土木工程材料讲稿第十一章绝热材料
建料讲稿第11章绝热材料
(α),用公式表示为E
E0
5. 关于隔热材料的概念
隔热材料应能阻抗室外热量的传入,以及减小室 外空气温度波动对内表面温度影响。材料隔热性能 的优劣,不仅与材料的导热系数有关,而且与导温 系数、蓄热系数有关。
在建筑中,围护结构隔热设计时,除了采用隔热材 料外,还可刷、浅色涂层和浅色 面砖等;窗户采用绝热薄膜;
薄板共振吸声结构系采用薄板钉牢在靠墙 的木龙骨上,薄板与板后的空气层构成了 薄板共振吸声结构。 穿孔板吸声结构是 用穿孔的胶合板、纤维板、金属板或石膏 板等为结构主体,与板后的墙面之间的空 气层(空气层中有时可填充多孔材料)构 成吸声结构。该结构吸声的频带较宽,对 中频的吸声能力最强。
4. 关于隔声材料的概念
设置通风层,如通风屋顶、通风墙等;
采用多排孔的混凝土或轻骨料混凝土空心砌块墙体。
采用蓄水屋顶、有土或无土植被屋顶,以及墙面垂 直绿化等。
第三节 吸声材料
1. 材料吸声的原理及技术指标
声音起源于物体的振动,它迫使邻近的空气跟着振 动而成为声波,并在空气介质中向四周传播。 当声 波遇到材料表面时,一部分被反射
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。通常采用常用规定 的 六 个 频 率 : 125 、 250 、 500 、 1000 、 2000 、 4000 Hz。任何材料对声音都能吸收,只是吸收程度有很 大的不同。通常是将对上述六个频率的平均吸声系 数大于0.2的材料,列为吸声材料。
陈志源《土木工程材料》(第3版)(章节题库 第十一章 其他工程材料)【圣才出品】
第十一章其他工程材料一、名词解释1.导热系数答:导热系数是指在稳定传热条件下,当材料层单位厚度内的温差为1℃时,在1h内通过1m2表面积的热量。
计算公式为:。
2.何谓隔声材料答:建筑上将主要起隔绝声音作用的材料称为隔声材料,隔声材料主要用于外墙、门窗、隔墙、隔断等。
隔声可分为隔绝空气声(通过空气传播的声音)和隔绝固体声(通过撞击或振动传播的声音)两种。
两者的隔声原理截然不同。
对于空气声隔声,主要服从质量定律,应选用密实的材料作为隔声材料。
至于固体声的隔声,最有效的措施是采用不连续的结构处理,即在墙壁和承重梁之间、房屋的框架和墙板之间加弹性衬垫。
二、填空题1.热量的传递方式有三种:、和。
【答案】传导换热;对流换热;辐射换热2.对绝热材料的基本要求是:导热系数,表观密度。
【答案】小于0.23W/(m·K);小于600kg/m3【解析】对绝热材料的基本要求是:导热系数小于0.23W/(m·K),表观密度小于600kg/m3,有足够的抗压强度(一般不低于0.3MPa)。
除此以外,还要根据工程的特点,考虑材料的吸湿性、温度稳定性、耐腐蚀性等性能以及技术经济指标。
绝热材料一般系轻质、疏松的多孔体、松散颗粒及纤维状的材料。
3.评价绝热材料的基本参数是。
【答案】导热系数【解析】评价绝热材料的基本参数是导热系数,导热系数是指在稳定传热条件下,1m 厚的材料,两侧表面的温差为1度(K,℃),在1h内通过1平方米面积传递的热量。
导热系数能说明材料本身热量传导能力的大小。
4.空气、冰、水的导热系数λ空气、λ冰、λ水各不相同,其导热系数的大小关系为。
【答案】λ冰>λ水>λ空气【解析】冰的导热系数最大,水的导热系数次之,空气最小。
三、选择题1.保温隔热材料的导热系数与下列因素的关系,以下不正确的是()。
A.容量较小的材料,其导热系数也较小B.材料吸湿受潮后,其导热系数减少C.材料的温度升高以后,其导热系数就增大D.对于各向异性的材料,当热流平行于纤维的延伸方向时,其导热系数就增大【答案】B【解析】影响保温隔热材料导热系数的因素有:①构成材料的导热系数受自身物质的化学组成和分子结构影响。
土木工程材料第十一章其他工程材料ppt课件
▪ 墙面贴饰纤维资料:墙布织物
▪ 挂帷遮饰纤维资料:薄型窗纱,中、厚型窗帘,垂直帘,横 帘,卷帘,帷幔等
▪ 纤维工艺美术品纤维资料:平面挂毯、立体型现代艺术壁挂
11.4 新型防水资料
▪ 一、防水卷材 ▪ 高聚物改性沥青防水卷材:SBS改性沥青防水卷材和APP
改性沥青防水卷材 ▪ 合成高分子防水卷材:三元乙丙橡胶〔EPDM〕防水卷材
▪ 隔声性
▪
空气声:“质量定律〞,应选用表观密度大的资料
▪
固体声:隔断其声波的延续传送
11.3 装饰资料
▪ 一、装饰资料的分类 ▪ 内墙、金属装饰资料、 陶瓷砖等。 ▪ 地面装饰资料:地毯、 石材、陶瓷砖、木地板、
塑料地板、涂料以及其它特殊功能地板等。
▪ 装饰玻璃:白片玻璃和磨砂玻璃、压花玻璃和喷花玻璃、有 色玻璃、幕墙玻璃、泡沫玻璃、玻璃空心砖、玻璃锦砖、镜 子玻璃等。
▪ 铸石:以玄武岩、辉绿岩及某些工业废渣等较低熔点的矿物 为原料,经配料和高温熔化后浇注成型,并经冷却结晶和退 火,再经加工制成所需的产品。
▪ 六、纤维类装饰资料
▪ 地面装饰纤维资料:地毯
▪ 影响吸声资料吸声效果的主要要素如下: 资料的 表观密度、资料的厚度和孔隙特征。
11.2 吸声资料和隔声资料
▪ 二、隔声资料
▪ 资料的隔声才干可经过资料对声波的透射系数(τ)来衡量 :τ=Er/Eo
▪ 式中:τ—声音透射系数;
▪
Er—透过资料的声能;
▪
Eo—入射总声能。
▪ 资料对声波的透射系数越小,隔声性能越好。工程上常用 构件的隔声量R(dB)来表示构件对空气声隔绝才干,它与 透射系数的关系是R=-10lgτ。必需指出,吸声资料性能好 的资料,不能简单地把它们作为隔声资料来运用。
土木工程材料之绝热材料和吸声材料39534
采用多排孔的混凝土或轻骨料混凝土空心砌块墙体 。
采用蓄水屋顶、有土或无土植被屋顶,以及墙面垂 直绿化等。
第三节 吸声材料
1. 材料吸声的原理及技术指标
声音起源于物体的振动,它迫使邻近的空气跟着振 动而成为声波,并在空气介质中向四周传播。 当声 波遇到材料表面时,一部分被反射
(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,而水的λ为0.58W/( m·K),比空气的λ=0.029W/(m·K)大20倍左 右。如果孔隙中的水结成了冰,则冰的λ=2.33 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。
(2) 泡沫玻璃。它是采用碎玻璃加入1%~2%发泡 剂(石灰石或碳化钙),经粉磨、混合、装模,在 800℃下烧成后形成含有大量封闭气泡(直径0.1~5mm )的制品。它具有导热系数小、抗压强度和抗冻性高、 耐久性好等特点,且易于进行锯切、钻孔等机械加工, 为高级保温材料,也常用于冷藏库隔热。
(3) 多孔混凝土和轻骨料混凝土。
5. 关于隔热材料的概念
隔热材料应能阻抗室外热量的传入,以及减小室 外空气温度波动对内表面温度影响。材料隔热性能 的优劣,不仅与材料的导热系数有关,而且与导温 系数、蓄热系数有关。
在建筑中,围护结构隔热设计时,除了采用隔热材 料外,还可以采取其他措施,起到隔热的效果,如 ::
外表面做浅色饰面,如浅色粉刷、浅色涂层和浅色 面砖等;窗户采用绝热薄膜;
第二节 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。
土木工程材料教学课件第-十二章绝热与隔声材料
❖ 绝热材料又称保温隔热材料,系指对热流具有显著 阻抗性的材料或材料复合体。
❖ 绝热材料在建筑物中可以起到保温隔热作用,一般 将材料阻抗室内热量外流的功能称为保温,将材料 阻抗室外热量流入室内的功能称为隔热。
❖ 材料保温隔热性能的好坏由材料的导热系数的大小 来评价,导热系数越小,保温隔热性能越好,反之 亦然。
❖ 分别测量材料在六个频率下的吸声系数,然后计算六个值 的算术平均值或加权平均值,作为材料的吸声系数。
3、材料的吸声原理
❖ 材料通过三种方式将入射的声能转变换成机械内部的微孔,与孔壁发生摩擦 转换为热能被吸收;
➢ 其二是通过入射声波使材料振动,将声能转换为机械振 动能被吸收;
硅酸铝纤维及其制品的技术性能
❖ 耐高温性能是所有绝热材料中最高的。 ❖ 导热系数小,在高温区的热传导率很小。 ❖ 表观密度小,一般在90~220kg/m3。 ❖ 热稳定性好,即使温度急剧变化,也不会产生结
构应力。 ❖ 化学稳定性好,除强碱、氢氟酸、磷酸外,几乎
不受其它化学品的侵蚀。 ❖ 吸声性能优良。 ❖ 纤维直径为2~3m,长度为50mm。
(6)温 度
❖ 由于辐射传热的影响,多孔材料的导热系 数一般随着温度的升高而增大,二者之间 的关系常简化成下式: = b + bTpj
式中:b——常温下材料的导热系数;
b——系数; Tpj——内外表面的平均温度。
3、提高材料或复合体的绝热性能的途径
❖ 降低材料的表观密度,使其表观密度符合绝热最佳密度。 ❖ 在其他条件允许的情况下,尽量使用有机高分子材料或无
2、热物理量的影响因素
❖ 材料的组成与结构 ❖ 材料的表观密度 ❖ 孔隙的大小与特征 ❖ 湿度或含水率 ❖ 热流方向 ❖ 温度
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土木工程材料
薄板共振吸声结构系采用薄板钉牢在靠墙的木龙骨上, 薄板与板后的空气层构成了薄板共振吸声结构。 穿孔 板吸声结构是用穿孔的胶合板、纤维板、金属板或石 膏板等为结构主体,与板后的墙面之间的空气层(空 气层中有时可填充多孔材料)构成吸声结构。该结构 吸声的频带较宽,对中频的吸声能力最强。
土木工程材料
土木工程材料
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。通常采用常用规定的六个频率: 125、250、500、1000、2000、4000 Hz。任何材料对声 音都能吸收,只是吸收程度有很大的不同。通常是将对 上述六个频率的平均吸声系数大于0.2的材料,列为吸 声材料。 吸声材料大多为疏松多孔的材料,如矿渣棉、毯子等, 其吸声机理是声波深入材料的孔隙,且孔隙多为内部互 相贯通的开口孔,受到空气分子摩擦和粘滞阻力,以及 使细小纤维作机械振动,从而使声能转变为热能。这类 多孔性吸声材料的吸声系数,一般从低频到高频逐渐增 大,故对高频和中频的声音吸收效果较好。
土木工程材料
3. 多孔性保温隔热材料 (1) 微孔硅酸钙制品。微孔硅酸钙制品是用粉状二氧 化硅材料(硅藻土)、石灰、纤维增强材料及水等经 搅拌、成型、蒸压处理和干燥等工序而制成。用于围 护结构及管道保温。 (2) 泡沫玻璃。它是采用碎玻璃加入1%~2%发泡 剂(石灰石或碳化钙),经粉磨、混合、装模,在 800℃下烧成后形成含有大量封闭气泡(直径0.1~ 5mm)的制品。它具有导热系数小、抗压强度和抗冻 性高、耐久性好等特点,且易于进行锯切、钻孔等机 械加工,为高级保温材料,也常用于冷藏库隔热。
土木工程材料
(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,而水的λ为0.58W
/(m· K),比空气的λ=0.029W/(m· K)大20倍左
右。如果孔隙中的水结成了冰,则冰的λ=2.33 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。
玻璃纤维)、石膏砂浆(掺有水泥、石棉纤维)、水
泥膨胀珍珠岩板、矿渣棉、沥青矿渣棉毡、玻璃棉、
起细玻璃棉、泡沫玻璃、泡沫塑料、软木板、木丝板、
穿孔纤维板、工业毛毡、地毯、帷幕等。
除了采用多孔吸声材料吸声外,还可将材料组成不同 的吸声结构,达到更好的结构。
土木工程材料
例11-1什么是绝热材料?工程上对绝热材料有哪些要求? 解 绝热材料是指导热系数(λ)值应不大于0.23W/(m· K)的 隔热保温效果好的建筑材料。 工程上首先要求绝热材料有较低的导热系数。其次,要 求绝热材料应该是轻质的,其表观密度不大于600kg/ m3。同时要满足运输、施工中强度要求(抗压强度大于 0.3MPa)。此外,还要求材料吸湿性要小,或者易于防 水,否则会明显降低保温性。 对材料的导热系数应在相对湿度为80%~85%条件 下材料达到平衡含水状态下进行测定。工程上还要求材 料施工容易,造价低廉,具有较好的技术经济效益。
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5. 关于隔热材料的概念 隔热材料应能阻抗室外热量的传入,以及减小室外空气 温度波动对内表面温度影响。材料隔热性能的优劣,不 仅与材料的导热系数有关,而且与导温系数、蓄热系数 有关。 在建筑中,围护结构隔热设计时,除了采用隔热材料外, 还可以采取其他措施,起到隔热的效果,如:: 外表面做浅色饰面,如浅色粉刷、浅色涂层和浅色面砖 等;窗户采用绝热薄膜; 设置通风层,如通风屋顶、通风墙等; 采用多排孔的混凝土或轻骨料混凝土空心砌块墙体。 采用蓄水屋顶、有土或无土植被屋顶,以及墙面垂直绿 化等。
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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。 (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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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。
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第二节 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)。
土木工程材料
•(2)蜂窝板。蜂窝板是由两块较薄的面板,牢固地 粘结在一层较厚的蜂窝状芯材两面而制成的板材,亦 称蜂窝夹层结构。蜂窝状芯材是用浸渍过合成树脂 (酚醛、聚酯等)的牛皮纸、玻璃布和铝片等,经加 工粘合成六角形空腹(蜂窝状)的整块芯材。常用的 面板为浸渍过树脂的牛皮纸、玻璃布或不经树脂浸渍 的胶合板、纤维板、石膏板等。面板必须采用合适的 胶粘剂与芯材牢固地粘合在一起,才能显示出蜂窝板 的优异特性,即具有比强度大、导热性低和抗震性好 等多种功能。
土木工程材料
2. 影响多孔性材料吸声性能的因素 (1)材料的表观密度。对同一种多孔材料(例如超细玻璃纤 维)而言,当其表观密度增大时(即空隙率减小时),对低频 的吸声效果有所提高,而对高频的吸声效果则有所降低。
(2)材料的厚度。增加多孔材料的厚度,可提高对低频的吸
声效果,而对高频则没有多大的影响。 (3)材料的孔隙特征。孔隙愈多愈细小,吸声效果愈好。如
土木工程材料
(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。
(m· K),用于填充墙壁、楼板及平屋顶,保温效果佳。可在
1000~1100℃下使用。
土木工程材料
膨胀蛭石也可与水泥、水玻璃等胶凝材料配合,制成 砖、板、管壳等用于围护结构及管道保温。 (2)膨胀珍珠岩及其制品。膨胀珍珠岩是由天然珍 珠岩、黑耀岩或松脂岩为原料,经煅烧体积急剧膨胀 (约20倍)而得蜂窝状白色或灰白色松散颗料。堆积 密度为40~300kg/m3,λ=0.025~0.048 W/(m· K), 耐热800 °C,为高效能保温保冷填充材料。 膨胀珍珠岩制品是以膨胀珍珠岩为骨料,配以适量 胶凝材料,经拌和、成型、养护(或干燥、或焙烧) 后两制成的板、砖、管等产品。
土木工程材料
例11-2材料绝热的基本原理是什么? 解 热在本质上是组成物质的分子、原子和电子等在物质 内部的移动、转动和振动所产生的能量。在任何介质中, 当存在着温度差时,就会产生热的传递现象,热能将由 温度较高的部分传递至温度较低的部分。不同的建筑材 料具有不同的保温隔热性能,主要体现在材料的导热系 数上,导热系数愈小,保温性能愈好。 传热的基本方式有热传导、热对流和热辐射三种。一般 来说,三种传热方式总是共存的,但因绝热性能良好的 材料常是多孔的,虽然在材料的孔隙内有着空气,起着 辐射和对流作用,但与热传导相比,热辐射和对流所占 的比例很小,故在建筑热工计算时通常不予考虑。
土木工程材料
第十一章:绝热材料
土木工程材料
第一节 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。绝热材料通常导热系数(λ)值应
不大于0.23W/(m· K),热阻(R)值应不小于
4.35(m2· K)/W。此外,绝热材料尚应满足:表
观密度不大于600kg/m3,抗压强度大于0.3MPa,
果孔隙太大,则效果就差。如果材料中的孔隙大部分为单独的
封闭的气泡(如聚氯乙烯泡沫塑料),则因声波不能进入,从 吸声机理上来讲,就不属多孔性吸声材料。当多孔材料表面涂 刷油漆或材料吸湿时,则因材料的孔隙被水分或涂料所堵塞, 其吸声效果亦将大大降低。
土木工程材料
3. 建筑上常用吸声材料及安装方法
建筑工程中常用吸声材料有:石膏砂浆(掺有水泥、
4. 关于隔声材料的概念 必须指出:吸声性能好的材料,不能简单地就把它们作 为隔声材料来使用。 人们要隔绝的声音按着传播的途径 可分为空气声(由于空气的振动)和固体声(由于固体 的撞击或振动)两种。对隔空气声,根据声学中的“质 量定律”,墙或板传声的大小,主要取决于其单位面积 质量,质量越大,越不易振动,则隔声效果越好,故对 此必须选用密实、沉重的材料(如粘土砖、钢板、钢筋 混凝土)作为隔声材料。对隔固体声最有效的措施是采 用不连续的结构处理,即在墙壁和承重梁之间、房屋的 框架和隔墙及楼板之间加弹性衬垫,如毛毡、软木、橡 皮等材料,或在楼板上加弹性地毯。
土木工程材料
第三节 吸声材料 1. 材料吸声的原理及技术指标 声音起源于物体的振动,它迫使邻近的空气跟着振动 而成为声波,并在空气介质中向四周传播。 当声波遇 到材料表面时,一部分被反射 另一部分穿透材料,其余的部分则传递给材料,在材 料的孔隙中引起空气分子与孔壁的摩擦和粘滞阻力,其 间相当一部分声能转化为热能而被吸收掉。这些被吸收 的能量(E)(包括部分穿透材料的声能在内)与传递 给材料的全部声能(E0)之比,是评定材料吸声性能 好坏的主要指标,称为吸声系数(α),用公式表示为 E E0