第十二章绝热材料和吸声隔声材料

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1、第十二章绝热材料和吸声隔声材料12.1绝热材料12.1.1绝热材料的绝热机理在每一实际的伟热过程屮，往往都同时存在着两种或三种传热方式。例如，通过实体结构本身的传热过程，主要是靠导热，但一般建筑材料内部或多或少地有些孔隙，在孔隙内除存在气体的导热外，同时还有对流和热辐射存在。绝大多数建筑材料的导热系数介于0.029-3.49W/m.k(0.025-3.0kcal/m.h.°C)Z间，入值越小说明该材料越不易导热，建筑中，一般把值小于0.23W/m.K的材料叫做绝热材料。绝热材料有多孔型、纤维型及反射型三种类型，其绝热机理不同。(1)多孔型在常温固下对流和辐射传热在总的传热在所占比

2、例很小，故以气孔中气体的导热为主。但由于空气的导热系数仅为0.025kcal/m.h.°C(即0.029W/m.K),大大小于固体的导热系数，故热量通过气孔传递的阻力较大，从而传热速度大大减缓。(2)纤维型纤维型绝热材料的绝热机理基本上和通过多孔材料的情况相似。传热方向和纤维方向垂直时的约热性能比传热方向和纤维主向平行时耍好一止匕■o(3)反射型当外来的热辐射能量10投射到物体上时，通常会将其中一部分能量IB反射掉，另一部分IA被吸收（一般建筑材料都不能穿透热射线，故透射部分忽略不计）。凡是反射能力强的材料，吸收热辐射的能力就小，反之，如果吸收能力强，则其反射率就小。12.1.

3、2绝热材料的性能1）导热系数（1）材料的物质构成：材料的导热系数受自身物质的化学组成和分子结构的影响。化学组成和分子结构比较简单的物质比结构复杂的物质有较大的导热系数。（2）孔隙率：由于固体物质的导热系数比空气的导热系数大得多，故材料的孔隙率越大，一般来说，材料的导热系数越小。材料的导热系数不仅与孔隙率有关，而且还与孔隙的大小、分布、形状及连通状况有关。（3）温度：材料的导热系数随温度的升高而增大，因为温度升高，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。（4）湿度：材料受潮吸水后，会使其导热系数增人。这是因为水的导热系数比空气的导热系数要大约

4、20倍所致。若水结冰，则由于冰的导热系数约为空气的导热系数的80倍左右，从而使材料的导热系数增加更多。（5）热流方向：对于纤维状材料，热流方向纤维排列方向垂直时材料表现出导热系数要小于平行时的导热系数。这是因前者可对流等作用能起有效的阻止作用所致。2）温度稳定性材料在受热作用下保持其原有性能不变的能力，称为绝热材料的温度稳定性。通常用其不致丧失绝热能的极限温度来表示。3）吸湿性绝热材料从潮湿环境中吸收水分的能力称为吸湿性。一般其吸湿性越大，对绝热效果越不利。4）强度由于绝热材料含有大量孔隙，故其强度一般均不大，因此不宜将绝热材料用于承受外界荷载部位。对于某些纤维材料有时常用材料达

5、到某一变形时的承载能力作为其强度代表值。选用绝热材料时，导热系数不宜大于0.23W/m.K,表观密度不宜大于600kg/m3,块状材料的抗压强度不低于0.3MPa,绝热材料的温度稳定性应高于实际使用。另外，由于大多数绝热材料都具冇一定的吸水、吸湿能力，故在实际使用时，需在其表层加防水层或隔汽层。12.2吸声隔声材料12.2.1吸声材料概说声音起源于物体的振动。声源的振动迫使邻近的空气跟着振动而形成声波，并在空气介质中向四周传播。声音在传播过程中，一部分由于声能随着距离的增大而扩散，另一部分则因空气分子的吸收而减弱。当声波遇到材料表面时，被吸收声能（E）与入射声能（E0）之比，称为

6、吸声系数a即：材料的收声系数与声波的方向、声波的频率及材料中的气孔有关。为了全面反映材料的吸声特性，通常取125、250、500、1000,2000,4000Hz等六个频率的平均吸声系数表示材料的吸声性能。凡六个频率的平均吸声系数大于0.2的材料，可称为吸声材料。材料的吸声系数越高，吸声效果越好。为达到较好的吸声效果，材料的气孔应是开放的，口应相互连通，气孔越多，吸声性能越好。大多数吸声材料强度较低，因此应设置在护壁台以上，以免撞坏。吸声材料易于吸湿，安装时应考虑到胀缩的影响。此外还应考虑防火、防腐、防蛀等问题。12.2.2吸声材料的类型及其结构形式1）多孔性吸声材料多孔性吸声材

7、料是比较常用的一种吸声材料，它具有良好的中高频吸声性能。影响材料吸声性能主要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。多孔性吸声材料与绝热材料都是多孔性材料，但在材料孔隙特征要求上有着很大差别。绝热材料要求具有封闭的互不连能的气孔，这种气孔愈多则保温绝热效果愈好，吸声材料，则要求具有开放和互相连通的气孔，这种气孔愈多，则其吸声性能愈好。2）薄板振动吸声结构薄板振动的吸声结构的特点是具有低频吸声特性，同时还有助声波的扩散。建筑中常用产品有胶全合板、薄木板、