单元12：绝热材料和吸声、隔声材料

知识目标：通过本单元的学习，对环保节能材料有一定的认识；理解环保节能建材的开发和应用的重要意义；熟悉几种常用的环保节能材料并了解建筑节能的检测知识。2/5/20231建筑材料与检测技能目标：通过对本单元的学习，能够了解建筑工程中环保节能材料应用的重要意义，并能理解相关节能材料的节能原理，具备不同的建筑部位选用合适的环保节能材料的能力。2/5/20232建筑材料与检测12.1绝热材料将用于控制室内热量外流的材料称为保温材料；把阻止室外热量进入室内的材料称为隔热材料，保温、隔热材料统称为绝热材料。据统计，具有良好的绝热功能的建筑，其能源可节省25%～50%。2/5/20233建筑材料与检测12.1绝热材料12.1.1绝热材料的基本要求建筑工程上使用绝热材料一般要求其导热系数不大于0.175w/(m·K),表观密度小于600kg/m3,抗压强度不小于0.3Mpa。

2/5/20234建筑材料与检测12.1绝热材料12.1.2影响材料绝热性能的主要因素衡量绝热材料性能优劣的主要指标是导热系数。导热系数的物理意义是指单位厚度（1m）的材料，当其相对两侧表面的温度差为1K时，经单位面积（1m2）单位时间（1s）所通过的热量。2/5/20235建筑材料与检测12.1绝热材料12.1.2影响材料绝热性能的主要因素1.材料的物质组成材料的导热系数受自身组成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的导热系数要大于结构复杂的物质。2/5/20236建筑材料与检测12.1绝热材料12.1.2影响材料绝热性能的主要因素2.孔隙率材料的孔隙率越大，导热系数越小。材料的导热系数不仅与孔隙率有关，还与孔隙的大小、形状及连通情况有关。2/5/20237建筑材料与检测12.1绝热材料12.1.2影响材料绝热性能的主要因素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，材料中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。2/5/20238建筑材料与检测12.1绝热材料12.1.2影响材料绝热性能的主要因素4.湿度材料受潮吸水后，导热系数会大大提高。水的导热系数比空气的导热系数大约20倍。若水结冰，导热系数将更大，冰的导热系数约为空气导热系数的80倍。2/5/20239建筑材料与检测12.1绝热材料12.1.2影响材料绝热性能的主要因素5.热流方向对于纤维状材料，热流方向与纤维排列方向垂直时的导热系数要小于平行时的导热系数。前者对空气的对流等起到阻碍作用。2/5/202310建筑材料与检测12.1绝热材料12.1.3常用的绝热材料按其成分可以分为有机和无机两大类。无机绝热材料是用矿物质原料做成的呈松散状、纤维状或多孔状的材料（如浮石、火山渣、硅藻土、石棉、膨胀珍珠岩、陶粒、玻璃棉、加气混凝土等）；有机绝热材料是用有机原料制成（如软木、木丝、刨花、泡沫塑料、泡沫橡胶等）。2/5/202311建筑材料与检测12.1绝热材料12.1.3常用的绝热材料1.无机纤维状绝热材料无机纤维状绝热材料以矿物棉及玻璃棉为主，制成板或筒状制品。由于不燃、吸声、耐久、价格便宜、施工简便而广泛用于住宅建筑和热工设备的表面。2/5/202312建筑材料与检测12.1绝热材料12.1.3常用的绝热材料1.无机纤维状绝热材料⑴玻璃棉及制品玻璃棉是以石灰石、萤石等天然矿物、岩石为主要原料，在玻璃熔炉中熔化后制成的一种纤维状材料。具有轻质、导热系数低、吸声性能好、过滤效率高、不燃烧、耐腐蚀等性能。2/5/202313建筑材料与检测12.1绝热材料12.1.3常用的绝热材料1.无机纤维状绝热材料⑵矿物棉及制品矿物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、铜矿渣和其他矿渣等，另加一些调整原料（含氧化钙、氧化硅的原料）。岩石棉的主要原料是天然岩石，经熔融后吹制而成的纤维状产品。2/5/202314建筑材料与检测12.1绝热材料12.1.3常用的绝热材料1.无机纤维状绝热材料⑵矿物棉及制品具有轻质、不燃、绝热和电绝缘等性能，且原料来源丰富，成本较低，可制成矿棉板、矿棉防水毡及管套等。2/5/202315建筑材料与检测12.1绝热材料12.1.3常用的绝热材料2.无机散粒状绝热材料⑴膨胀蛭石及其制品蛭石是一种天然矿物，在850℃～1000℃的温度下煅烧时，在短时间内体积急剧膨胀而成的一种金黄色或灰白色的颗粒状材料，单个颗粒的体积能膨胀约20倍。2/5/202316建筑材料与检测12.1绝热材料12.1.3常用的绝热材料2.无机散粒状绝热材料⑴膨胀蛭石及其制品膨胀蛭石的特点：表观密度小，导热系数小，可在1000℃～1100℃温度下使用，防火、防腐、化学稳定性好、无毒、无味等，但吸水性较大。2/5/202317建筑材料与检测12.1绝热材料12.1.3常用的绝热材料2.无机散粒状绝热材料⑵膨胀珍珠岩及其制品膨胀珍珠岩是由天然珍珠岩煅烧而成的，呈蜂窝泡沫状的白色或灰白色颗粒，是一种高效能的绝热材料。2/5/202318建筑材料与检测12.1绝热材料12.1.3常用的绝热材料2.无机散粒状绝热材料⑵膨胀珍珠岩及其制品膨胀珍珠岩的特点：表观密度小，导热系数小，使用温度范围广（最高使用温度可达800℃，最低使用温度为-20℃）、化学稳定性好、无毒、无味、吸湿性小、施工方便等。2/5/202319建筑材料与检测12.1绝热材料12.1.3常用的绝热材料2.无机散粒状绝热材料⑵膨胀珍珠岩及其制品膨胀珍珠岩制品是以膨胀珍珠岩为主，配合适量胶凝材料，经拌合、成型、养护后而制成的具有一定形状的板、块、管壳等制品。2/5/202320建筑材料与检测12.1绝热材料12.1.3常用的绝热材料3.无机多孔类绝热材料⑴泡沫混凝土泡沫混凝土是由水泥、水、松香泡沫剂混合后经搅拌、成型、养护而成的一种多孔、轻质、保温、隔热、吸声材料。2/5/202321建筑材料与检测12.1绝热材料12.1.3常用的绝热材料3.无机多孔类绝热材料⑵加气混凝土加气混凝土是由钙质材料（水泥、石灰）和硅质材料（石英砂、粉煤灰、粒化高炉矿渣等）经磨细、配料，在加入发气剂（铝粉、双氧水）后，进行搅拌、浇筑、发泡、切割及蒸压养护等工序生产而成，是一种保温隔热性能良好的轻质材料。2/5/202322建筑材料与检测12.1绝热材料12.1.3常用的绝热材料3.无机多孔类绝热材料⑶硅藻土硅藻土是一种被称为硅藻的水生植物的残骸。其孔隙率约为50%～80%，因此硅藻土有很好的保温隔热性能，其导热系数仅有；最高使用温度可达900℃。硅藻土常用作填充料或制成硅藻土砖等制品。2/5/202323建筑材料与检测12.1绝热材料12.1.3常用的绝热材料3.无机多孔类绝热材料⑷微孔硅酸钙微孔硅酸钙是以石英砂、硅藻土或硅石与石灰为原料经配料、拌合、成型及水热合成的绝热材料。其主要水化产物为托贝莫来石或硬硅钙石。2/5/202324建筑材料与检测12.1绝热材料12.1.3常用的绝热材料3.无机多孔类绝热材料⑸泡沫玻璃泡沫玻璃由玻璃粉和发泡剂等经配料、烧制而成的多孔材料。泡沫玻璃导热系数小、抗压强度高、抗冻性好、耐久性好，并且对水分、水蒸气和其他气体具有不渗透性，还容易进行机械加工。2/5/202325建筑材料与检测12.1绝热材料12.1.3常用的绝热材料4.有机绝热材料⑴泡沫塑料以各种树脂为基料，加入各种辅助料经加热发泡制得的轻质保温材料。泡沫塑料目前广泛用作建筑上的保温隔热材料，其表观密度很小，隔热性能好，加工使用方便。2/5/202326建筑材料与检测12.1绝热材料12.1.3常用的绝热材料4.有机绝热材料⑴泡沫塑料常用的泡沫塑料有聚苯乙烯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、聚氨脂泡沫塑料、泡沫酚醛塑料和脲醛泡沫塑料等。2/5/202327建筑材料与检测12.1绝热材料12.1.3常用的绝热材料4.有机绝热材料⑵硬质泡沫橡胶是用化学发泡剂制成。特点是导热系数小而强度大。抗碱和盐的侵蚀能力较强，但不抗强的无机酸及有机酸的侵蚀。2/5/202328建筑材料与检测12.1绝热材料12.1.3常用的绝热材料4.有机绝热材料⑶碳化软木板碳化软木板是以一种软木橡树的外皮为原料，经适当破碎后再在模型中成型，在300℃左右热处理而成。是理想的保温、绝热、吸声材料，且具有不透水、无味、无毒等特性，并且有弹性，柔和耐用。2/5/202329建筑材料与检测12.1绝热材料12.1.3常用的绝热材料4.有机绝热材料⑷植物纤维复合板植物纤维复合板是以植物纤维为主要材料加入胶结料和填料而制成的。轻质、吸声、保温。2/5/202330建筑材料与检测12.2吸声材料吸声材料是一种能在很大程度上吸收由空气传递的声波能量的建筑材料。

12.2.1材料的吸声性能吸声系数是评定材料吸声性能好坏的主要指标。材料的吸声性能除了与材料本身性质、厚度及材料表面状况（有无空气层及空气层的厚度）有关外，还与声波的入射角及频率有关。2/5/202331建筑材料与检测12.2吸声材料12.2.1材料的吸声性能被吸收的声能（包括部分穿透材料的声能在内）与原先传递给材料的全部声能之比，称为吸声系数。吸收的声能全部声能吸声系数2/5/202332建筑材料与检测12.2吸声材料12.2.2吸声材料的基本要求⑴开放的气孔越多，吸声性能越好。⑵吸声材料应不易虫蛀、腐朽，且不易燃烧。⑶尽可能选用吸声系数较高的材料。⑷材料强度一般较低应避免碰撞破坏。⑸应安装在最容易接受声波和反射次数最多的表面上。2/5/202333建筑材料与检测12.2吸声材料12.2.3常用的吸声材料1.多孔吸声结构多孔性吸声材料具有大量的内外连通微孔，透气性良好。当声波入射到材料表面时，声波很快地顺着微孔进入材料内部，引起孔隙内的空气振动，由于摩擦，空气粘滞阻力和材料内部的热传导作用，使相当一部分声能转化为热能而被吸收。2/5/202334建筑材料与检测12.2吸声材料12.2.3常用的吸声材料1.多孔吸声结构材料的吸声性能与材料的表观密度和内部构造有关。在建筑装修中，吸声材料的厚度、材料背后空气层以及材料孔隙特征等，对吸声性能均有较大影响。2/5/202335建筑材料与检测12.2吸声材料12.2.3常用的吸声材料2.膨胀珍珠岩装饰吸声制品膨胀珍珠岩装饰吸声制品是以膨胀珍珠岩为集料，配合适量的胶粘剂，并加入其他辅助材料制成的板块材料。具有质轻、不燃、吸声、施工方便等优点，多用于墙面或顶棚装饰与吸声工程。2/5/202336建筑材料与检测12.2吸声材料12.2.3常用的吸声材料3.矿棉装饰吸声板矿棉装饰吸声板是以矿渣棉、岩棉或玻璃棉为基料，加入适量的胶粘剂、防潮剂，经过加压和烘干制成的板状材料。该吸声板质轻、不燃、吸声效果好、保温、施工方便，多用于吊顶和墙面吸声装饰。2/5/202337建筑材料与检测12.2吸声材料12.2.3常用的吸声材料4.穿孔板和吸声薄板将铝合金板和不锈钢板穿孔加工制成金属穿孔吸声装饰板。吸声薄板有胶合板、石膏板、石棉水泥板、硬质纤维板等。2/5/202338建筑材料与检测12.2吸声材料12.2.3常用的吸声材料木丝吸声板木丝吸声板是以白杨木纤维为原料，结合独特的无机硬水泥粘合剂，采用连续操作工艺，在高温、高压条件下制成的。抗菌防潮、结构结实，富有弹力，抗冲击，节能保温。2/5/202339建筑材料与检测12.3隔声材料把能减弱或隔断声波传递的材料称为隔声材料。材料的隔声能力可通过材料对声波的透射系数τ来衡量。2/5/202340建筑材料与检测12.3隔声材料材料的射透系数越小，说明材料的隔声性能越好，但在工程上常用构件的隔声量R（单位是dB）来表示构件对空气声隔绝能力，它与射透系数的关系是。吸声性能好的材料，不能简单地把它们作为隔声材料使用。一般来说，建筑隔声材料是密度较大的材料，如混凝土、实心砖、钢板等。2/5/202341建筑材料与检测12.3隔声材料按传播途径有空气声（通过空气传播的声音）和固体声（通过固体的撞击或振动传播的声音）两种，两者隔声的原理不同。2/5/202342建筑材料与检测12.3隔声材料对空气声的隔绝，主要依据声学中的“质量定律”，即材料的表观密度