文档介绍：第十二章
绝热材料和吸声材料
在建筑中****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。
基本概念
(1)导热性: 指材料传递热量的能力。
(2)导热系数: 表示材料的导热能力指标。意义:在稳定传热条件下,当材料层单位厚度内的温差为1℃时,在1s内通过1m2表面积的热量。材料导热系数越大,导热性能越好。
工程上将导热系数λ</(m•K)的材料称为绝热材料
(一)绝热材料的种类及使用要点
(1) 多孔轻质类无机绝热材料
(2) 纤维状无机绝热材料(矿物棉,玻璃纤维)
(3) 泡沫状无机绝热材料
(泡沫玻璃、多孔混凝土)
(1) 泡沫塑料
(2) 硬质泡沫橡胶
(二)影响材料导热系数的因素
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不同的材料其导热系数是不同的,一般金属最大,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。
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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。
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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,/(m·K),比空气的λ=/(m·K)大20倍左右。如果孔隙中的水结成了冰,则冰的λ= W/(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。
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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。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。
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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。
(三)建筑上常用保温材料
1. 纤维状保温隔热材料
(l)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。
(2)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。