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1、第12章绝热材料和吸声材料2022/9/161第1页，共43页，编辑于2022年，星期日第12章绝热材料和吸声材料n12.1.2绝热材料的类型及基本要求n(1)多孔型n图12.1多孔材料传热过程n(2)纤维型n图12.2纤维材料传热过程n(3)反射型2022/9/162第2页，共43页，编辑于2022年，星期日第12章绝热材料和吸声材料n12.1.3常用绝热材料n(1)岩棉及矿渣棉n(2)玻璃棉n(3)膨胀蛭石n(4)膨胀珍珠岩2022/9/163第3页，共43页，编辑于2022年，星期日第12章绝热材料和吸声材料n(5)微孔硅酸钙n(6)泡沫玻璃n(7)陶瓷纤维n(8)热反射玻璃2022/9
2、/164第4页，共43页，编辑于2022年，星期日第12章绝热材料和吸声材料n(9)泡沫塑料n聚苯乙烯泡沫塑料(表观密度为2050kg/m3，导热系数为0.038-0.047W/mK)n聚氯乙烯泡沫塑料(表观密度为12-75kg/m3，导热系数为0.031-0.045W/mK)n聚氨酯泡沫塑料(表观密度为30-65kg/m3，导热系数为0.0350.042W/mK)n尿醛泡沫塑料2022/9/165第5页，共43页，编辑于2022年，星期日第12章绝热材料和吸声材料n12.2吸声、隔声材料n12.2.1吸声材料及其构造n(1)多孔吸声材料n(2)柔性吸声材料n(3)帘幕吸声体2022/9/16
3、6第6页，共43页，编辑于2022年，星期日第12章绝热材料和吸声材料n(4)悬挂空间吸声体n(5)薄板振动吸声结构n(6)穿孔板组合共振吸声结构2022/9/167第7页，共43页，编辑于2022年，星期日第12章绝热材料和吸声材料n常用材料的吸声系数n表12.2常用材料的吸声系数2022/9/168第8页，共43页，编辑于2022年，星期日第12章绝热材料和吸声材料n12.2.2隔声材料n隔空气声n隔固体声2022/9/169第9页，共43页，编辑于2022年，星期日第12章绝热材料和吸声材料n思考题n(1)何谓绝热材料?建筑上使用绝热材料有何意义?2022/9/1610第10页，共43页
4、，编辑于2022年，星期日第12章绝热材料和吸声材料n(2)绝热材料为什么总是轻质的?使用时为什么一定要防潮?2022/9/1611第11页，共43页，编辑于2022年，星期日第12章绝热材料和吸声材料n(3)试述含水量对绝热材料性能的影响。2022/9/1612第12页，共43页，编辑于2022年，星期日第12章绝热材料和吸声材料n(4)何谓吸声材料?材料的吸声性能用什么指标表示?2022/9/1613第13页，共43页，编辑于2022年，星期日附录2022/9/1614第14页，共43页，编辑于2022年，星期日绝热材料n控制室内热量外流的材料叫做保温材料n防止热量进入室内的材料叫做隔热材
5、料n保温、隔热材料统称为绝热材料。2022/9/1615第15页，共43页，编辑于2022年，星期日导热系数式中：导热系数，W(mK)；Q总传热量，J；a材料厚度，m；A热传导面积，m2；t热传导时间，h；T2T1材料两面温度差，K。2022/9/1616第16页，共43页，编辑于2022年，星期日比热容c 式中：C材料比热容，J/(gK)Q材料吸收或放出的热量，J；m材料的质量，g；T2-T1材料受热或冷却前后温差,K。2022/9/1617第17页，共43页，编辑于2022年，星期日典型材料n铜：导热系数最大n静止空气：导热系数最小(隔热)n导热系数小于0.175WmK的材料称为绝热材料。
6、如：松木(横纹)、静止空气、泡沫塑料等。(另见12.1.3常用绝热材料)n水：比热容最大(保温)2022/9/1618第18页，共43页，编辑于2022年，星期日多孔型绝热材料n空气的导热系数仅为0.029WmK，大大小于固体的导热系数，故热量通过气孔传递的阻力较大n孔隙的存在使热量在固相中的传热路线大大增加，从而传热速度大为减缓。n以上就是含有大量气孔的材料能起绝热作用的原因。2022/9/1619第19页，共43页，编辑于2022年，星期日多孔材料传热过程n传导：主n辐射：小n对流：小2022/9/1620第20页，共43页，编辑于2022年，星期日纤维型n纤维的存在使热量在固相中的传热路
7、线大大增加，传热速度大为减缓。n传热方向和纤维方向垂直时的绝热性能比传热方向和纤维方向平行时要好。2022/9/1621第21页，共43页，编辑于2022年，星期日纤维材料传热过程n纤维的存在使热量在固相中的传热路线大大增加，传热速度大为减缓。2022/9/1622第22页，共43页，编辑于2022年，星期日反射型n利用某些材料对热辐射的反射作用(如铝箔的热反射率为0.95)，在需要绝热的部位表面贴上这种材料，就可以将绝大部分外来热辐射(如太阳光)反射掉，从而起到绝热的作用。2022/9/1623第23页，共43页，编辑于2022年，星期日岩棉及矿渣棉n岩棉：熔融岩石喷吹制成n矿渣棉：熔融矿渣
8、喷吹制成n岩棉和矿渣棉统称矿物棉n表观密度为45-150kgm3，导热系数为0.049-0.044WmKn缺点：吸水性大，弹性小2022/9/1624第24页，共43页，编辑于2022年，星期日玻璃棉n玻璃棉：用压缩空气将融化后从流口流出的玻璃喷吹形成的乱向玻璃纤维。n表观密度为10120kgm3，导热系数为0.041-0.035WmK2022/9/1625第25页，共43页，编辑于2022年，星期日膨胀蛭石n蛭石：一种复杂的镁、铁含水铝硅酸盐矿物，由云母类矿物经风化而成，具有层状结构。n膨胀蛭石：将天然蛭石破碎、预热后快速煅烧，使蛭石膨胀20-30倍n表观密度87-900kgm3，导热系数为
9、0.0460.07WmK2022/9/1626第26页，共43页，编辑于2022年，星期日膨胀珍珠岩n珍珠岩：由地下喷出的熔岩在地表水中急冷而成，具有类似玉髓的隐晶结构。n膨胀珍珠岩：将珍珠岩砂破碎、预热后，快速煅烧，使体积膨胀约20倍n堆积密度为40500kgm3，导热系数为0.0470.07WmK2022/9/1627第27页，共43页，编辑于2022年，星期日微孔硅酸钙n微孔硅酸钙：以石英砂、普通硅石或活性高的硅藻土以及石灰为原料经过水热合成。n以托贝莫来石为主要水化产物的微孔硅酸钙，其表观密度约为200kgm3，导热系数约为0.047WmK；n以硬硅钙石为主要水化产物的微孔硅酸钙，其表
10、观密度约为230kgm3，导热系数约为0.056WmK。2022/9/1628第28页，共43页，编辑于2022年，星期日泡沫玻璃n泡沫玻璃：用玻璃粉和发泡剂配成的混合料经煅烧得到的多孔材料。n气相体积占80-95。n发泡气体：碳酸气、一氧化碳、硫化氢、氧气、氮气等。n气孔是独立的。n表观密度为150-600kgm3，导热系数为0.058-0.128WmK2022/9/1629第29页，共43页，编辑于2022年，星期日陶瓷纤维n陶瓷纤维：采用氧化硅、氧化铝为原料，经高温熔融、喷吹制成。n表观密度为140-190kgm3，导热系数为0.044-0.049WmK2022/9/1630第30页，共
11、43页，编辑于2022年，星期日热反射玻璃n热反射玻璃：在平板玻璃表面采用一定方法涂敷金属或金属氧化膜制得。n热反射率达40。2022/9/1631第31页，共43页，编辑于2022年，星期日泡沫塑料n以各种树脂为基料，加入一定剂量的发泡剂、催化剂、稳定剂等辅助材料，经加热发泡而制成。2022/9/1632第32页，共43页，编辑于2022年，星期日吸声与隔声n吸声性：声能穿透材料和被材料消耗的性质。n隔声性：阻止声波在空气和固体中的传播(隔绝声音)。2022/9/1633第33页，共43页，编辑于2022年，星期日吸声材料n吸声材料：125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000
12、Hz、4000Hz等6个频率的平均吸声系数大于0.2的材料。n吸声材料大多为轻质、疏松、多孔的，孔隙在70以上。n常用的吸声材料：玻璃棉、岩棉、矿棉等纤维材料及板、毡、石膏板、纤维板等。2022/9/1634第34页，共43页，编辑于2022年，星期日多孔吸声材料n声波进入材料内部互相贯通的孔隙，空气分子受到摩擦和粘滞阻力，使空气产生振动，从而使声能转化为机械能，最后因摩擦而转变为热能被吸收。n多孔材料的吸声系数，一般从低频到高频逐渐增大，故对中频和高频的声音吸收效果较好。n材料中开放的、互相连通的、细微的气孔越多，其吸声性能越好。2022/9/1635第35页，共43页，编辑于2022年，星
13、期日柔性吸声材料n具有密闭气孔和一定弹性的材料，如泡沫塑料，声波引起的空气振动不易传至其内部，只能相应地产生振动，在振动过程中由于克服材料内部的摩擦而消耗了声能，引起声波衰减。2022/9/1636第36页，共43页，编辑于2022年，星期日帘幕吸声体n用具有通气性能的纺织品，安装在离墙面或窗洞一定距离处，背后设置空气层。2022/9/1637第37页，共43页，编辑于2022年，星期日悬挂空间吸声体n悬挂于空间的吸声体，增加了有效的吸声面积，加上声波的衍射作用，大大提高了实际的吸声效果。2022/9/1638第38页，共43页，编辑于2022年，星期日薄板振动吸声结构n将胶合板、薄木板、纤维
14、板、石膏板等的周边钉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。2022/9/1639第39页，共43页，编辑于2022年，星期日穿孔板组合共振吸声结构n穿孔的各种材质薄板周边固定在龙骨上，并在背后设置空气层即成穿孔板组合共振吸声结构。2022/9/1640第40页，共43页，编辑于2022年，星期日隔空气声n防止空气的振动。n采用轻质材料或薄壁材料，辅以多孔吸声材料或采用夹层结构，如夹层玻璃就是一种很好的隔声材料。2022/9/1641第41页，共43页，编辑于2022年，星期日隔固体声n防止固体撞击或振动。n选用密实、沉重的材料(如粘土砖、钢板、钢筋混凝土等)作为隔声材料。n采用不连续的结构，如：在墙壁和承重梁之间、房屋的框架和墙板之间加弹性衬垫(如毛毡、软木、橡皮等)材料或在楼板上加弹性地毯。2022/9/1642第42页，共43页，编辑于2022年，星期日2022/9/1643第43页，共43页，编辑于2022年，星期日