绝热、吸声材料.ppt

1、第十四章绝热、吸声材料,第一节绝热材料 第二节吸声材料,第一节绝热材料,建筑上将主要起到保温、隔热作用，且导热系数不大于0. 175 W/ (mK)的材料统称为绝热材料。绝热材料主要用于屋面、墙体、地面、管道等的隔热与保温，以减少建筑物的采暖和空调能耗，并保证室内的温度适宜于人们工作、学习和生活。 一、材料的导热性 材料的导热性是指材料本身传导热量的一种能力，用导热系数几表示，导热系数几值愈小，材料的保温隔热性能就愈好。导热系数是评定材料隔热性能的重要指标。,下一页,返回,第一节绝热材料,二、影响材料导热性的主要因素 1.材料的性质 不同的材料导热系数是不同的，导热系数值以金属最大，非金属次之

2、，液体较小，气体最小。对于同一种材料，内部结构不同，导热系数也不同，一般结晶结构最大，微晶体结构次之，玻璃体结构最小。 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，即导热系数随孔隙率的增大而减小。对于松散纤维状材料，当表观密度低于某一极限时，导热系数反而会增大，这是由于孔隙增大而且互相连通的孔隙大大增多，而使对流作用加强的结果。,上一页,下一页,返回,第一节绝热材料,3.温度与湿度 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，但这种影响在温度050 oC时并不明显，只有对处于高温或负温下的材

3、料，才考虑温度的影响。 材料吸湿受潮后，其导热系数增大，在多孔材料中最为明显。这是由于受潮后材料的孔隙中有了水分，而水的导热系数 =0. 58 W/ (mK)比空气的导热系数 =0. 029 W/ (m.K) 大20倍左右。如孔隙中的水结成冰，冰的 =2. 33 W/ (m.K)，则导热率会更大。故绝热材料在应用时必须注意防水避潮。,上一页,下一页,返回,第一节绝热材料,4.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，当热流垂直于纤维方向时，受到的阻力最大。 上述各项因素中以表观密度和湿度的影响最大，因此在测定材料的导热系数时，必须测定材料的表观

4、密度。至于湿度，多数绝热材料可取空气相对湿度为80%85%时材料的平衡湿度作为参考值，尽可能在这种湿度条件下来测定材料的导热系数。,上一页,下一页,返回,第一节绝热材料,在建筑上采用绝热保温材料，能提高建筑物的使用效能，减少基本建筑材料的用量，减轻围护结构的质量，提高建筑施工的工业化程度，大幅度节能降耗，对促进建筑业的发展，缓解能源紧张以及提高人民的居住水平具有重要意义。 三、建筑上常用的绝热保温材料 常用绝热保温材料的主要品种、组成、特性和应用见表14-1。,上一页,返回,第二节吸声材料,建筑声学材料通常分为吸声材料和隔声材料。 一、吸声材料 (一)材料的吸声性能 1.材料吸声的概念 物体因

5、振动而发声，通过介质的共振产生声波而传播。声在传播中一部分逐渐扩散，一部分因空气分子的吸收而削弱，这种减弱现象在室外很明显。但在室内因空气分子的吸收而削弱的现象不起主要作用，主要是被材料所吸收。,下一页,返回,第二节吸声材料,当声波遇到材料表面时，一部分被反射，另一部分会穿透材料，其余部分则传递给材料。传递给材料的声波，进人材料孔隙中，引起其中空气分子与孔壁的摩擦和黏滞阻力，相当一部分声能转化为热能被吸收。 2.材料的吸声系数 评定材料吸声性能的指标，通常采用吸声系数。它是指被材料吸收的声能量(E)与传递给材料表面的全部声能(E0)之比，是评定材料吸声性能好坏的主要指标。,上一页,下一页,返回

6、,第二节吸声材料,吸声系数与声音的频率及声音的入射方向有关。因此吸声系数用声音从各方向入射的吸收平均值表示，并应指出是对哪一频率的吸收。通常采用六个频率:125 Hz, 250 Hz,500 Hz, 1 000 Hz, 2 000 Hz, 4 000 Hz。通常将对上述六个频率的平均吸声系数。大于0. 2的材料称为吸声材料。 吸声材料大多为疏松多孔的材料，如矿渣棉、玻璃棉等，这类多孔性吸声材料的吸声系数，一般从低频到高频逐渐增大，故对高频和中频的声音吸收效果较好。 为了改善声波在室内传播的质量，保持良好的音响效果和减少噪声的危害，在建筑中对不同的建筑结构应选用适当的吸声材料。,上一页,下一页,

7、返回,第二节吸声材料,(二)影响材料吸声性能的因素 任何材料都有一定的吸声能力，只是吸声能力的大小不同而已。材料的吸声性与材料的表观密度、孔隙特征、设置位置及厚度均有关。 一般来讲，坚硬、光滑、结构紧密和重的材料吸声能力差，而具有互相贯穿内外微孔的多孔材料吸声性能好，如矿渣棉、植物纤维、泡沫塑料、木丝板等。由于吸声机理是声波深人材料的孔隙，且孔隙多为内部互相连通的开口微孔，受到空气分子摩擦和阻力，细小的纤维作机械振动使声能变为热能。因此吸声材料(结构)都具有粗糙及多孔的特性。吸声材料可分为纤维状、颗粒状和多孔状等儿类。,上一页,下一页,返回,第二节吸声材料,为了改善声波在室内传播的质量，保证良

8、好的音响效果和减少噪声的危害，在音乐厅、电影院、大会堂、播音室及工厂噪声大的车间等内部的墙面、地面、顶棚等部位，应选用适当的吸声材料。 除了采用多孔吸声材料吸声外，还可将材料组成不同的吸声结构，以达到更好的吸声效果。常用的吸声结构形式有薄板共振吸声结构和穿孔板吸声结构。,上一页,下一页,返回,第二节吸声材料,薄板共振吸声结构是采用薄板钉牢在靠墙的木龙骨上，薄板与板后的空气层构成了板共振吸声结构。穿孔板吸声结构是用穿孔的胶合板、纤维板、金属板或石膏等为结构主体，与板后的墙面之间的空气层构成吸声结构。该结构吸声的频带较宽，对中频的吸声能力最强。 (三)建筑上常用的吸声材料 常用吸声材料及其主要性质

9、与应用见表14-2。表中主要为多孔吸声材料，同时也给出厂穿石板吸声结构常用的两种穿石吸声板。,上一页,下一页,返回,第二节吸声材料,二、隔声材料 建筑上将主要起到隔绝声音作用的材料称为隔声材料。隔声材料主要用于外墙、门窗、隔墙、隔断、地面等。 隔声可分为隔绝空气声(通过空气传播的声音)和隔绝固体声(通过撞击或振动传播的声音)。二者的隔声原理截然不同。 对于隔绝空气声，主要服从质量定律，即材料的体积密度越大，隔声性能越好，因此应选用密实的材料作为隔声材料，如砖、混凝土、钢板等。如采用轻质材料时，需辅以多孔吸声材料或采用夹层结构。,上一页,下一页,返回,第二节吸声材料,对于隔绝固体声，主要采用具有一定柔性、弹性或弹塑性的材料，利用它们能够产生一定的