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第十七讲绝热吸声材料

建筑功能材料绝热材料吸声材料建筑防火材料浙江林学院园林学院龙江2007.111、什么是绝热材料？2、影响绝热材料热导率的基本因素是什么？3、什么是吸声材料？试述多孔材料、穿孔材料及薄板共振结构的吸声原理。

4、熟悉并列表比较四种玻璃绝热材料的特点。

建筑功能材料绝热材料吸声材料建筑防火材料浙江林学院园林学院龙江2007.11在建筑中，习惯上将用于控制室内外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隔热材料。

保温、隔热材料统称为绝热材料。

绝热材料应具有较小的传导热量的能力，主要用于建筑物墙壁和屋面的保温；也用于热力设备及管道的保温及制冷工程和设备的隔热。

绝热材料按其成分分为有机绝热材料和无机绝热材料两种。

第一节绝热材料建筑功能材料绝热材料吸声材料建筑防火材料浙江林学院园林学院龙江2007.11影响材料导热系数的主要因素主要因素有：材料的化学成分、微观结构、孔结构、湿度、温度和热流方向等。

1）化学成分和微观结构不同化学成分的材料其导热性能有很大的差异，如金属材料的导热系数都比非金属材料大的多，所以建筑绝热材料几乎没有金属材料。

但对于多孔的绝热材料，无论固体部分的微观结构属玻璃体或晶体，和孔隙中的空气相比，还是气体对导热系数的影响更大。

建筑功能材料绝热材料吸声材料建筑防火材料浙江林学院园林学院龙江2007.112）孔结构材料的孔结构包括两方面的含义：孔隙率与孔隙特征。

在孔隙特征相近的情况下，在工程上可用体积密度来代替孔隙率以表征孔结构对导热性能的影响。

体积密度越小，孔隙率越大，即在材料的表观体积内气体占的比例越大，则导热系数越小。

建筑功能材料绝热材料吸声材料建筑防火材料浙江林学院园林学院龙江2007.113）湿度材料吸湿受潮后，其导热系数就增大，在多孔材料中最为明显。

这是由于在材料的孔隙中有了水分（包括水蒸气和液态水）后，除了孔隙中剩余空气分子得到热、对流以及部分孔壁的辐射之外，孔隙中蒸汽的扩散和水分子的热传导起着主要作用。

建筑材料第九章绝热和吸声材料

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第九章绝热和吸声材料
12. 聚苯乙烯金属夹芯板聚苯乙烯金属夹芯板即用金属板夹聚苯乙烯泡沫塑料板。金属板可选用普通钢板、不锈钢板和镀锌钢板，还可做成复合夹芯板，外面为装饰板，里面用塑料复合板（涂塑钢板）。聚苯乙烯金属夹芯板的制作关键是金属板的整理，要求平整不能变形。制作时，将聚苯乙烯泡沫塑料板材切割成所需的厚度，用黏合剂将其黏结在金属板上，黏合剂一般采用双组分聚氨酯胶。
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第九章绝热和吸声材料
四、常用绝热材料及其性能
1. 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、隔声及绝缘等特性。石棉常制成石棉粉、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。 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的纤维状材料，包括短棉和超细棉两种。
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第九章绝热和吸声材料
9. 多孔混凝土多孔混凝土包括泡沫混凝土、加气混凝土和轻骨料混凝土。 10. 聚苯乙烯绝热材料由可发性聚苯乙烯树脂（EPS）加工制造的聚苯乙烯绝热材料具有优良的耐冲击性能，强度、韧性和绝热性能较好，抗酸碱能力较强，而且密度小、防水、防细菌生长、外观清洁、易着色、易切割、易成型。
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第九章绝热和吸声材料
由公式可知：Cm 越大、Q 越大、材料自身的温度变化越小，越有利于保温。
导热系数和比热是设计建筑物维护结构时进行热工计算的重要参数。选用导热系数小而比热大的建筑材料，可提高围护结构的绝热性能并保持室内温度的稳定。
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第九章绝热和吸声材料
二、绝热材料的分类
1. 按组成成分分类按化学成分不同，绝热材料可分为有机类绝热材料（如苯板、聚苯板、挤塑板、聚苯乙烯泡沫板、硬质泡沫聚氨酯、聚碳酸酯及酚醛等）、无机类绝热材料（如珍珠岩水泥板、泡沫水泥板、复合硅酸盐、岩棉、蒸压加气混凝土砌块、传统保温砂浆等）、复合材料类绝热材料（如金属夹芯板、玻化微珠、聚苯颗粒等）和保温防裂材料（如电焊网、热镀锌钢丝网、网格布等）。

绝热材料、保温材料(石油化工用)课件

具有均匀的闭孔结构，导热系数低，绝热性能好，与聚氨酯相当，优于聚苯乙烯泡沫；在火焰的直接作用下具有结碳、无滴落物、无卷曲、无熔化现象，火焰燃烧后表面形成一层“石墨泡沫”层，有效地保护层内的泡沫结构，抗火焰穿透时间可达1 小时；适用的温度范围大，短期内可在-200℃~200℃下使用，可在140℃~160℃下长期使用，优于聚苯乙烯泡沫（80℃）和聚氨酯泡沫（110℃）；酚醛分子中只含有碳、氢、氧原子，受到高温分解时，除了产生少量CO气体外，不会再产生其他有毒气体，最大烟密度为5.0%。25mm厚的酚醛泡沫板在经受 1500℃的火焰喷射10min后，仅表面略有碳化却烧不穿，既不会着火更不会散发浓烟和毒气；酚醛泡沫除了可能会被强碱腐蚀外，几乎能够耐所有无机酸、有机酸、有机溶剂的侵蚀。长期暴露于阳光下，无明显老化现象，因而具有较好的耐老化性；具有良好的闭孔结构，吸水率低，防蒸汽渗透力强，在作为隔热目的（保冷）使用时，不会出现结露；尺寸稳定，变化率小，在使用温度范围内尺寸变化率小于4%；酚醛泡沫的成本低，仅相当于聚氨酯泡沫的三分之二。
玻璃棉性能

低吸湿性，物理性质稳定施工简单，随意裁割导热系数0.04 吸水性温度范围和岩棉接近（-10 ℃——400 ℃ ）
玻璃棉照片
三、珍珠岩

珍珠岩 Perlite 珍珠岩是一种火山喷发的酸性熔岩，经急剧冷却而成的玻璃质岩石，因其具有珍珠裂隙结构而得名。珍珠岩矿包括珍珠岩，黑曜岩和松脂岩。三者的区别在于珍珠岩具有因冷凝作用形成的圆弧形裂纹，称珍珠岩结构，含水量2~6%；松脂岩具有独特的松脂光泽，含水量6~10%；黑曜岩具有玻璃光泽与贝壳状断口，含水量一般小于2%。

建筑材料( (14)

第14章绝热和吸声材料
第14章绝热和吸声材料
14.1 绝热材料 14.2 吸声材料
第14章绝热和吸声材料
14.1 绝热材料
绝热材料是用于减少结构物与环境热交换的一种功能材料，是保温材料和隔热材料的总称。在建筑工程中绝热材料主要用于墙体、屋盖的保温隔热，热工设备、热力管道的保温，有时也用于冬季施工保温，一般空调房间、冷藏室、冷库等的围护结构上也大量使用。
第14章绝热和吸声材料
2）矿棉及其制品岩棉和矿渣棉统称为矿棉。矿渣棉的原料主要是工业废料矿渣；岩棉的主要原料是天然岩石，经熔融后，用喷吹法或离心法制成。矿棉具有轻质、不燃、绝热和电绝缘等性能，且原料来源丰富，成本较低；可制成矿棉板、矿棉毡及管套等，可用于建筑的墙壁、屋顶、天花板等处的保温材料及热力管的保温材料。
第14章绝热和吸声材料
2．无机散粒状绝热材料 1）膨胀蛭石及其制品膨胀蛭石是由天然蛭石经破碎、煅烧膨胀后制成的松散颗粒状材料，λ=（0.046～0.070）W/（m·K）,最高使用温度为 1000℃～1100℃，主要用于填充墙壁、楼板及平屋顶等，保温效果好，使用时应注意防潮。膨胀蛭石除用作填充材料外，也可与水泥、水玻璃等胶凝材料配合制成砖、板、管件等用于围护结构及管道保温。
（14－1）
第14章绝热和吸声材料
当入射声能全部被吸收时，吸收系数等于1，一般材料的吸声系数在0～1之间。
材料的吸声性能除了与材料本身性质、厚度及材料的表面特征有关外，还与声音的频率及声音的入射方向有关。为了全面反映材料的吸声性能，通常采用125Hz、250Hz 500Hz、 1000Hz、2000Hz和4000Hz6个频率的吸声系数表示材料吸声的频率特征。任何材料均能不同程度地吸收声音，通常把6个频率的平均吸声系数大于0.2的材料，称为吸声材料。

第10章绝热材料和吸声材料

第十章绝热材料和吸声材料
（3）植物纤维复合板以植物纤维为主要材料加入胶结料和填料制成的保温隔热板材。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、吸声保温材料。纤维板在建筑上用途广泛，可用于墙壁、地板、屋顶等。
第十章绝热材料和吸声材料
10.1.2 常用绝热材料绝热材料按化学成分可分为有机绝热材料和无机绝热材料两个类别；按材料的构造可分为纤维状绝热材料、松散状绝热材料和多孔组织绝热材料三个类别。通常绝热材料可制成板、片、卷材或管壳等多种型式的制品。一般来说，无机绝热材料的表观密度大，不易腐蚀，耐高温；而有机绝热材料吸湿性大，不耐久，不耐高温，只能用于低温绝热。
第十章绝热材料和吸声材料
10.1.3. 超级绝热材料早在1992年，美国学者Hunt·A·J等在国际材料工程大会上就提出了超级绝热(Super insulation)材料的概念。在此之后，很多学者都陆续使用了超级绝热材料的概念。一般认为超级绝热材料是指在预定的使用条件下，其导热系数低于“无对流空气”导热系数的绝热材料。根据其特点超级绝热材料一般是纳米孔超级绝热材料。最典型的纳米孔超级绝热材料就是气凝胶。 1. 纳米孔超级绝热材料的特征 ①材料内几乎所有的孔隙都应在100 nm以下。在绝热材料中气孔尺寸是绝热性能的最主要因素，因此，只有绝热材料中的绝大部分气孔尺寸小于100 nm时，才算进入了纳米材料的范畴。 ②材料内大部分(80%以上)的气孔尺寸都应<50nm。根据分子运动及碰撞理论，气体的热量传递主要是通过高温侧的较高速度的分子与低温侧的较低速度的分子相互碰撞来进行的,由于空气中主要成分氮气和氧气的自由程均在70 nm左右,纳米孔硅质绝热材料中SiO2微粒构成的微孔尺寸小于这一临界尺寸时，材料内部就消除了对流，从本质上切断了气体分子的热传导，从而可获得比“无对流空气更低的导热系数。 ③材料应具有很低的体积密度。 ④材料在常温和设定的使用温度下,有比“无对流空气”更低的导热系数。 ⑤材料具有较好的耐高温性能。

绝热材料和吸声材料

入射声能具有较大吸收作用的材料。建筑物室内使用吸声材料，可以控制噪声，改善室内的收音条件，保持良好的音质效果，因此，吸声材料已广泛地应用于厂房噪声控制，音乐厅、影剧院、大会堂等的音质设计，以及各种工业与民用建筑中
吸声系数（α）是用来表示吸声材料吸声性能好坏的重要指标。吸声系数是指声波遇到材料表面时，被材料吸收的声能与入射给材料的声能之比，用下式表示：
2.有机绝热材料
（1）泡沫塑料
泡沫塑料质轻、保温、隔热、吸声防震。常用于屋面、墙面保温、冷库绝热和制成夹心复合板。目前我国生产的有聚苯乙烯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、聚胺脂泡沫塑料等。（2）植物纤维类绝热板植物纤维类绝热板它们的特点是质轻、导热系数小，抗震性能好，常用于天花板、隔墙板等。（3）新型防热片—窗用绝热薄膜绝热薄膜可应用于商业、工业、公共建筑、家庭寓所、宾馆等建筑物的窗户内外表面,也可用于博物馆内艺术品和绘画的紫外线防护。
二、常用的绝热材料
1.无机绝热材料
无机绝热材料由矿物类的材料经加工而成，多呈纤维状，粒状和多孔状，具有不腐蚀、不燃烧、不虫蛀和价格便宜等优点。（1）纤维状材料 ①玻璃棉及制品
玻璃棉极轻，导热系数小，化学稳定性好，不燃、不腐、吸湿性小，是一种高级的无机保温材料，常用其加工成毡、板、管壳等保温制品。用于围护结构及管道保温。
绝热材料和吸声材料
第一节绝热材料
一、绝热材料的作用及基本要求在建筑中，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。在建筑工程中绝热材料主要用于墙体和屋顶的保温绝热以及热工设备、热力管道的保温，有时由于冬季施工的保温，在冷藏室和冷藏设备上也普遍使用。

绝热材料及吸声材料

第十一章绝热材料及吸声材料第一节绝热材料从建筑节能说起，建筑节能的途径主要包括几个方面：加强围护结构的保温隔热性能、利用可再生能源、加强日常节能管理。

其中加强围护结构保温隔热性能就要用到各种绝热材料。

一、影响材料绝热性能的主要因素这要从传热的三种基本方式说起：导热、对流、辐射。

分析三种传热方式各自的特点，可以知道，影响材料绝热性能的因素包括以下几个方面：1.材质如银和空气2.材料干表观密度3.孔隙特征大孔、小孔孔是否连通比如TIM（Transparent Insulation Material)4.湿度和温度5.热流方向对于各向异性的材料（如木材），热流平行于纤维方向时导热系数更大。

二、绝热材料的常用种类1.无机绝热材料⑴纤维材料天然①石棉及其制品 0.07～0.15 W/(m·K)人造②矿棉及其制品 0.044 ～0.052 W/(m·K)③玻璃棉及其制品 0.035 ～0.041 W/(m·K)⑵松散颗粒材料①膨胀蛭石及其制品膨胀蛭石可单独使用，放在夹层中， 0.046 ～0.070 W/(m·K)也可与水泥、水玻璃等胶凝材料配合，制成板。

0.08 ～0.10 W/(m·K)②膨胀珍珠岩及其制品 0.044 ～0.150 W/(m·K)珍珠岩是一种酸性岩浆喷出而成的火山玻璃质熔岩，因具有珍珠裂隙结构而得名。

熔岩喷出地面时，岩浆剧冷，粘度增大，使大量水蒸汽未能逸散而存于玻璃质中，经地质作用形成珍珠岩矿石。

焙烧时珍珠岩受热达到软化点温度，玻璃质结构内的水汽化，产生很大的压力，使粘稠的玻璃质体积迅速膨胀，如被迅速冷却到软化点温度以下时，便形成了一种多孔的蜂窝状大小不等的颗粒，即为膨胀珍珠岩。

膨胀珍珠岩有很大的吸水性，故必须加工成憎水制品或防水制品使用。

如沥青膨胀珍珠岩具有绝热防水双重性能，故在屋面工程中应用较多。

⑶多孔制品①泡沫混凝土 0.11 ～0.170 W/(m·K)②加气混凝土 0.1 W/(m·K)左右可钉、锯、刨、不燃③泡沫玻璃 0.04 ～0.05 W/(m·K)④微孔硅酸钙制品 0.04 W/(m·K)是一种新型的绝热材料，用硅藻土和石灰作主要原料，为调节性能，再加入少量石棉和水玻璃，经拌合、成型、蒸压、烘干而成。

建筑装饰绝热、吸声材料

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13-2 吸声材料
• 评定材料吸声性能的指标，通常采用吸声系数。它是指被材料吸收的声能量(E)与传递给材料表面的全部声能(E0)之比，是评定材料吸声性能好坏的主要指标。
• 吸声系数与声音的频率及声音的入射方向有关。因此吸声系数用声音从各方向入射的吸收平均值表示，并应指出是对哪一频率的吸收。通常采用六个频率:125 Hz、 250 Hz、500 Hz、 1 000 Hz、 2 000 Hz、 4 000 Hz。通常将对上述六个频率的平均吸声系数。大于
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13-1 绝热材料
• 三、常用的绝热材料
• 绝热材料按其化学组成，可分为无机绝热材料、有机绝热材料和复合绝热材料三大类。
• 1.无机绝热材料 • 无机绝热材料是用矿物质原材料制成的材料，不易腐朽生虫，不会燃
烧，有的还能耐高温。无机绝热材料按构造可分为纤维状材料、颗粒状材料和多孔材料。 • 2.有机绝热材料 • 有机绝热材料是用有机原材料(各种树脂、软木、木丝、刨花等)制成，有机绝热材料吸湿性大，不耐久，不耐高温，只能用于低温绝热。
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13-1 绝热材料
• 二、影响材料热导率大小的主要因素
• 1.材料的化学组成及分子结构 • 不同化学成分的材料导热性能差异很大，如金属材料的热导率都比非
金属材料大得多。具有不同微观结构的材料，它们的热导率有很大的差异。一般结晶结构的最大，微晶结构的次之，玻璃体结构的最小，所以为了获得热导率较小的材料，可通过改变其微观结构的办法来实现。 • 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，即导热系数随孔隙率的增大而减小。

保温隔热材料和吸声材料

华大建材样品室保温隔热材料样品穿孔吸声石膏板岩棉毡珍珠岩和膨胀珍珠岩玻璃纤维高铝水泥耐火浇筑料聚苯乙烯颗粒陶粒聚乙烯泡沫加气混凝土聚氨酯泡沫浮石聚苯板粉煤灰沥青膨胀珍珠岩砂加气混凝土彩钢夹芯板现场发泡聚氨酯铝箔面聚氨酯夹芯板石粉加气混凝土浮石彩钢聚苯夹芯板轻质混凝土复合墙板陶粒聚苯颗粒加气混凝土粉煤灰微孔硅酸钙铝箔面聚氨酯夹芯板聚苯颗粒珍珠岩和膨胀珍珠岩石棉岩棉毡穿孔吸声石膏板轻质混凝土复合墙板浮石现场发泡聚氨酯三保温隔热材料的选用及基本要求选用保温隔热材料时应满足的基本要求是
3. 多孔吸声材料往往易于吸湿，安装时应考虑到湿胀干缩的影响。
4. 选用的吸声材料应不易虫蛀、腐朽，且不易燃烧。
5. 应尽可能选用吸声系数较高的材料。 6. 安装吸声材料时应注意勿使材料的表面细孔被油漆的漆膜堵塞而降低其吸声效果。
有些吸声材料的名称与保温隔热材料相同，都属多孔性材
料，但在材料的孔隙特征上有着完全不同的要求。保温隔热材料要求具有封闭的互不连通的气孔，这种气孔愈多其绝热性能愈好；而吸声材料则要求具有开放的互相连通的气孔，这种气孔愈多其吸声性能愈好。
3. 材料的湿度。
材料吸湿受潮后，其导热系数增大，这在多孔材料中最为明显。因此，保温隔热材料应特别注意防水防潮。蒸汽渗透是值得注意的问题。水蒸汽能从温度较高的一侧渗入材料，当水蒸汽在材料孔隙中达到最大饱和度时就凝结成水，从而使温度较低的一侧表面上出现冷凝水滴，这不仅大大提高了导热性，而且还会降低材料的强度和耐久性。防止的方法是在可能出现冷凝水的界面上，用沥青卷材、铝箔或塑料薄膜等憎水性材料加做隔蒸汽层。
2. 薄板振动吸声结构
薄板振动吸声结构的特点是具有低频吸声特性，同时还有助于声波的扩散。建筑中常用胶合板、薄木板、硬质纤维板、石膏板、石棉水泥板或金属板等，把它们固定在墙或顶棚的龙骨上，并在背后留有空气层，即成薄板振动吸声结构。

建筑装饰材料之吸声绝热材料

13.3 常用吸声板材
13.3.1 矿棉装饰吸声板
矿棉装饰吸声板，是以矿渣棉为主要原料，加入适量粘合剂，经加压、烘干、饰面等工艺加工而成，具有轻质、吸声、防火、保温、隔热、装饰效果好等优异性能，适用于宾馆、会议大厅、写字楼、机场候机大厅、影剧院等公共建筑吊顶装饰。
13.3.1.1 矿棉装饰吸声板的品种与规格
产品具有轻质、吸声、防火、隔热、保温、装饰美观、施工方便等特点，适用于宾馆、大厅、影剧院、音乐厅、体育馆、会场、船舶及住宅的室内吊顶。
13.3.3 珍珠岩装饰吸声板
珍珠岩装饰吸声板又名珍珠岩吸声板，系以膨胀珍珠岩粉及石膏、水玻璃配以其他辅料，经拌和加工，加入配筋材料压制成型，并经热处理固化而成。
13.2.4 隔声材料
能减弱或隔断声波传递的材料称为隔声材料。人们要隔绝的声音按其传播途径可分为空气声（由于空气的振动）和固体声（由于固体撞击或振动）两种。
对空气声的隔绝，主要是依据声学的“质量定律”，即材料的密度越大，越不易受声波作用而产生振动。
对固体声隔绝的最有效措施是断绝其声波继续传递的途径，即在产生和传递固体声波的结构层中加入具有一定弹性的衬垫材料
13.2.3 吸声材料的分类
吸声材料和吸声结构的种类很多，按其材料结构状况可分为如表13.1中所列的几类。
表13.1 吸声材料（结构）类型
结构类型
纤维状多孔吸声材料颗粒状
泡沫状单个共振器穿孔板共振吸声结构共振吸声结构薄板减振吸声结构薄膜共振吸声结构特殊吸声结构空间吸声体、吸声尖劈等
珍珠岩是一种酸性火山玻璃质岩石，内部含有3%～6%的结合水。
(5)膨胀蛭石及其制品膨胀蛭石是由天然矿物蛭石经烘干、破碎、