章绝热吸声材料涂料

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第,11,章,绝热材料及吸声材料,在建筑中主要作为保温、隔热用的材料,通称为绝热材料。,绝热材料的一般特性是表观密度小,导热性低。表观密度通常小于,50,0,kg/m,3,热导率小于,0.15W/(,mK,),吸声材料是一种能在较大程度上吸收由空气传递的声波能量的建筑材料,。,在音乐厅、影 剧院、大会堂、播音室,和地下空间等,内部的墙面、地面、顶棚等部位,适当采用吸声材料,能改善声波在室内传播的质量,保持良好的音响效果。,第,1,节,绝热材料,建筑中,绝热材料,使用的部位主要是,围护结构,(,墙体、天花板和门窗等,),也可以用于受力不大的承力结构,。,在选用绝热材料时,应根据建筑物的用途、围护结构的构造、施工条件和方法、材料来源及供应情况等条件确定。,绝热材料的作用原理和基本要求,绝热材料的作用原理,就是,多孔、低密度,和,低,热导率,。,材料的热导率决定于,材料成分,、,内部结构,和,构造,也与,介质温度,和,材料含水量,等因素有关,：,1.,材料构造和表观密度的影响,固体物质的导热能力要比空气大得多,因此,表观密度小的材料,孔隙率高,热导率小,；,当表观密度低于某一极限时,热导率反有增,大，,这是由于孔隙增大,且互相连通的孔隙增多,而使热对流作用加强之故。在孔隙率相同条件下,孔隙尺寸大,热导率就大,；,孔隙互相连通比封闭而不相连通,的情况,热导率大。,2.,湿度和温度的影响,材料受潮后,其热导率增大,在多孔材料中,更,为明显。这是由于在材料的孔隙中有了水分,(,包括水蒸气和液态水,),热导率,增大；,部分,水分,结成冰,后,热导率将更大。,材料的热导率随温度增高而增大。当温度在,050,时这种影响并不显著,只有处于高温或低温下的材料,才考虑这种温度影响。,3.,热流方向的影响,对于各向异性的材料,如木材等纤维质材料,当热流平行于纤维延伸方向时,热流受到阻力小,而热流垂直于纤维方向时,热流受到阻力,大,。,在以上各项因素中,以表观密度和湿度的影响为最大。,常用绝热材料的种类,无机绝热材料,：,主要用矿物质原料制成,常用,的有,松散颗粒、纤维制成品,（,板、块、卷材、套管等,）,。,特点是：,不易腐朽,耐高温不会燃烧,可用于热工设备。,1.,纤维材料,(1),石棉及其,制品,：,石棉是纤维状天然矿物,主要特点是便于松解、纤维柔软,具有绝热、耐火、耐热、耐酸碱、隔声等特性。常加工成石棉粉,制成石棉纸板、石棉毡等石棉制品应用。,石棉粉是石棉与胶粘剂混合而成的粉状材料,施工时可调制成灰泥,也可事先制成板或块材。常用的有碳酸,镁,石棉粉、硅藻土石棉粉等,，,可用于,900,以下的热表面。,(2),矿渣棉及其制品,:,是以高炉矿渣为主要原料,经熔化,用喷吹法或离心法而制成的纤维材料。矿渣棉具有质轻、热导率小、不燃、防,蛀,、耐腐蚀、吸声性好等特点。常用沥青或,酚醛,树脂为胶粘剂,制成各种规格的板、毡、管,壳,等制品。矿渣棉制品的主要 技术性能如表,11-2,。,(3),玻璃棉及其制品,:,玻璃棉是玻璃纤维的一种,具有表观密度小,热导率低,耐温性高等特点。玻璃棉制品的性能指标如表,11-3,。,2.,松散颗粒材料,:,常用的有膨胀,蛭,石和膨胀珍珠岩两种。,(1),膨胀,蛭,石及其制品,:,蛭,石是一种天然矿物,，,在,8501000,的温度下锻烧时,体积急剧膨胀,单片的颗粒体积能膨胀,520,倍,故名膨胀,蛭,石。膨胀,蛭,石的主要特性是,:,表观密度为,80200kg/m,3,热导率为,0.0460.07W/(m,k,),。,松散膨胀,蛭,石可铺设于墙壁、楼板、屋面等,夹,层中,作为绝热、隔声之用,吸水性较大使用时应注意防潮。,膨胀,蛭,石也可以与水泥、水玻璃等胶凝材料配合,或现浇,或预制成板,用于墙、楼板和屋面板等构件的绝热。,水泥膨胀,蛭,石制品是用,1015%,体积的水泥,8590%,的膨胀,蛭,石,加适量水,经拌和、成型和养护而成。水泥膨胀,蛭,石制品的表观密度为,300400kg/m,3,热导率为,0.080.1W/(mK),抗压强度为,0.21MPa,耐热温度为,600,。,水玻璃膨胀,蛭,石制品是以膨胀,蛭,石、水玻璃和适量氟硅酸,钠,(Na,2,SiF,6,),配制而成,表观密度为,300400kg/m,3,相应的热导率为,0.0790.084W/(,mK,),抗压强度为,0.35 0.65MPa,耐热温度为,900,。,(2),膨胀珍珠岩及其制,:,珍珠岩是一种天然的火山熔岩,由于具有珍珠光泽,、,锻烧时体积膨胀而得名。膨胀珍珠岩是一种白色或灰白色的颗粒,呈蜂窝泡沫状,具有表观密度小、热导率低、低温绝热性能好、吸湿性小、无,味,、无毒、不燃烧、抗菌、耐腐蚀等特点。在建筑上,广泛用于围护结构、低温及超低温保冷设备、热工设备的绝热,也用于制作吸声材料。,膨胀珍珠岩制品是以膨胀珍珠岩为主,配合适量胶凝材料,(,水泥、水玻璃等,),经过拌和、成型,或养护、或干燥后而成的具有一定形状的板、块、管壳等制品。几种膨胀珍珠岩制品的技术性能如表,11-4,。,膨胀珍珠岩制品具有表现密度小、热导率低、抗压强度高等特点,所以在建筑工程中 获得了广泛的应用。,沥青膨胀珍珠岩由于具有绝热和防水双重性能,故在屋面工程中应用较多。,3.,无机多孔制品,:,泡沫,砼,、加气,砼,、微孔硅酸钙和泡沫玻璃。,(1),泡沫混凝土,：,表观密度一般为,300900kg/m,3,热导率为,0.1100.170W/(,mK),抗压强度为,0.81.5MPa,。以水泥、粉煤灰为主,加入适量石灰、石膏及泡沫剂,混合后经机械搅拌、成型、蒸汽养护而成。,(2),加气混凝土,:,表观密度为,4001000kg/m,3,抗压强度在,310MPa,以上,热导率为,0.1,0,W/(m,K,),左右。,(3),泡沫玻璃,:,用碎玻璃掺发泡剂烧胀而成的绝热材料,表观密度为,150220kg/m,3,热导率为,0.040.05W/(m,K,),抗压强度为,12MPa,。,有机绝热材料,1.,泡沫塑料,:,是以合成树脂为基料,加入发泡剂、催化剂、稳定剂等辅助材料,经加热发泡而制成的一种高效能绝热材料。我国目前生产的有聚苯乙烯、聚氨,酯,等泡沫塑料,其性能指标如表,11-5,聚苯乙烯泡沫塑料的吸水性小,耐低温,耐酸碱,且有一定的弹性。硬质聚氯乙烯泡沫塑料具有不吸水、不燃、耐酸碱、耐油等特点。硬质聚氨,酯,泡沫塑料是塑料中重量最轻者,但吸水性强,强度低。,2.,软木板,:,由于软木中含有大量微小的封闭气孔,并含有大量的树脂,所以热导率小,吸水性小,防腐和防水性好,表观密度为,150250kg/m,3,热导率为,0.0460.07W/(m K),软木板是一种高级绝热材料,也是一种优良的吸声、防振材料,用于冷藏库和某些重要的工程。,3.,木丝板,:,是以木材下脚料刨成均匀的木丝,加入水玻璃溶液与普通水泥混合,经铺模、冷压成型、干燥、养护而制成。根据压实程度,可分为保温用木丝板和构造用木丝板两种,性能指标如表,11-6,4.,软质纤维板,：,表观密度约为,300350kg/m,3,热导率约为,0.05W/(,mK,),相应的抗折强度为,12MPa,用于一般民用建筑的墙面和屋面的绝热。,5.,轻质钙塑板,:,是由轻质碳酸钙和高压聚乙烯,加入适量发泡剂、交联剂、润滑剂及颜料等,经热压加工成,表观密度为,100150kg/m3,热导率约为,0.046W/(,mK,),抗折强度为,0.71.1MPa,抗压强度为,0.10.3MPa,吸水率为,39%,使用温度为,80,以下。轻质钙塑板具有绝热和防水性能,可用于屋面的绝热。,6.,其他,有机绝热,材料还有,毛毡,、,蜂窝板,等,玻璃绝热材料,（同前面介绍的节能玻璃）,在,建筑物立面,装饰的,各种玻璃幕墙,除,可起到装饰作用,外,还,可起保温隔热作用。,玻璃绝热材料有中空玻璃、热反射玻璃,(,也称镀膜玻璃,),、吸热玻璃,(,红外线玻璃,),、双层玻璃、新型防热片,(,窗用绝热薄膜,),等。,玻璃绝热材料,用于门窗代替普通平板玻璃可以节省大量的采暖或制冷能量。,第,2,节,吸声,材料,是一种能在较大程度上,吸收由空气传递的声波能量的建筑材料,在建筑物内部,适当采用吸声材料,目的是,改善声波的传播质量,保持良好的,听觉,效果,。,音乐厅、影剧院、大会堂、播音室,和一些地下空间是需要采用,吸声,材料,的,构筑物,。,吸声材料的吸声性能以吸声系数,(,),表示,:,是表示材料吸声能力大小的量值,是声波遇到材料表面时,被吸收的声能,(E,),与入射声能,(,E,o,),之比,用下式表示,:,=,E,/,E,o,E,o,-,传递给材料的全部入射声能,;,E,-,被材料吸收的声能。,声能被吸收的情形如图,11,-2,材料的吸声特性除与声波方向有关外,还,与声波的频率有关,同一材料,对于高、中、低 不同频率的吸声系数不同。为了全面反映材料的吸声特性,通常取,125,、,250,、,500,、,1000,、,2000,、,4000Hz,六个频率的吸声系数来表示材料吸声的频率特性,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。,材料的气孔越多,且是开放,和,相互连通,的,吸声性能越好。吸声材料强度较低,、,易吸湿,安装,和使用时,应,注意,。,吸声材料的类型及其结构型式,1.,多孔性吸声材料,：具,有大量内外连通的微孔,，,是比较常用的一种吸声材料,它具有良好的高频吸声性能。当声波入射到材料表面时,声波顺着微孔进入材料内部,引起空隙内的空气振动,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,。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,材料背后是否有空气层,以及材料的表团状况,对吸声性能都有影响。,(1),材料表观密度和构造的影响,：,表观密度增加,能使低频吸声效果有所提高,但高频吸声性能却下降,；,孔隙率高,孔隙细小,吸声性能较好,;,孔隙过大,效果较差。,(2),材料厚度的影响,：,低频吸声系数一般随厚度的增加而提高,但对高频的影响不显著。几种常用多孔吸声材料的适宜厚度见表,11-7,。,(3),背后空气层的影响,：,吸声材料,一般,是周边固定在龙骨,架,上,背后空气层的作用相当于增加了材料的厚度,当材料离墙面的安装距离,(,即空气层厚度,),等于,1/4,波长的奇数倍时,可获得最大的吸声系数。,(4),表面特征的影响,：保持,孔隙的,联通和,表面开口,当材料吸湿或表面喷涂油漆,会大太降低吸声材料的吸声效果,。,2.,薄板振动吸声结构,:,将,胶合板、薄木板、硬质纤维板、石膏板、石棉水泥板等,薄板材的,周边固定在龙骨上,并在背后留有空气层,即构成薄板振动吸声结构。在声波作用下薄板发生振动,(,图,11-3,),板内部和龙骨间,出现摩擦损耗,使声能转变为,热能,。由于低频声波比高频声波容易激起薄板产生振动,所以具有低频的吸声特性。建筑中常用的薄板振动吸声结构的共振频率约在,80300Hz,之间。在共振频率附近的吸声系数最大,约为,0.20.5,而其他频率附近的吸声系数就较低。,3.,共振吸声结构,:,具有封闭的空腔和较小的开口,很象个瓶子。当瓶腔内空气受到外力激荡,会按一定的频率振动,这就是共振吸声器。每个单独的共振器都有一个共振频率,在其共振频率附近,由于,颈部空气分子在声波的作用下象活塞一样进行往复运动,、,摩擦而消耗声能,。,4.,穿孔板组合共振吸声结构,:,用,穿孔的,各类薄,板,构成,薄板振动吸声结构。穿孔板厚度、穿孔率、孔径、孔距、背后空气层厚度、以及是否填充多孔吸声材料等,都直接影响吸声结构的吸声性能。这种吸声结构这种吸声结构在建筑中使用比较普遍。,5.,柔性吸声材料,:,具有密闭气孔和,模量很低,的弹性材,(,如聚氯乙烯泡沫塑料,),声波不直接引起材料内部,