绝热材料和吸声隔声材料

建筑功能材料

?用来承担某种建筑功能，而不承重的材料称为建筑功能材料。

?建筑功能材料品种繁多、功能各异，是建筑中不可缺少的材料，起到防潮、防水、防腐、保温、隔热、吸声、隔声及保护和美化建筑物等作用。

王劲

2绝热材料

一、绝热材料的作用及基本要求

?绝热材料：在建筑上起绝热（即隔热、保温）作用，且导热系数≯0.23W/m.K的材料。

通常把用于控制室内热量外流的材料叫做保温材料；把防止室外热量进入室内的材料叫做隔热材料。保温、隔热材料统称为绝热材料。

?用途：屋面、墙体、地面的保温隔热、采暖和空调管道等保温及冷藏设备的隔热等。

?基本结构特征：

轻质（体积密度≯600kg/m3）、

多孔（孔隙率：50～95%）

王劲

3二、绝热材料的绝热机理

1、传热方式——传导换热、对流换热、辐射换热

王劲

4绝热机理

传热可分为三种基本方式：导热、对流和辐射。

?

导热：指由于物体各部分直接接触的物质质点（分子、原子、自由电子）作热运动而引起的热能传递的过程；

?对流：指流体各部分发生相对移动而引起的热量交换；

?辐射：是一种由电磁波来传递能量的现象。

大部分绝热材料的传热以导热为主，其绝热性主要由材

料的导热性来决定。材料的导热性是材料本身传导热量的能

力，用导热系数λ表示。导热系数愈小的材料，导热性愈

差，保温绝热性愈好。

导热系数λ＜0.23w/（m·K）的材料统称为绝热材料。

王劲

52、影响导热系数的因素

①组成、结构

②孔隙率和孔隙特征

③温度

晶体＞微晶体结构＞玻璃体

金属＞非金属＞有机材料

固体＞液体＞气体。

温度↑→λ↑

孔隙率↑→λ↓，

孔径、连通性↑→λ↑

王劲

6④含水率

⑤热流方向

⑥热反射能力

含水率↑→λ↑，

结冰→λ↑

应用注意防潮、防水、防冻。

λ顺纤维向＞横纤维向

如松木λ：顺纹＝0.35w/(m·K)

横纹＝0.17W/(m·K)

热反射能力高的材料（如铝箔），能够将大部分热辐射反射出去，从而减少吸收的热辐射量。

王劲

73、对绝热材料的基本性能要求

①较低的导热系数：

②较低的容积密度:③一定的承载能力:④其它相关性能：

⑤具有一定的热稳定性：

λ＜0.23W/mK≯600kg/m3（短纤维、多孔、闭口小孔

）

＞0.3MPa较低的吸湿性、防火防腐环保。

要求耐-40～60℃的温度，且在温度湿度变化时能保持尺寸稳定。

王劲

8三、绝热材料的类型

⑴

多孔型

绝热原理：

绝热材料：

①固相传热：路线大大增加

②气孔传热：导热系数极小

泡沫塑料、膨胀珍珠岩等

王劲

9⑵

纤维型

绝热原理：

绝热材料：

⑶

反射型

绝热原理：

绝热材料：

与多孔材料类似

岩棉、矿棉

I0IAIB铝箔、热反射玻璃

有效阻挡辐射换热。

0

IIIBA??能量守恒反射率

大，

→吸收率

小，

0IIA0IIB100??IIIIBA从而

王劲

10膨胀珍珠岩

膨胀蛭石

泡沫玻璃

泡沫塑料

多孔混凝土

微孔硅酸钙

三、常用绝热材料

1、多孔绝热材料

王劲

112、纤维绝热材料

3、反射绝热材料

4、其它绝热材料

岩棉、矿棉

玻璃棉

陶瓷纤维

铝箔

热反射玻璃

中空玻璃

吸热玻璃

王劲

12吸声材料

?吸声材料：能在较大程度上吸收由空气传递的声波能量。

?功能：改善室内音质和声环境，获得良好的音响效果。

?用途：剧场、电影院、音乐厅、录音室等对音质效果有一定要求的建筑物的内部墙面、地面和顶棚等部位。

王劲

14★声音起源：

★声音传播：

★声音强度：声压级

声音来源分贝(dB)喷气发动机160雷声120锯木声100吵杂的办公室80公路上的汽车60普通办公室45～60普通住宅35～60耳语18～20正常呼吸10物体振动

空气中传播

固体中传播

人耳能听到的声频范围：128～10KHZ王劲

15一、吸声系数

1、定义

2、影响因素

3、测定方法：

0EE??E——被材料吸收及透射的声能E0——入射声能

材料的性质

声音的频率、声音的入射角度

无规入射（混响室法）

六个频率（125,250,500,1000,2000,4000Hz）

六频率的平均吸声系数＞0.2的材料称为吸声材料。

吸声系数越大，材料的吸声性能越好。

王劲

16二、对吸声材料的性能要求

（1）要求材料平均吸声系数＞0.2。

尽可能选用吸声系数较高的材料，以求得到较

高的吸声效果。

（2）吸声材料的气孔应是开口孔，且要相互连通。

开放连通的气孔越多，吸声性能越好。

（3）考虑防火、防腐、防蛀和吸潮等。

安装时要考虑吸声材料胀缩影响。

（4）要求有一定的强度。

吸声材料质轻，大多数吸声材料强度较低，为

便于施工，且能长期工作，使用时要设置在护壁台

以上，避免撞坏。

王劲

17吸声材料分类

吸声材料按材料的吸声机理或结构特征分：

?多孔吸声材料

?共振吸声结构

?特殊吸声结构

王劲

18三、吸声材料

定义：

特征：

1、多孔性吸声材料（对中、高频的声音吸收效果较好

）

材料特征：

吸声结构：

吸声机理：

影响因素：

的材料

2.0_??轻质、疏松、多孔的材料

气孔状——膨胀珍珠岩、泡沫玻璃

纤维状——玻璃棉、岩棉、软质纤维板

①材料密实度、构造

②材料厚度

③背后空气层

④表面特征

孔隙内空气分子的振动受到摩擦阻力和粘滞阻力，声波使细小纤维作机械振动，声能最终变为热能而消耗。

大量内外连通的微小间隙

王劲

19吸声材料与绝热材料在孔隙特征上有何异同？泡沫玻璃是一种强度较高的多孔结构材料，但不能用作吸声材料，为什么？

?分析

吸声材料和绝热材料都是多孔性材料，但两者的孔隙特征完全不同。绝热材料的孔隙特征是具有封闭的、互不连通的气孔，而吸声材料的孔隙特征则是具有开放的、互相连通的气孔。泡沫玻璃是—种强度较高的多孔结构材料，但是它在烧成后含有大量单独、封闭的气泡，且气孔互不连通，则声波不能进入，从吸声机理上来讲，不属于多孔吸声材料。因此不能用作吸声材料。

王劲

202、柔性吸声材料

材料特征：

吸声结构：

吸声原理：

软质泡沫塑料，如

乙烯基海绵、聚氯乙稀泡沫塑料

声波使材料产生相应的振动，振动中因克服材料内部的摩擦阻力而消耗声能。

含有封闭气孔的弹性体

王劲

21

四、吸声结构

1、薄板薄膜振动吸声结构

基本材料：

吸声结构：

吸声原理：

薄板——胶合板、石膏板等

薄膜——皮革、人造革、塑料薄膜

墙体

不透气、有弹性的薄板或薄膜＋空气背衬

声波使薄板、薄膜产生振动，振动中因克服摩擦阻力而消耗声能。

王劲

222、穿孔板组合吸声结构

基本材料：

吸声结构：

吸声原理：

穿孔板，如胶合板、硬质纤维板、石膏板、塑料板、铝合金板等

一定体积的空腔（空气背衬）

通过小孔与外部声场相联系

墙体

声波使空腔内的空气振动，由于空腔的体积比孔颈体积大的多，从而使孔颈中的空气柱产生很大的振动，振动中因克服摩擦阻力而消耗声能。

王劲

233、幕帘吸声体

基本材料：

吸声结构：

吸声原理：

4、空间吸声体

基本材料：

吸声结构：

吸声原理：

通气性纺织品

幕帘

＋

空气背衬

与纤维状多孔材料类似

多孔材料

悬挂在顶棚下的各种形体

类似于多孔材料，兼有其它作用

王劲

2412－3隔声材料