文档介绍：绝热材料
在建筑上,将主要作为保温、隔热使用的材料通称为绝热材料。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。保温材料和隔热材料的本质是一样的,其标准术语为绝热材料。
导热性
传热方式有三种:传导、对流和辐射。
“传导”是依靠物体内各部分直接接触的物质近质点(分子,原子,自由电子等)作热运动而引起的热能传递过程; “对流”是指较热的液体或气体,因遇热膨胀而密度减小从而上升,冷的液体或气体就会补充过来,形成分子的循环流动,这样热量就从高温的地方通过分子的相对位移,转向低温的地方;“热辐射”是依靠物体表面对外发射电磁波而传递热量的现象,高温物体辐射给低温物体的能量大于低温物体的能量,其结果为热从高温物体传递给低温物体。
热阻和导热系数
当材料的两表面间出现了温度差,热量就会自动地从高温的一面向低温一面传导。在稳定状态下,通过测量热流量、材料两表面温度及其有效传热面积,可以计算材料的热阻:
R=A(T1-T2)/Q
如果热阻与温度呈现线性关系,且试件能代表整体材料,试件具有足够的厚度,则材料的导热系数可用下式计算:
λ=d/R=Qd/A(T1-T2)
λ的物理意义:是在稳定传热条件下,当材料单位层厚度内的温差为1℃时,在1h内通过1m2表面积的热量。
影响材料导热系数的因素
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)物质构造金属材料>无机非金属材料>有机材料。
(2)微观结构相同组成的材料:结晶结构>微晶结构>玻璃体结构。
(3)孔隙构造。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。
(4)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,/(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。
(5)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。
(6)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。
绝热材料的类型
(1)多孔型
(2)纤维型
(3)反射型
常用保温材料
绝热材料应具备的基本条件(1)(Mk), (“W”指热功率单位”瓦”,“m”代表长度单位米,而“K”为绝对温度单位) (2)足够的抗压强度()(3)使用温度-40-60℃,在温度、湿度变化时保持尺寸稳定性,以及防火性能。
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。
(3)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。
(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