。柔性吸声材料柔性吸声材料是具有密闭气孔和一定弹性的材料，因其内部有密闭气孔，声波引起的空气振动不能直接传递到材料内部，只能产生相应的振动，在振动过程中克服材料内部的摩擦从而消耗声能，引起声波衰减。悬挂空间吸声体空间吸声体与一般吸声结构的区别在于它不是与顶棚等壁面组成吸声结构，而是一种悬挂于室内的吸声结构，由于声波与吸声材料的两个或两个以上的表面接触，增加了有效的吸声面积，产生边缘效应。帘幕吸声体帘幕吸声体是用具有通气性能的纺织品，安装在离墙面或窗洞一定距离处，背后设置空气层，这种吸声体对中、高频声音都有一定的吸声效果，帘幕的吸声效果与材料种类有关。吸声材料的种类建筑上常用的吸声材料常用吸声材料：石膏砂浆(掺有水泥、石棉纤维)、水泥膨胀珍珠岩板矿渣棉、沥青矿渣棉毡、玻璃棉、超细玻璃棉、泡沫玻璃、泡沫塑料、软木板、木丝板、穿孔纤维板、工业毛毡、地毯、帷幕等。吸声材料的性能：不同类型和厚度的吸声材料具有不同的表观密度和各频率下的吸声指数，装置情况也会影响其吸声性能，因此在选择和安装吸声材料时需根据实际需求进行合理搭配和设计。吸声材料定义：吸声材料具有能够吸收入射到它上面的声能的材料，在规定频率下平均吸声系数＞0.2的材料。吸声材料用途：为了改善声波在室内传播的质量，保持良好的音响效果，减少噪声的危害，应选用适当的吸声材料。合理安装吸声材料选用合适吸声材料保护吸声材料注意安装细节为了充分发挥吸声材料的效果，应将其安装在最容易接触声波和反射次数最多的表面上，而不是仅集中在天花板或某一面的墙壁上。选用的吸声材料应不易虫蛀、腐朽，且不易燃烧，同时尽可能选用吸声系数较高的材料，以便节约材料用量，降低成本。吸声材料的强度一般较低，应设置在护壁线以上，以免碰撞破损，同时应考虑其吸湿性，避免湿胀干缩对材料造成的影响。安装吸声材料时应注意保护其表面细孔不被堵塞，避免降低吸声效果，虽然与绝热材料相同，都属多孔性材料，但在孔隙特征上有不同要求。吸声材料选用注意事项常用绝热材料常用绝热材料品种多样，包括矿棉矿棉毡、玻璃棉、陶瓷纤维、微孔硅酸钙、泡沫玻璃、膨胀蛭石等。绝热材料定义能阻滞热流传递，控制室内热量外流并防止热量进入室内的材料，是保温材料和隔热材料的总称。绝热材料性能影响绝热材料性能的主要因素包括导热系数、温度稳定性、吸湿性和强度等，其中导热系数是关键因素。复习思考习题隔热保温受潮隔热保温材料受潮后，其隔热保温性能明显下降的原因，是因水分进入材料内部，影响热传导和辐射。吸声材料定义吸声材料是能够吸收入射到其表面的声能，在规定频率下平均吸声系数大于0.2的材料。绝热材料要求工程上要求绝热材料具有较小的导热系数、适当的表观密度和孔隙特征、良好的吸湿性和温度稳定