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1、第12章绝热材料本讲稿第一页，共二十六页绝热材料的种类及使用要点绝热材料的种类及使用要点绝热材料按照它们的化学组成可以分为无机绝热材料和有机绝热绝热材料按照它们的化学组成可以分为无机绝热材料和有机绝热材料。材料。1.常用无机绝热材料常用无机绝热材料(1)多孔轻质类无机绝热材料多孔轻质类无机绝热材料(2)纤维状纤维状无无机绝热材料机绝热材料1)矿物棉矿物棉2)玻璃纤维玻璃纤维(3)泡沫状泡沫状无无机绝热材料机绝热材料1)泡沫玻璃泡沫玻璃2)多孔多孔混凝土混凝土2.常用有机绝热材料常用有机绝热材料(1)泡沫塑料泡沫塑料(2)硬质泡沫橡胶硬质泡沫橡胶 本讲稿第二页，共二十六页影响材料导热系数的因素影
2、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：系数愈小，保温性能愈好。材料的导热系数受以下因素影响：（）材料的性质。不同的材料其导热系数是不同的，一般说（）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。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
3、最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）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。态或玻璃态对其影响都不大。本讲稿第三页，共二十六页（）表观密度与孔隙特征。由于材料中固体物质的导热能力比（）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。就小。在孔隙率相同的条
4、件下，孔隙尺寸愈大，导热系数就愈大；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。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），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。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因此这类材料存在一最佳表观密度，即
5、在这个表观密度时导热系数最小。最小。本讲稿第四页，共二十六页（）湿度。（）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。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，而水的扩散和水分子的热传导将起主要传热作用，而水的为为0.58（），比），比空气的空气的=0.029（）大）大20倍左右。如果孔隙中的水结成了冰，则冰的倍左右。如果孔隙中的水结成了冰，则冰的=2.33（），其结果使材料的导热系数更加增大。
6、故绝热材料在应），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。用时必须注意防水避潮。（）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（）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。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，当温度在但这种影响，当温度在50范围内时并不显著，只有对处于高温或负范围内时并不显著，只有对处于高温或负温下的材料，才要考虑温度的影响。温下的材料，才要考虑温度的影响。（）热流方向。对于各向异性的材料
7、，如木材等纤维质的材料，当热流平行于（）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。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。本讲稿第五页，共二十六页建筑上常用保温材料建筑上常用保温材料1.纤维状保温隔热材料纤维状保温隔热材料（）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（）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。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
8、棉纸板、石棉毡等制品，用于建筑工程的高效能保温常制成石棉粉、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。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）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、棉
9、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、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。吸声材料，以及热力管道的保温材料。本讲稿第六页，共二十六页（）玻璃棉及其制品。玻璃棉是用玻璃原料或碎玻璃经熔融（）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。后制成纤维状材料，包括短棉和超细棉两种。（）植物纤维复合板。系以植物纤维为主要材料加入胶结料（）植物纤维复合板。
10、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。序制成的一种轻质、吸声、保温材料。本讲稿第七页，共二十六页2.散粒状保温隔热材料散粒状保温隔热材料（1）膨胀蛭石及其制品。蛭石是一种天然矿物，经）膨胀蛭石及其制品。蛭石是一种天然矿物，经8501000C燃烧，体
11、积燃烧，体积急剧膨胀急剧膨胀(可膨胀可膨胀20倍倍)而成为松散颗粒，其堆积密度为而成为松散颗粒，其堆积密度为80200kgm3，导热系数，导热系数0.0460.07W/(mK)，用于填充墙壁、楼板及平屋顶，保，用于填充墙壁、楼板及平屋顶，保温效果佳。可在温效果佳。可在10001100下使用。下使用。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。等用于围护结构及管道保温。（）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（）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
12、煅烧体积急剧膨胀（约松脂岩为原料，经煅烧体积急剧膨胀（约20倍）而得蜂窝状白色或灰白倍）而得蜂窝状白色或灰白色松散颗料。堆积密度为色松散颗料。堆积密度为40300kgm3，=0.0250.048()，耐，耐热热800C，为高效能保温保冷填充材料。，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、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。养护（或干燥、或焙烧）后两制成的板、砖、管等产品。本讲稿第八页，共二十六页3.多孔性保温隔热材料多孔性保温隔热材料()微孔硅酸钙制品。微孔硅
13、酸钙制品是用粉状二氧化硅材料（硅藻土）、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。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。用于围护结构及管道保温。()泡沫玻璃。它是采用碎玻璃加入发泡剂（石灰石或碳化钙），泡沫玻璃。它是采用碎玻璃加入发泡剂（石灰石或碳化钙），经粉磨、混合、装模，在经粉磨、混合、装模，在800下烧成后形成含有大量封闭气泡（直径下烧成后形成含有大量封闭气泡（直径0.15mm）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）的制品。它具有导
14、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。冷藏库隔热。()多孔混凝土和轻骨料混凝土。多孔混凝土和轻骨料混凝土。(4)泡沫塑料。泡沫塑料是以合成树脂为基料，加入一定剂量的发泡剂、催泡沫塑料。泡沫塑料是以合成树脂为基料，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的轻质保温、防震材料。目前我化剂、稳定剂等辅助材料经加热发泡而制成的轻质保温、防震材料。目前我国生产的有聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯及国生产的有聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯及脲醛树脂等泡沫塑料
15、。脲醛树脂等泡沫塑料。本讲稿第九页，共二十六页4.其他保温隔热材料其他保温隔热材料（）软木板。软木也叫栓木。软木板是用栓皮、栎树皮或（）软木板。软木也叫栓木。软木板是用栓皮、栎树皮或黄菠萝树皮为原料，经破碎后与皮胶溶液拌和，再加压成型，黄菠萝树皮为原料，经破碎后与皮胶溶液拌和，再加压成型，在在80的干燥室中干燥一昼夜而制成。软木板具有表观密度的干燥室中干燥一昼夜而制成。软木板具有表观密度小，导热性低，抗渗和防腐性能高等特点。小，导热性低，抗渗和防腐性能高等特点。（2）蜂窝板。蜂窝板是由两块较薄的面板，牢固地粘结在一层）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
16、的板材，亦称蜂窝夹层结构。蜂窝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、地粘合在
17、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。导热性低和抗震性好等多种功能。本讲稿第十页，共二十六页5.关于隔热材料的概念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。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
18、隔热的效果，如：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；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；窗户采用绝热薄膜；设置通风层，如通风屋顶、通风墙等；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。采用蓄水屋顶、有土或无土植被屋顶，以及墙面垂直绿化等。本讲稿第十一页，共二十六页吸声材料吸声材料1.材料吸声的原理及技术指标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
19、动而成为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。声波，并在空气介质中向四周传播。当声波遇到材料表面时，当声波遇到材料表面时，一部分被反射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（）一部分声能转化为热能而被吸收掉。这些被吸收的能量（）（包括部分穿透材料的声能在内）与传递给材料的全部声能（包括部分穿透材料的声能在内）与传递给材料的全部声能
20、（E0）之比，是评定材料吸声性能好坏的主要指标，称为吸声系）之比，是评定材料吸声性能好坏的主要指标，称为吸声系数（数（），用公式表示（），用公式表示（P191）本讲稿第十二页，共二十六页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：率的吸收。通常采用常用规定的六个频率：125、250、500、1000、2000、4000Hz。任何材料对声音都能吸收，只是吸收。任何材料对声音都能吸收，只是吸
21、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大于0.2的材料，列为吸声材料。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，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，一般从而使声能转变为热能。这类多孔性吸声材料的吸
22、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。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。本讲稿第十三页，共二十六页2.影响多孔性材料吸声性能的因素影响多孔性材料吸声性能的因素（）材料的表观密度。对同一种多孔材料（例如超细玻璃纤（）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。的吸声效果有所提高，而对高频的吸声效果则有所降低。（）材料的厚度。增加多孔材料的厚度，可提高对低频的吸声效（）材料的厚度。增加多
23、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。果，而对高频则没有多大的影响。（）材料的孔隙特征。孔隙愈多愈细小，吸声效果愈好。如（）材料的孔隙特征。孔隙愈多愈细小，吸声效果愈好。如果孔隙太大，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，刷油漆或材料吸湿时，则因
24、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。其吸声效果亦将大大降低。本讲稿第十四页，共二十六页3.建筑上常用吸声材料及安装方法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、玻璃纤建筑工程中常用吸声材料有：石膏砂浆（掺有水泥、玻璃纤维）、石膏砂浆（掺有水泥、石棉纤维）、水泥膨胀珍珠岩板、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。塑料、软木板、木丝板、穿孔纤维板、工业毛毡、地毯、
25、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，达到更好的吸声效果。常用的吸声结构形式有薄板共振吸结构，达到更好的吸声效果。常用的吸声结构形式有薄板共振吸声结构和穿孔板吸声结构。声结构和穿孔板吸声结构。薄薄板板共共振振吸吸声声结结构构系系采采用用薄薄板板钉钉牢牢在在靠靠墙墙的的木木龙龙骨骨上上，薄薄板板与与板板后后的的空空气气层层构构成成了了薄薄板板共共振振吸吸声声结结构构。穿穿孔孔板板吸吸声声结结构构是是用用穿穿孔孔的的胶胶合合板板、纤纤维维板板、金金属属板板或或石石膏膏板板等等为为结结构构主主体体，与与板板后后的的墙墙面
26、面之之间间的的空空气气层层（空空气气层层中中有有时时可可填填充充多多孔孔材材料料）构构成成吸吸声声结结构构。该该结构吸声的频带较宽，对中频的吸声能力最强。结构吸声的频带较宽，对中频的吸声能力最强。本讲稿第十五页，共二十六页关于隔声材料的概念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。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
27、声，根据声学中的气声，根据声学中的“质量定律质量定律”，墙或板传声的大小，主要取决，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）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，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，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
28、等材料，或在楼板上加弹性地毯。如毛毡、软木、橡皮等材料，或在楼板上加弹性地毯。本讲稿第十六页，共二十六页例例1：什么是绝热材料？工程上对绝热材料有哪些要求？：什么是绝热材料？工程上对绝热材料有哪些要求？例例2：材料绝热的基本原理是什么？：材料绝热的基本原理是什么？例例3：绝热材料为什么总是轻质的？使用时为什么一定要注意防：绝热材料为什么总是轻质的？使用时为什么一定要注意防潮？潮？例例4：试述材料的吸声性能及其表示方法？什么是吸声材料？：试述材料的吸声性能及其表示方法？什么是吸声材料？例例5：简述吸声材料的基本特征？：简述吸声材料的基本特征？例例6：试述多孔材料、穿孔材料及薄板共振结构的吸声原理
29、。随：试述多孔材料、穿孔材料及薄板共振结构的吸声原理。随着材料的表观密度和厚度的增加，材料吸声性能有何变化？着材料的表观密度和厚度的增加，材料吸声性能有何变化？例例7：吸声材料和绝热材料在构造特征上有何异同？泡沫玻璃是一：吸声材料和绝热材料在构造特征上有何异同？泡沫玻璃是一种强度较高的多孔结构材料，但不能用作吸声材料，为什么？种强度较高的多孔结构材料，但不能用作吸声材料，为什么？例例8：试述隔绝空气传声和固体撞击传声的处理原则？：试述隔绝空气传声和固体撞击传声的处理原则？本讲稿第十七页，共二十六页例例1：什么是绝热材料？工程上对绝热材料有哪些要求？：什么是绝热材料？工程上对绝热材料有哪些要求？
30、解：绝热材料是指导热系数（解：绝热材料是指导热系数（）值应不大于）值应不大于0.23W(mK)的隔热保温效果好的建筑材料。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，其表观密度不大于材料应该是轻质的，其表观密度不大于600kgm3。同时要满足。同时要满足运输、施工中强度要求（抗压强度大于运输、施工中强度要求（抗压强度大于0.3MPa）。此外，还要）。此外，还要求材料求材料吸湿性要小，或者易于防水，否则会明显降低保温性吸湿性要小，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
31、对湿度为条件对材料的导热系数应在相对湿度为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。工容易，造价低廉，具有较好的技术经济效益。本讲稿第十八页，共二十六页例例2：材料绝热的基本原理是什么？：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，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
32、分传递至温度较低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。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，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
33、与热传导相比，热辐射和对流所占的比例很小，故在建筑热但与热传导相比，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。工计算时通常不予考虑。本讲稿第十九页，共二十六页例例3：绝热材料为什么总是轻质的？使用时为什么一定要注意：绝热材料为什么总是轻质的？使用时为什么一定要注意防潮？防潮？解：由于材料中固体物质的导热能力要比空气的导热能力大得多，解：由于材料中固体物质的导热能力要比空气的导热能力大得多，因此，一般的轻质材料，其表观密度较小，导热系数也较小。所以因此，一般的轻质材料，其表观密度较小，导热系数也较小。所以绝热材料总是轻质的。绝热材料总是轻质的。材料吸湿受潮后，其导热系数就增大，
34、这是由于当材料的材料吸湿受潮后，其导热系数就增大，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，而水的分子的热传导将起主要传热作用，而水的为为0.58（），比空气的，比空气的=0.029（）大）大20倍左右。如果孔隙中的倍左右。如果孔隙中的水结成了冰，则冰的水结成了冰，则冰的=2.33（），其结果使材料的），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。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。本讲稿第二十页，共二十六页例例4：试述材料的吸声性能及其表示
35、方法？什么是吸声材料：试述材料的吸声性能及其表示方法？什么是吸声材料？解：吸声性能是指材料能够吸收由空气传递的声波能量的性解：吸声性能是指材料能够吸收由空气传递的声波能量的性质。以质。以吸声系数（吸声系数（）表示。吸声系数是这些被吸收的能量）表示。吸声系数是这些被吸收的能量（）（包括部分穿透材料的声能在内）与传递给材料的全（）（包括部分穿透材料的声能在内）与传递给材料的全部声能（部声能（E0）之比，用公式表示为（）之比，用公式表示为（P191）常用规定的六个频率：常用规定的六个频率：125、250、500、1000、2000、4000Hz的平均吸声系数（的平均吸声系数（）来表示。）来表示。平均
36、吸声系数大于平均吸声系数大于0.2的材料，列为吸声材料。的材料，列为吸声材料。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。频率的吸收。本讲稿第二十一页，共二十六页例例5：简述吸声材料的基本特征？：简述吸声材料的基本特征？解：吸声材料的基本特征是：解：吸声材料的基本特征是：（）多孔性。吸声材料孔隙率几乎达（）多孔性。吸声材料孔隙率几乎达7090；（）开口孔隙率大、透气性好；（）开口孔隙率大、透气性好；（）体积密度适宜，
37、过大会使透气性降低而使吸声性能降（）体积密度适宜，过大会使透气性降低而使吸声性能降低；低；常采取硬质板上钻孔，背后留空气夹层或填以柔性吸声常采取硬质板上钻孔，背后留空气夹层或填以柔性吸声材料做成吸声结构的形式，以提高吸声系数。材料做成吸声结构的形式，以提高吸声系数。本讲稿第二十二页，共二十六页例例6：试述多孔材料、穿孔材料及薄板共振结构的吸声原理。随着：试述多孔材料、穿孔材料及薄板共振结构的吸声原理。随着材料的表观密度和厚度的增加，材料吸声性能有何变化？材料的表观密度和厚度的增加，材料吸声性能有何变化？解：多孔材料、穿孔材料的吸声原理在于：声波深入材料的孔隙，解：多孔材料、穿孔材料的吸声原理在
38、于：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，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。薄板共振结以及使细小纤维作机械振动，从而使声能转变为热能。薄板共振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，大大提高了吸音效果。薄板共振吸声结构，大大提高了吸音效果。对同一种多孔材料，当其表观密度增大时（即空隙率减对同一种多孔材料，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
39、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。增加多孔材料的厚度，可提高对低频的吸声效则有所降低。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。果，而对高频则没有多大的影响。本讲稿第二十三页，共二十六页例例7：吸声材料和绝热材料在构造特征上有何异同？泡沫玻璃：吸声材料和绝热材料在构造特征上有何异同？泡沫玻璃是一种强度较高的多孔结构材料，但不能用作吸声材料，为什是一种强度较高的多孔结构材料，但不能用作吸声材料，为什么？么？解：吸声材料和绝热材料在构造特征上都是多孔性材料，但二者解：吸声材料和绝热材料在构造特征上都是多孔性材料，但二者的孔隙特征完全不同。绝
40、热材料的孔隙特征是具有封闭的、互不的孔隙特征完全不同。绝热材料的孔隙特征是具有封闭的、互不连通的气孔，而吸声材料的孔隙特征则是具有开放的、互相连通连通的气孔，而吸声材料的孔隙特征则是具有开放的、互相连通的气孔。的气孔。泡沫玻璃虽然是一种强度较高的多孔结构材料，但是它在烧泡沫玻璃虽然是一种强度较高的多孔结构材料，但是它在烧成后含有大量封闭的气泡，且气孔互不连通，因而不能用作吸声成后含有大量封闭的气泡，且气孔互不连通，因而不能用作吸声材料。材料。泡沫玻璃材料中的孔隙大部分为单独的封闭的气泡，则泡沫玻璃材料中的孔隙大部分为单独的封闭的气泡，则因声波不能进入，从吸声机理上来讲，不属于多孔性吸声材因声波
41、不能进入，从吸声机理上来讲，不属于多孔性吸声材料。料。本讲稿第二十四页，共二十六页例例8：试述隔绝空气传声和固体撞击传声的处理原则：试述隔绝空气传声和固体撞击传声的处理原则？解：对隔绝空气传声，根据声学中的解：对隔绝空气传声，根据声学中的“质量定律质量定律”，墙或板传声的大小，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，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、沉重的材料作为隔声材料。故对此必须选用密实、沉重的材料作为隔声材料。对隔固体撞击传声，最有效的措施是采用不连续的结构处理，对隔固体撞击传声，最有效的措施是采
42、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。垫，如毛毡、软木、橡皮等材料，或在楼板上加弹性地毯。隔绝撞击声的方法与隔绝空气声的方法是有区别的，因为在这种隔绝撞击声的方法与隔绝空气声的方法是有区别的，因为在这种情况下，建筑构件（材料）本身成为声源而直接向四周传播声能。由情况下，建筑构件（材料）本身成为声源而直接向四周传播声能。由于撞击的噪声干扰往往比空气声更为强烈，声波沿固体材料传播时声于撞击的噪声干扰往往比空气声更为强烈，声波沿固体材料传播时声能衰减极少，目前尚无行之有效的解决方法。能衰减极少，目前尚无行之有效的解决方法。本讲稿第二十五页，共二十六页本讲稿第二十六页，共二十六页