绝缘吸声材料

关于绝缘吸声材料第1页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三

12.1绝热材料

绝热材料分保温材料和隔热材料1）保温材料：指的是控制室内热量外流的建筑材料；绝热材料通常导热系数（λ）值应不大于0.23W／(m·K)，热阻（Ｒ）值应不小于4.35（m2·K）/W。此外，绝热材料尚应满足：表观密度不大于600kg／m3，抗压强度大于0.3MPa，构造简单，施工容易，造价低等。2）隔热材料：指的是控制室外热量进入室内的建筑材料；绝热材料的应用：

（1）主要应用于建筑物墙体和屋顶的保温绝热；（2）热工设备、热力管道的保温；（3）冷藏室及冷藏设备上也大量使用。第2页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三12.1.1绝热材料的基本性能1导热系数：导热性：当材料的两表面出现温度差时，热量自动从高温的一面向低温的一面传导，材料的这种传递热量的性质，叫做导热性；导热性一般用导热系数来表示；第3页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三影响材料保温性能的主要因素是导热系数的大小，导热系数愈小，保温性能愈好。材料的导热系数受以下因素影响：（１）材料的性质。不同的材料其导热系数是不同的，一般说来，导热系数值以金属最大，非金属次之，液体较小，而气体更小。对于同一种材料，内部结构不同，导热系数也差别很大。一般结晶结构的为最大，微晶体结构的次之，玻璃体结构的最小。但对于多孔的绝热材料来说，由于孔隙率高，气体（空气）对导热系数的影响起着主要作用，而固体部分的结构无论是晶态或玻璃态对其影响都不大。2.影响材料导热系数的因素第4页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三（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。在孔隙率相同的条件下，孔隙尺寸愈大，导热系数就愈大；互相连通孔隙比封闭孔隙导热性要高。对于表观密度很小的材料，特别是纤维状材料（如超细玻璃纤维），当其表观密度低于某一极限值时，导热系数反而会增大，这是由于孔隙增大且互相连通的孔隙大大增多，而使对流作用加强的结果。因此这类材料存在一最佳表观密度，即在这个表观密度时导热系数最小。第5页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三（３）湿度材料吸湿受潮后，其导热系数就会增大，这在多孔材料中最为明显。这是由于当材料的孔隙中有了水分（包括水蒸气）后，则孔隙中蒸汽的扩散和水分子的热传导将起主要传热作用，而水的λ为0.58Ｗ／（ｍ·Ｋ），比空气的λ=0.029Ｗ／（ｍ·Ｋ）大20倍左右。如果孔隙中的水结成了冰，则冰的λ=2.33Ｗ／（ｍ·Ｋ），其结果使材料的导热系数更加增大。故绝热材料在应用时必须注意防水避潮。第6页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三（４）温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，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。但这种影响，当温度在０～50℃范围内时并不显著，只有对处于高温或负温下的材料，才要考虑温度的影响。第7页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三（５）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，而热流垂直于纤维方向时，受到的阻力就大。第8页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三12.1.2常用绝热材料分类第9页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三建筑上常用保温材料1.纤维状保温隔热材料（1）玻璃棉及其制品。玻璃棉是用玻璃原料或碎玻璃经熔融后制成纤维状材料，包括短棉和超细棉两种。一般用于围护结构和管道保温。（2）石棉及其制品。石棉是一种天然矿物纤维，主要化学成分是含水硅酸镁，具有耐火、耐热、耐酸碱、绝热、防腐、隔音及绝缘等特性。常制成石棉粉、石棉纸板、石棉毡等制品，用于建筑工程的高效能保温及防火覆盖等。第10页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三(3）矿棉及其制品。矿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、铜矿渣等，并加一些调节原料（钙质和硅质原料）。岩棉的主要原料为天然岩石（白云石、花岗石、玄武岩等）。上述原料经熔融后，用喷吹法或离心法制成细纤维。矿棉具有轻质、不燃、绝热和电绝缘等性能，且原料来源广，成本较低。可制成矿棉板、矿棉毡及管壳等。可用作建筑物的墙壁、屋顶、天花板等处的保温和吸声材料，以及热力管道的保温材料。建筑上常用保温材料第11页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三（４）植物纤维复合板系以植物纤维为主要材料加入胶结料和填料而制成。如木丝板是以木材下脚料制成木丝，加入硅酸钠溶液及普通硅酸盐水泥混合，经成型、冷压、养护、干燥而制成。甘蔗板是以甘蔗渣为原料，经过蒸制、加压、干燥等工序制成的一种轻质、吸声、保温材料。一般用于天花板、隔墙板或护墙板的保温隔热。第12页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三2.散粒状保温隔热材料（1）膨胀蛭石及其制品。蛭石是一种天然矿物，经850～1000°C燃烧，体积急剧膨胀(可膨胀５～20倍)而成为松散颗粒，其堆积密度为80～200kg／m3，导热系数0.046～0.07W/(m·K)，用于填充墙壁、楼板及平屋顶，保温效果佳。可在1000～1100℃下使用。膨胀蛭石也可与水泥、水玻璃等胶凝材料配合，制成砖、板、管壳等亦用于围护结构及管道保温。第13页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三（２）膨胀珍珠岩及其制品膨胀珍珠岩是由天然珍珠岩、黑耀岩或松脂岩为原料，经煅烧体积急剧膨胀（约20倍）而得蜂窝状白色或灰白色松散颗料。堆积密度为40～300kg／m3，λ=0.025～0.048Ｗ／(ｍ·Ｋ)，耐热800°C，为高效能保温保冷填充材料。建筑工程中广泛用于围护结构、低温和超低温保冷备、热工设备等处的绝热保温，也可以用作制作吸声制品。第14页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三3.多孔性保温隔热材料(１)

微孔硅酸钙制品。微孔硅酸钙制品是用粉状二氧化硅材料（硅藻土）、石灰、纤维增强材料及水等经搅拌、成型、蒸压处理和干燥等工序而制成。用于围护结构及管道保温。(２)

泡沫玻璃。它是采用碎玻璃加入１％～２％发泡剂（石灰石或碳化钙），经粉磨、混合、装模，在800℃下烧成后形成含有大量封闭气泡（直径0.1～5mm）的制品。它具有导热系数小、抗压强度和抗冻性高、耐久性好等特点，且易于进行锯切、钻孔等机械加工，为高级保温材料，也常用于冷藏库隔热。(３)

多孔混凝土和轻骨料混凝土。(4)泡沫塑料。泡沫塑料是以合成树脂为基料，加入一定剂量的辅助材料经加热发泡制成的轻质保温、防震材料。用于屋面、墙面保温、冷库绝热和制成复合板第15页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三4.其他保温隔热材料（１）软木板。软木也叫栓木。软木板是用栓皮、栎树皮或黄菠萝树皮为原料，经破碎后与皮胶溶液拌和，再加压成型，在80℃的干燥室中干燥一昼夜而制成。软木板具有表观密度小，导热性低，抗渗和防腐性能高等特点。（2）蜂窝板。蜂窝板是由两块较薄的面板，牢固地粘结在一层较厚的蜂窝状芯材两面而制成的板材，亦称蜂窝夹层结构。常用的面板为浸渍过树脂的牛皮纸、玻璃布或不经树脂浸渍的胶合板、纤维板、石膏板等。有比强度大、导热性低和抗震性好等多种功能。第16页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三隔热材料应能阻抗室外热量的传入，以及减小室外空气温度波动对内表面温度影响。材料隔热性能的优劣，不仅与材料的导热系数有关，而且与导温系数、蓄热系数有关。在建筑中，围护结构隔热设计时，除了采用隔热材料外，还可以采取其他措施，起到隔热的效果，如：：外表面做浅色饰面，如浅色粉刷、浅色涂层和浅色面砖等；窗户采用绝热薄膜；设置通风层，如通风屋顶、通风墙等；采用多排孔的混凝土或轻骨料混凝土空心砌块墙体。采用蓄水屋顶、有土或无土植被屋顶，以及墙面垂直绿化等关于隔热材料的概念第17页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三

12.2吸声材料声波遇见材料表面时，分为三部分：一部分反射，另一部分则穿透材料，其余的部分在传递过程中被材料吸收。吸声系数：被材料吸收的能量E与入射声能E0之比，称为吸声系数第18页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三12.2吸声材料材料的吸声系数一般在0~1之间，吸声系数越大，吸声效果越好。材料的吸声系数与下列因素有关：与材料的性质有关；与材料的厚度、材料的表面条件有关；与声波的入射角度和频率有关；第19页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三

12.2.1吸声材料的定义为全面反映材料的吸声性能，规定取125、250、500、1000、2000和4000Hz等六个频率的吸声系数来表示材料的吸声频率特性。凡六个频率的平均吸声系数大于0.2的材料，称为吸声材料；吸声材料主要应用于建筑物的墙面、地面、天棚等部位。第20页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三12.2.2选择吸声材料的基本要求（1）选择气孔是开放的且气孔互相连通的材料；开放连通的气孔，吸声性能好。（2）吸声材料强度低，设置部位要免受碰撞；（3）尽量选择吸声系数大的材料；（4）注意吸声材料与隔声材料的区别。第21页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三12.2.3.建筑上常用吸声材料建筑工程中常用吸声材料有：石膏砂浆（掺有水泥、玻璃纤维）、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、起细玻璃棉、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。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，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。第22页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三指的是阻止声波透过的材料。隔声性能以隔声量表示；例如：建筑工程中