吸声、绝热材料

13吸声、绝热材料

主要介绍绝热材料和吸声材料的作用原理、影响其作用的主要因素、常用的绝热材料和吸声材料。通过本章的学习，应了解绝热材料和吸声材料的作用原理，熟悉常用的绝热材料和吸声材料的种类及其应用。

本章提要本章内容13.1

绝热材料13.2

吸声材料13.3

常用吸声板材13.1绝热材料

传热是指热量从高温区(介质)向低温区(介质)的自发流动，是一种由于温差而引起的能量转移。传热的方式有三种：传导、对流和辐射。

“传导”是依靠物体内各部分直接接触的物质近质点（分子，原子，自由电子等）作热运动而引起的热能传递过程；13.1.1传热原理与绝热材料的作用原理

“对流”是指较热的液体或气体，因遇热膨胀而密度减小从而上升，冷的液体或气体就会补充过来，形成分子的循环流动，这样热量就从高温的地方通过分子的相对位移，转向低温的地方；

“热辐射”是依靠物体表面对外发射电磁波而传递热量的现象，高温物体辐射给低温物体的能量大于低温物体的能量，其结果为热从高温物体传递给低温物体。

在实际的传热过程中，往往同时存在着两种或三种传热方式。要实现绝热必须使建筑材料满足表观密度小、对流弱、热辐射低的要求。衡量材料导热能力的主要指标是热导率λ。λ的物理意义是在稳定传热条件下，当材料层厚度内的温差为1℃时，在1h内通过1m2表面积的热量。

（1）材料的化学成分及分子结构

（2）材料的表观密度和孔隙特征

（3）材料所处环境的温、湿度

（4）热流方向的影响13.1.2影响材料热导率大小的主要因素

在评价材料绝热性能时除了上述的热导率λ外，还有以下指标：（1）热阻R（m·K/W）热阻说明保温隔热材料抵抗热流通过的能力，即热流通过时所遇阻力。（2）导温系数α（m2/s）导温系数说明材料在不稳定的热作用下，内部温度变化的速度与材料的热导率成正比，与热容量成反比。（3）蓄热系数S（W/（m2·K））蓄热系数是衡量保温隔热材料储热能力的重要指标。蓄热系数大的材料蓄热性能好，热稳定性相应也较好。绝热材料按其化学组成可分为无机、有机、复合三大类型。

无机绝热材料是用无机矿物质原材料制成的材料，常呈纤维状、松散粒状或多孔状，可制成板、片、卷材或有套管型制品。

有机绝热材料是用有机原材料（各种树脂、软木、木丝、刨花等）制成。13.1.3常用的绝热材料(1)石棉及其制品石棉纤维具有极高的抗拉强度，并具有耐高温、耐腐蚀、绝热、绝缘等优良特性。(2)矿棉及其制品岩棉和矿渣棉统称为矿棉。矿棉用于建筑保温大体可包括墙体保温、屋面保温和地面保温等几个方面。13.1.3.1无机保温隔热材料(3)玻璃棉及及其制品品玻璃棉是是以石灰灰石、萤萤石等天天然矿物物、岩石石为主要要原料，，在玻璃璃窑炉中中熔化后后，经喷喷制而成成的。(4)膨胀珍珠珠岩及其其制品珍珠岩是是一种酸酸性火山山玻璃质质岩石，，内部含含有3%～6%的结合水水。(5)膨胀蛭石石及其制制品膨胀蛭石石是由天天然矿物物蛭石经经烘干、、破碎、、焙烧(800～1000℃)，在短时时间内体体积急剧剧膨胀（（6～20倍）而成成的一种种金黄色色或灰白白色的颗颗粒状材材料。。(6)泡沫玻璃璃泡沫玻璃璃是以天天然玻璃璃或人工工玻璃碎碎料和发发泡剂配配置成的的混合物物经高温温煅烧而而得到的的一种内内部多孔孔的块状状绝热材材料。(1)泡沫塑料料泡沫塑料料是高分子子化合物物或聚合合物的一一种，以以各种树树脂为基基料，加加入各种种辅助料料经加热热发泡制制得的轻轻质、保保温、隔隔热、吸吸声、防防震材料料。(2)碳化软木木板碳化软木木板是以一种种软木橡橡树的外外皮为原原料，经经适当破破碎后再再在模型型中成形形，在300℃℃左右热处处理而成成。13.1.3.2有机保温温隔热材材料(3)植物纤维维复合板板植物纤维维复合板板是以植物物纤维为为重要材材料加入入胶结料料和填料料而制成成。如木丝板是以以木材下脚料料制成的木丝丝加入硅酸钠钠溶液及普通通硅酸盐水泥泥混合，经成成形、冷压、、养护、干燥燥而制成。甘甘蔗板是以甘甘蔗渣为原料料，经过蒸制制、加压、干干燥等工序制制成的一种轻轻质、吸声、、保温材料。。目前在建筑工工程中普遍采采用多孔保温温材料和在维维护结构中设设置普通空气气层的方法来来解决保温隔隔热。但如围护结构构较薄，仅利利用上述方法法来解决保温温隔热问题就就较困难。反反射型保温绝绝热材料为解解决上述问题题提供了一条条新途径。如如铝箔波形纸纸保温高热板板13.1.3.3反射型保温隔隔热材料13.2吸声材料当声波入射到到建筑构件（（如墙、顶棚棚）时，声能能的一部分被被反射，一部部分被穿透，，还有一部分分由于构件的的振动或声音音在其内部传传播时介质的的摩擦或热传传导而被损耗耗，通常称为为材料的吸收。通常把材料吸吸收的能量与与全部声能的的比值称为材料的吸声系系数，用α表示。13.2.1吸声原理及吸吸声材料的作作用原理工程上通常认认为对125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz等6个频率的平均均吸声系数大大于0.2的材料称之为为吸声材料。（1）材料内部孔隙隙率及孔隙特特征（2）材料的厚度（3）材料背后的空空气层（4）温度和湿度的的影响13.2.2影响多孔性材材料吸声性能能的因素吸声材料和吸吸声结构的种种类很多，按按其材料结构构状况可分为为如表13.1中所列的几类类。13.2.3吸声材料的分分类表13.1吸声材料（结结构）类型结构类型多孔吸声材料纤维状颗粒状泡沫状共振吸声结构单个共振器穿孔板共振吸声结构薄板减振吸声结构薄膜共振吸声结构特殊吸声结构空间吸声体、吸声尖劈等能减弱或隔断断声波传递的的材料称为隔声材料。人们要隔绝绝的声音按其其传播途径可可分为空气声（由于空气的的振动）和固体声（由于固体撞撞击或振动））两种。对空气声的隔隔绝，主要是是依据声学的“质量量定律”，即材料的密密度越大，越越不易受声波波作用而产生生振动。对固体声隔绝绝的最有效措施是断绝其声波波继续传递的的途径，即在在产生和传递递固体声波的的结构层中加加入具有一定定弹性的衬垫垫材料13.2.4隔声材料（1）多孔吸声材材料多孔吸声材料料从表到里都都具有大量内内外连通的微微小间隙和连连续气泡，有有一定的通气气性。有呈松散状的的超细玻璃棉棉、矿棉、海海草、麻绒等等；有的已加加工成板状材材料，如玻璃璃棉毡、穿孔孔吸声装饰纤纤维板、软质质木纤维板、、木丝板；另另外还有微孔孔吸声砖、矿矿渣膨胀珍珠珠岩吸声砖、、泡沫玻璃等等。常见类型见表13.2所示。13.2.5常用吸声材料料表13.2多孔吸声材料料基本类型主要种类常用材料举例使用情况纤维材料有机纤维材料动物纤维：毛毡价格昂贵，使用较少植物纤维：麻绒、海草防火、防潮性能差，原料来源丰富无机纤维材料玻璃纤维：中粗棉、超细棉、玻璃棉毡吸声性能好，保温隔热，不自燃，防腐防潮，应用广泛矿渣棉：散棉、矿棉毡吸声性能好，松散材料易自重下沉，施工扎手纤维材料制品软质木纤维板、矿棉吸声板、岩棉吸声板、玻璃棉吸声板装配式施工，多用于室内吸声装饰工程主要种类常用材料举例使用情况颗粒材料砌块矿渣吸声砖、膨胀珍珠岩吸声砖、陶土吸声砖多用于砌筑截面较大的消声器板材膨胀珍珠岩吸声装饰板质轻、不燃、保温、隔热、强度偏低泡沫材料泡沫塑料聚氨酯及脲醛泡沫塑料吸声性能不稳定，吸声系数使用前需实测其他泡沫玻璃强度高、防水、不燃、耐腐蚀、价格昂贵，使用较少加气混凝土微孔不贯通，使用较少吸声剂多用于不易施工的墙面等处（2）薄膜、薄板板共振吸声材材料结构薄膜、薄板共共振吸声材料料结构是将皮皮革、人造革革、塑料薄膜膜等材料固定定在框架上，，背后留有一一定的空气层层，构成薄膜膜共振吸声结结构。这些材材料具有不透透气、柔软、、受张拉时有有弹性等特点点。（3）共振吸声结结构共振吸声结构构中间封闭有有一定体积的的空腔，并通通过有一定深深度的小孔与与声场相联系系。（4）穿孔板组合合共振吸声结结构这种结构是在在各种穿孔板板、狭缝板背背后设置空气气层形成吸声声结构，属于于空腔共振吸吸声类结构。。穿孔板具有有适合于中频频的吸声特性性。（5）空间吸声体体空间吸声体与与一般吸声结结构的区别在在于它不是与与顶棚、墙体体等壁面组成成吸声结构，，而是一种悬悬挂于室内的的吸声结构，，它自成体系系。13.3常用吸声板材材矿棉装饰吸声声板，是以矿渣棉棉为主要原料料，加入适量量粘合剂，经经加压、烘干干、饰面等工工艺加工而成成，具有轻质质、吸声、防防火、保温、、隔热、装饰饰效果好等优优异性能，适用于宾馆、会议大大厅、写字楼楼、机场候机机大厅、影剧剧院等公共建建筑吊顶装饰饰。13.3.1矿棉装装饰吸吸声板板矿棉装装饰吸吸声板板通常常有滚花、、浮雕雕、纹纹体、、印刷刷、自自然型型、米米格型型等多个个品种种；规格有正方形形和长长方形形，尺寸有500mm×500mm、600mm×600mm、300mm×600mm、600mm×1200mm、300mm×300mm等，厚度8~30mm不等。。13.3.1.1矿棉装装饰吸吸声板板的品品种与与规格格（1）安装装方法法①复合合插贴贴安装装法②明龙龙骨安安装法法③暗龙龙骨安安装法法④明、、暗龙龙骨安安装法法⑤复合合平贴贴安装装法13.3.1.2应用技技术要要点（2）施工工要求求①施工工现场场相对对湿度度过高高不宜宜施工工。②矿棉棉吸声声板不不宜安安装在在湿度度较大大的环环境，，如浴浴室、、厨房房等处处。③施工工中要要注意意吸声声板背背面的的箭头头方向向和白白线方方向必必须保保持一一致。。④对于于具有有特殊殊强度度要求求的部部位，，应按按设计计要求求施工工。⑤根据据房间间大小小及灯灯具布布局，，以施施工面面积中中心计计算吸吸声的的用量量，以以保证证两侧侧间距距相等等。⑥安装装吸声声板时时，须须戴清清洁手手套，，以防防弄脏脏板面面。⑦复合合粘合合时，，在施施工72h内，粘粘结胶胶尚未未固化化前，，不能能有强强烈震震动。。（3）运输输和保保管注注意事事项①搬运运时轻轻装轻轻卸，，防止止一角角落地地。②码箱箱高度度不宜宜超过过6层，防防止跌跌落。。③运输输过程程中，，吸声声板要要加盖盖雨布布。④吸声声板箱箱码放放要起起脊，，防止止下雨雨积水水。⑤运输输绑绳绳与吸吸声板板箱接接触部部位要要有保保护措措施，，以防防吸声声板箱箱破损损。⑥存放放保管管中，，注意意存放放在干干燥、、清洁洁的地地方，，有防防雨水水措施施。⑦吸声声板包包装箱箱不能能直接接放在在地面面上，，要有有垫板板或垫垫木，，离墙墙距离离大于于40cm为宜。。玻璃棉棉装饰饰吸声声板是以玻玻璃棉棉为主主要原原料，，加入入适量量胶粘粘剂、、防潮潮剂、、防腐腐剂等等，经经加压压、烘烘干、、表面面加工工等工工序而而制成成的吊吊顶装装饰板板材。。产品具具有轻轻质、、吸声声、防防火、、隔热热、保保温、、装饰饰美观观、施施工方方便等等特点点，适适用于于宾馆馆、大大厅、、影剧剧院、、音乐乐厅、、体育育馆、、会场场、船船舶及及住宅宅的室室内吊吊顶。。13.3.2玻璃璃棉棉装装饰饰吸吸声声板板珍珠珠岩岩装装饰饰吸吸声声板板又名名珍珠珠岩岩吸吸声声板板，系系以以膨膨胀胀珍珍珠珠岩岩粉粉及及石石膏膏、、水水玻玻璃璃配配以以其其他他辅辅料料，，经经拌拌和和加加工工，，加加入入配配筋筋材材料料压压制制成成型型，，并并经经热热处处理理固固化化而而成成。。产品品具具有有轻轻质质、、美美观观、、吸吸声声、、隔隔热热、、保保温温等等特特点点，，可可用用于于室室内内顶顶棚棚、、墙墙面面装装饰饰。。13.3.3珍珠珠岩岩装装饰饰吸吸声声板板（1）普普通通膨膨胀胀珍珍珠珠岩岩装装饰饰吸吸声声板板（以以下下简简称称普普通通板板））用于于一一般般环环境境的的吸吸声声板板，，代代号号为为PB。（2）防防潮潮珍珍珠珠岩岩装装饰饰吸吸声声板板（（以下下简简称称防防潮潮板板））经过过特特殊殊防防水水材材料料处处理理，，可可用用于于高高湿湿度度环环境境的的吸吸声声板板，，代代号号为为FB。13.3.3.1产品分类、、规格（3）产品规格格产品规格为为400mm×400mm、500mm×500mm和600mm×600mm，厚度15mm、17mm和20mm。其他规格格可由供需需双方商定定。（4）产品标记记标记顺序为为：产品名名称、代号号、边长、、厚度及标标准号。（1）外观质量板板材的外观质量应符合表13.3的规定。（2）尺寸允许偏偏差板材的的尺寸允许偏偏差应符合表13.4的规定。13.3.3.2产品技术性性能表13.3外观质量要要求项目质量要求优等品、一等品合格品缺棱、掉角、裂缝、脱落、剥离等现象不允许不影响使用正面的图案破损、夹杂物图案清晰、无夹杂物混入色差ΔE≤3表13.4尺寸允许偏偏差项目优等品一等品合格品边长0-0.30-1.00-1.0厚度±0.5±1.0±1.0直角偏离度(不大于)不平度(不大于)0.100.800.401.00.602.50(1)安装方法①直接粘贴贴法②木筋固定定法③轻钢龙骨骨固定法(2)包装及运输输先用塑料布布将每块板板包装起来来，再用纸纸箱或木箱箱将整批板板包装捆好好（钉好））。13.3.3.3珍珠岩装饰饰吸声板的的安装、搬搬动及贮存存珍珠岩装饰饰板属脆性性材料，搬搬运时需轻轻拿轻放，，不得碰撞撞受压，并并须将两块块板面对面面合在一起起搬运。运运输车辆应应有防雨防防潮措施。。(3)贮存珍珠岩装饰