第九章建筑功能材料课件.ppt

第9章 绝热材料和吸声材料 9.1 绝热材料 9.2 吸声、隔声材料 9.1 绝热材料 在建筑中，习惯上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。 11.1.1绝热材料的性能 表征绝热材料热工性质的两个主要物理量是导热系数λ和比热容c 选用导热系数小而比热容大的材料，可提高围护结构的绝热性能并保持室内温度的稳定。几种典型材料的导热系数和比热容见表12.1 9.1.2绝热材料的类型及基本要求 多孔型 多孔型绝热材料起绝热作用的机理可由图12.1来说明。当热量Q从高温面向低温面传递时，包括热量在固相中的传导，孔隙中高温固体表面对气体的辐射与对流，孔隙中气体自身的对流与传导，热气体对低温固体表面的辐射与对流，热固体表面与冷固体表面之间的辐射，在常温下，对流和辐射在总的传热中所占比例很小，故以导热为主，而空气的导热系数仅为o．029w/m·K，大大小于固体的导热系数，故热量通过气孔传递的阻力较大，而且孔隙的存在使热量在固相中的传热路线大大增加，从而传热速度大为减缓。这就是含有大量气孔的材料能起绝热作用的原因。 纤维型 纤维型绝热材料的绝热机理基本上和多孔材料的情况相似(图12．2)。显然，传热方向和纤维方向垂直时的绝热性能比传热方向和纤维方向平行时要好。 反射型 当外来的热辐射能量Io投射到物体上时，通常会将其中一部分能量IB反射掉，另一部分IA，被吸收(一般热射线都不能穿透建筑材料，故透射部分忽略不计)。根据能量守恒原理，则 ? 由此可以看出，凡是反射能力强的材料，吸收热辐射的能力就小。故利用某些材料对热辐射的反射作用(如铝箔的热反射率为o．95)，在需要绝热的部位表面贴上这种材料，就可以将绝大部分外来热辐射(如太阳光)反射掉，从而起到绝热的作用。 土木工程中，常把导热系数小于0．175W／m·K的材料称为绝热材料。选用绝热材料时，一般要求其导热系数不太于O．175 W／m·K，衰观密度600 9kg/m3以下，抗压强度不小于0.3MPa。在实际应用中，由于绝热材料抗压强度一般都很低，常将绝热材料与承重材料复合使用。另外，由于大多数绝热材料都具有一定的吸水、吸湿能力，故在实际使用时应注意防潮防水，需在其表层加防水层或隔汽层。 9.1.3常用绝热材料 绝热材料按照它们的化学组成可以分为无机绝热材料和有机绝热材料 1. 无机绝热材料 ①多孔轻质类无机绝热材料 蛭石是一种有代表性的多孔轻质类无机绝热材料，它主要含复杂的镁、铁含水铝硅酸盐矿物，由云母类矿物经风化而成，具有层状结构。将天然蛭石经破碎、预热后快速通过煅烧带可使蛭石膨胀20～30倍。膨胀蛭石的导热系数约为0.046～0.070W/m·K，可在1000℃的高温下使用。主要用于建筑夹层，但需注意防潮。 膨胀蛭石也可用水泥、水玻璃等胶结材胶结成板，用作板壁绝热，但导热系数值比松散状要大，一般为0.08～0.10W/m·K ②纤维状无机绝热材料 A. 矿物棉 岩棉和矿渣棉统称矿物棉，由熔融的岩石经喷吹制成的纤维材料称为岩棉，由熔融矿渣经喷吹制成的纤维材料称为矿渣棉。将矿物棉与有机胶结剂结合可以制成矿棉板、毡、管壳等制品，其堆积密度约为45～150kg/m3，导热系数约为0.049～0.044W/m·K。由于低堆积密度的矿棉内空气可发生对流而导热，因而，堆积密度低的矿物棉导热系数反而略高。最高使用温度约为600℃。矿棉也可制成粒状棉用作填充材料，其缺点是吸水性大、弹性小。 B. 玻璃纤维 玻璃纤维一般分为长纤维和短纤维。短纤维相互纵横交错在一起，构成了多孔结构的玻璃棉，常用于作绝热材料。玻璃棉堆积密度约45～150kg/m3，导热系数约为0.041～0.035W/m·K。玻璃纤维制品的纤维直径对其导热系数有较大影响，导热系数随纤维直径增大而增加。以玻璃纤维为主要原料的保温隔热制品主要有：沥青玻璃棉毡和酚醛玻璃棉板，以及各种玻璃毡、玻璃毯等，通常用于房屋建筑的墙体保温层。 ③泡沫状无机绝热材料 A. 泡沫玻璃 泡沫玻璃是用玻璃细粉和发泡剂（石灰石、碳化钙和焦炭）经粉磨、混合、装模、煅烧（800℃左右）而得到的多孔材料。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、水蒸汽和其它气体具有不渗透性，还容易进行机械加工，可锯、钻、车及打钉等。表观密度为150～200kg/m3的泡沫玻璃，其导热系数约为0.042～0.048W/m·K，抗压强度达0.55～0.16MPa。泡沫玻璃作为绝热材料