文档介绍：第十二章绝热材料和吸声材料
教学目的与要求:
(1)保温材料:保温隔热材料的作用原理,影响导热系数的主要因素,保温隔热材料的选用;
(2)吸声材料:吸声材料的作用原理、吸声材料的选用原则;
(3)了解常用的保温隔热材料和吸声材料;
重点、难点:
保温隔热材料及吸声材料的作用原理
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绝热材料分保温材料和隔热材料
1)保温材料:指的是控制室内热量外流的建筑材料;绝热材料通常导热系数(λ)/(m·K),热阻(R)(m2·K)/W。此外,绝热材料尚应满足:表观密度不大于600kg/m3,,构造简单,施工容易,造价低等。
2)隔热材料:指的是控制室外热量进入室内的建筑材料;
绝热材料的应用:
(1)主要应用于建筑物墙体和屋顶的保温绝热;
(2)热工设备、热力管道的保温;
(3)冷藏室及冷藏设备上也大量使用。
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绝热材料的基本性能
1 导热系数:
导热性:当材料的两表面出现温度差时,热量自动从高温的一面向低温的一面传导,材料的这种传递热量的性质,叫做导热性;
导热性一般用导热系数来表示;
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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)材料的性质。
不同的材料其导热系数是不同的,一般说来,导热系数值以金属最大,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。
2. 影响材料导热系数的因素
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(2)表观密度与孔隙特征
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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(3)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。
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(4)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。
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(5)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。
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常用绝热材料分类
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建筑上常用保温材料
1. 纤维状保温隔热材料
(1)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。一般用于围护结构和管道保温。
(2)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。
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