第11章保溫隔熱和吸聲材料

1、第十一章第十一章 保溫隔熱材料和吸聲材保溫隔熱材料和吸聲材料料 保溫、隔熱材料統(tǒng)稱(chēng)為保溫、隔熱材料統(tǒng)稱(chēng)為絕熱材料絕熱材料。 在建筑中在建筑中，習(xí)慣上把用于控制室內(nèi)熱量外習(xí)慣上把用于控制室內(nèi)熱量外流的材料叫做流的材料叫做保溫材料保溫材料； 把防止室外熱量進(jìn)入室內(nèi)的材料叫做把防止室外熱量進(jìn)入室內(nèi)的材料叫做隔熱隔熱材料材料。 基本概念：基本概念： 11.1 絕熱材料的作用和基本要求絕熱材料的作用和基本要求 一絕熱材料的作用和基本要求一絕熱材料的作用和基本要求 1 1絕熱材料的作用絕熱材料的作用 絕熱材料對(duì)熱流具有顯著的阻抗作用，這一特性決定了絕熱材料常用于屋面、墻體、地面、管道等的隔熱與保溫。以減少

2、建筑物的采暖和空調(diào)能耗(據(jù)統(tǒng)計(jì)，絕熱良好的建筑，其能源消耗可節(jié)省2550)。保持室內(nèi)的溫度適宜于人的工作學(xué)習(xí)和生活。 2 2絕熱材料的基本要求絕熱材料的基本要求 建筑構(gòu)造上使用的絕熱材料一般要建筑構(gòu)造上使用的絕熱材料一般要求其熱導(dǎo)率不大于求其熱導(dǎo)率不大于0.15w0.15w( (mKmK) )；體；體積密度不大于積密度不大于500kg500kgm m2 2；硬質(zhì)成型制；硬質(zhì)成型制品的抗壓強(qiáng)度不小于品的抗壓強(qiáng)度不小于0.3MPa0.3MPa；線膨脹系；線膨脹系數(shù)一般小于數(shù)一般小于2 2。絕熱材料除滿足上述。絕熱材料除滿足上述技術(shù)要求外，其透氣性，熱穩(wěn)定性、化技術(shù)要求外，其透氣性，熱穩(wěn)定性、化學(xué)性

3、能、高溫性能等也必須滿足要求。學(xué)性能、高溫性能等也必須滿足要求。 3 3絕熱材料的選擇絕熱材料的選擇 絕熱性能好絕熱性能好( (熱導(dǎo)率要小熱導(dǎo)率要小) )，蓄熱損失小蓄熱損失小( (比熱容小比熱容小) )； 化學(xué)穩(wěn)定性能好；化學(xué)穩(wěn)定性能好；（在使用溫度范圍內(nèi)不會(huì)發(fā)生分解、揮發(fā)（在使用溫度范圍內(nèi)不會(huì)發(fā)生分解、揮發(fā)和其他化學(xué)反應(yīng)，并耐化學(xué)腐蝕）和其他化學(xué)反應(yīng)，并耐化學(xué)腐蝕） 熱穩(wěn)定性能好；熱穩(wěn)定性能好；（使用溫度范圍寬，熱收縮率小，不會(huì)發(fā)生析（使用溫度范圍寬，熱收縮率小，不會(huì)發(fā)生析晶、相變?？篃嵴裥院茫┚?、相變?？篃嵴裥院茫?吸濕、吸水率??；吸濕、吸水率?。唬ㄒ蛩膶?dǎo)熱能力比空氣大（因水的導(dǎo)熱能力

4、比空氣大2424倍，且吸水倍，且吸水后強(qiáng)度降低）后強(qiáng)度降低） 有一定的強(qiáng)度；有一定的強(qiáng)度；（通?？箟簭?qiáng)度要求大于（通常抗壓強(qiáng)度要求大于0.4MPa0.4MPa ） 耐久性好；耐久性好；（耐老化時(shí)間一般不少于（耐老化時(shí)間一般不少于7 7年）年） 安全性好；安全性好；（無(wú)毒、無(wú)味井具有耐燃、阻燃、自熄能力）（無(wú)毒、無(wú)味井具有耐燃、阻燃、自熄能力） 工藝性好；工藝性好；（易制成各種形狀制品便于施工）（易制成各種形狀制品便于施工） 經(jīng)濟(jì)性好，能耗少，價(jià)格便宜，原料豐富。經(jīng)濟(jì)性好，能耗少，價(jià)格便宜，原料豐富。4. 4. 影響材料導(dǎo)熱系數(shù)的因素影響材料導(dǎo)熱系數(shù)的因素 影響材料保溫性能的主要因素是導(dǎo)熱系數(shù)的

5、大影響材料保溫性能的主要因素是導(dǎo)熱系數(shù)的大小，導(dǎo)熱系數(shù)愈小，保溫性能愈好。材料的導(dǎo)熱小，導(dǎo)熱系數(shù)愈小，保溫性能愈好。材料的導(dǎo)熱系數(shù)受以下因素影響：系數(shù)受以下因素影響：（）材料的性質(zhì)。（）材料的性質(zhì)。一般說(shuō)來(lái)，導(dǎo)熱系數(shù)值以金一般說(shuō)來(lái)，導(dǎo)熱系數(shù)值以金屬最大，非金屬次之，液體較小，而氣體更小。屬最大，非金屬次之，液體較小，而氣體更小。對(duì)于同一種材料，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，導(dǎo)熱系數(shù)也差對(duì)于同一種材料，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，導(dǎo)熱系數(shù)也差別很大。一般結(jié)晶結(jié)構(gòu)的為最大，微晶體結(jié)構(gòu)的別很大。一般結(jié)晶結(jié)構(gòu)的為最大，微晶體結(jié)構(gòu)的次之，玻璃體結(jié)構(gòu)的最小。但對(duì)于多孔的絕熱材次之，玻璃體結(jié)構(gòu)的最小。但對(duì)于多孔的絕熱材料來(lái)說(shuō)，由于孔隙率

6、高，氣體（空氣）對(duì)導(dǎo)熱系料來(lái)說(shuō)，由于孔隙率高，氣體（空氣）對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)的影響起著主要作用，而固體部分的結(jié)構(gòu)無(wú)論數(shù)的影響起著主要作用，而固體部分的結(jié)構(gòu)無(wú)論是晶態(tài)或玻璃態(tài)對(duì)其影響都不大。是晶態(tài)或玻璃態(tài)對(duì)其影響都不大。（）表觀密度與孔隙特征。（）表觀密度與孔隙特征。由于材料中固體物由于材料中固體物質(zhì)的導(dǎo)熱能力比空氣要大得多，故表觀密度小的質(zhì)的導(dǎo)熱能力比空氣要大得多，故表觀密度小的材料，因其孔隙率大，導(dǎo)熱系數(shù)就小。材料，因其孔隙率大，導(dǎo)熱系數(shù)就小。 在孔隙率相同的條件下，孔隙尺寸愈大，導(dǎo)在孔隙率相同的條件下，孔隙尺寸愈大，導(dǎo)熱系數(shù)就愈大；互相連通孔隙比封閉孔隙導(dǎo)熱性熱系數(shù)就愈大；互相連通孔隙比封閉孔隙導(dǎo)

7、熱性要高。要高。 對(duì)于表觀密度很小的材料，特別是纖維狀材對(duì)于表觀密度很小的材料，特別是纖維狀材料（如超細(xì)玻璃纖維），當(dāng)其表觀密度低于某一料（如超細(xì)玻璃纖維），當(dāng)其表觀密度低于某一極限值時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)反而會(huì)增大，這是由于孔隙極限值時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)反而會(huì)增大，這是由于孔隙增大且互相連通的孔隙大大增多，而使對(duì)流作用增大且互相連通的孔隙大大增多，而使對(duì)流作用加強(qiáng)的結(jié)果。因此這類(lèi)材料存在一最佳表觀密度，加強(qiáng)的結(jié)果。因此這類(lèi)材料存在一最佳表觀密度，即在這個(gè)表觀密度時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)最小。即在這個(gè)表觀密度時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)最小。（）濕度。（）濕度。材料吸濕受潮后，其導(dǎo)熱系數(shù)就會(huì)增大。這是由材料吸濕受潮后，其導(dǎo)熱系數(shù)就會(huì)增大。這是

8、由于當(dāng)材料的孔隙中有了水分（包括水蒸氣）后，則孔隙中蒸汽于當(dāng)材料的孔隙中有了水分（包括水蒸氣）后，則孔隙中蒸汽的擴(kuò)散和水分子的熱傳導(dǎo)將起主要傳熱作用，水的的擴(kuò)散和水分子的熱傳導(dǎo)將起主要傳熱作用，水的為為0.58()，比空氣的比空氣的=0.029（）大大2020倍左右。如果孔隙倍左右。如果孔隙中的水結(jié)成了冰，則冰的中的水結(jié)成了冰，則冰的=2.33 （），使材料的導(dǎo)熱），使材料的導(dǎo)熱系數(shù)更加增大。故絕熱材料在應(yīng)用時(shí)必須注意防水避潮。系數(shù)更加增大。故絕熱材料在應(yīng)用時(shí)必須注意防水避潮。（）溫度。（）溫度。材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的升高而增大，溫度升高材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的升高而增大，溫度升高時(shí)，材料固體分

9、子的熱運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，同時(shí)材料孔隙中空氣的導(dǎo)熱時(shí)，材料固體分子的熱運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，同時(shí)材料孔隙中空氣的導(dǎo)熱和孔壁間的輻射作用也有所增加。但這種影響，當(dāng)溫度在和孔壁間的輻射作用也有所增加。但這種影響，當(dāng)溫度在5050范圍內(nèi)時(shí)并不顯著，只有對(duì)處于高溫或負(fù)溫下的材料，才范圍內(nèi)時(shí)并不顯著，只有對(duì)處于高溫或負(fù)溫下的材料，才要考慮溫度的影響。要考慮溫度的影響。（）熱流方向。（）熱流方向。對(duì)于各向異性的材料，如木材等纖維質(zhì)的材對(duì)于各向異性的材料，如木材等纖維質(zhì)的材料，當(dāng)熱流平行于纖維方向時(shí)，熱流受到阻力小，而熱流垂直料，當(dāng)熱流平行于纖維方向時(shí)，熱流受到阻力小，而熱流垂直于纖維方向時(shí)，受到的阻力就大。于纖維方向時(shí)，受到的

10、阻力就大。 按照化學(xué)組成可以分為無(wú)機(jī)絕熱材料和有機(jī)絕熱材料。按照化學(xué)組成可以分為無(wú)機(jī)絕熱材料和有機(jī)絕熱材料。 1.1.常用無(wú)機(jī)絕熱材料常用無(wú)機(jī)絕熱材料 (1) (1) 多孔輕質(zhì)類(lèi)無(wú)機(jī)絕熱材料多孔輕質(zhì)類(lèi)無(wú)機(jī)絕熱材料 (2) (2) 纖維狀纖維狀無(wú)無(wú)機(jī)絕熱材料機(jī)絕熱材料 1) 1) 礦物棉礦物棉 2) 2) 玻璃纖維玻璃纖維 (3) (3) 泡沫狀泡沫狀無(wú)無(wú)機(jī)絕熱材料機(jī)絕熱材料 1) 1) 泡沫玻璃泡沫玻璃 2) 2) 多孔多孔混凝土混凝土 2.2.常用有機(jī)絕熱材料常用有機(jī)絕熱材料 (1) (1) 泡沫塑料泡沫塑料 (2) (2) 硬質(zhì)泡沫橡膠硬質(zhì)泡沫橡膠 11.2 常用的絕熱材料常用的絕熱材料建

11、筑上常用保溫材料建筑上常用保溫材料1. 1. 纖維狀保溫隔熱材料纖維狀保溫隔熱材料（1 1）石棉及其制品。）石棉及其制品。 石棉是一種天然礦物纖維，主要化學(xué)成分是含水硅酸鎂，石棉是一種天然礦物纖維，主要化學(xué)成分是含水硅酸鎂，具有耐火、耐熱、耐酸堿、絕熱、防腐、隔音及絕緣等特性。具有耐火、耐熱、耐酸堿、絕熱、防腐、隔音及絕緣等特性。常制成石棉粉、石棉紙板、石棉氈等制品，用于建筑工程的常制成石棉粉、石棉紙板、石棉氈等制品，用于建筑工程的高效能保溫及防火覆蓋等。高效能保溫及防火覆蓋等。（2 2）礦棉及其制品。）礦棉及其制品。 礦棉一般包括礦渣棉和巖石棉。礦渣棉所用原料有高爐礦棉一般包括礦渣棉和巖石棉

12、。礦渣棉所用原料有高爐硬礦渣、銅礦渣等，并加一些調(diào)節(jié)原料（鈣質(zhì)和硅質(zhì)原料）。硬礦渣、銅礦渣等，并加一些調(diào)節(jié)原料（鈣質(zhì)和硅質(zhì)原料）。巖棉的主要原料為天然巖石（白云石、花崗石、玄武巖等）。巖棉的主要原料為天然巖石（白云石、花崗石、玄武巖等）。上述原料經(jīng)熔融后，用噴吹法或離心法制成細(xì)纖維。礦棉具上述原料經(jīng)熔融后，用噴吹法或離心法制成細(xì)纖維。礦棉具有輕質(zhì)、不燃、絕熱和電絕緣等性能，且原料來(lái)源廣，成本有輕質(zhì)、不燃、絕熱和電絕緣等性能，且原料來(lái)源廣，成本較低。可制成礦棉板、礦棉氈及管殼等。可用作建筑物的墻較低?？芍瞥傻V棉板、礦棉氈及管殼等。可用作建筑物的墻壁、屋頂、天花板等處的保溫和吸聲材料，以及熱力管道

13、的壁、屋頂、天花板等處的保溫和吸聲材料，以及熱力管道的保溫材料。保溫材料。（3 3）玻璃棉及其制品。）玻璃棉及其制品。 玻璃棉是用玻璃原料或碎玻璃經(jīng)熔融后制成玻璃棉是用玻璃原料或碎玻璃經(jīng)熔融后制成纖維狀材料，包括短棉和超細(xì)棉兩種。纖維狀材料，包括短棉和超細(xì)棉兩種。（4 4）植物纖維復(fù)合板。）植物纖維復(fù)合板。 系以植物纖維為主要材料加入膠結(jié)料和填料系以植物纖維為主要材料加入膠結(jié)料和填料而制成。如木絲板是以木材下腳料制成木絲，加而制成。如木絲板是以木材下腳料制成木絲，加入硅酸鈉溶液及普通硅酸鹽水泥混合，經(jīng)成型、入硅酸鈉溶液及普通硅酸鹽水泥混合，經(jīng)成型、冷壓、養(yǎng)護(hù)、干燥而制成。甘蔗板是以甘蔗渣為冷壓

14、、養(yǎng)護(hù)、干燥而制成。甘蔗板是以甘蔗渣為原料，經(jīng)過(guò)蒸制、加壓、干燥等工序制成的一種原料，經(jīng)過(guò)蒸制、加壓、干燥等工序制成的一種輕質(zhì)、吸聲、保溫材料。輕質(zhì)、吸聲、保溫材料。2. 2. 散粒狀保溫隔熱材料散粒狀保溫隔熱材料（1 1）膨脹蛭石及其制品。）膨脹蛭石及其制品。 蛭石是一種天然礦物，經(jīng)蛭石是一種天然礦物，經(jīng)85085010001000C C燃燒，體積急燃燒，體積急劇膨脹劇膨脹 ( (可膨脹可膨脹20倍倍) )而成為松散顆粒，其堆積密度為而成為松散顆粒，其堆積密度為80200kgm3，導(dǎo)熱系數(shù)，導(dǎo)熱系數(shù)0.0460.07W/ (mK)，用于填充，用于填充墻壁、樓板及平屋頂，保溫效果佳。可在墻壁、

15、樓板及平屋頂，保溫效果佳?？稍?0001100下使下使用。用。 膨脹蛭石也可與水泥、水玻璃等膠凝材料配合，制成膨脹蛭石也可與水泥、水玻璃等膠凝材料配合，制成磚、板、管殼等用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)及管道保溫。磚、板、管殼等用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)及管道保溫。（）膨脹珍珠巖及其制品。（）膨脹珍珠巖及其制品。 膨脹珍珠巖是由天然珍珠巖、黑耀巖或松脂巖為原料，膨脹珍珠巖是由天然珍珠巖、黑耀巖或松脂巖為原料，經(jīng)煅燒體積急劇膨脹（約經(jīng)煅燒體積急劇膨脹（約2020倍）而得蜂窩狀白色或灰白色倍）而得蜂窩狀白色或灰白色松散顆料。堆積密度為松散顆料。堆積密度為40300kgm3，=0.0250.048 ()，耐熱，耐熱800 C，為高效

16、能保溫保冷填充材料。，為高效能保溫保冷填充材料。 膨脹珍珠巖制品是以膨脹珍珠巖為骨料，配以適量膠膨脹珍珠巖制品是以膨脹珍珠巖為骨料，配以適量膠凝材料，經(jīng)拌和、成型、養(yǎng)護(hù)后兩制成的板、磚、管等產(chǎn)凝材料，經(jīng)拌和、成型、養(yǎng)護(hù)后兩制成的板、磚、管等產(chǎn)品。品。3. 3. 多孔性保溫隔熱材料多孔性保溫隔熱材料(1)(1) 微孔硅酸鈣制品。微孔硅酸鈣制品。 微孔硅酸鈣制品是用粉狀二氧化硅材料（硅藻土）、微孔硅酸鈣制品是用粉狀二氧化硅材料（硅藻土）、石灰、纖維增強(qiáng)材料及水等經(jīng)攪拌、成型、蒸壓處理和干石灰、纖維增強(qiáng)材料及水等經(jīng)攪拌、成型、蒸壓處理和干燥等工序而制成。用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)及管道保溫。燥等工序而制成。用于圍

17、護(hù)結(jié)構(gòu)及管道保溫。(2)(2) 泡沫玻璃。泡沫玻璃。 它是采用碎玻璃加入它是采用碎玻璃加入發(fā)泡劑（石灰石或碳發(fā)泡劑（石灰石或碳化鈣），經(jīng)粉磨、混合、裝模，在化鈣），經(jīng)粉磨、混合、裝模，在800800下燒成后形成含有下燒成后形成含有大量封閉氣泡（直徑大量封閉氣泡（直徑0.15mm）的制品。它具有導(dǎo)熱系數(shù)）的制品。它具有導(dǎo)熱系數(shù)小、抗壓強(qiáng)度和抗凍性高、耐久性好等特點(diǎn)，且易于進(jìn)行小、抗壓強(qiáng)度和抗凍性高、耐久性好等特點(diǎn)，且易于進(jìn)行鋸切、鉆孔等機(jī)械加工，為高級(jí)保溫材料，也常用于冷藏鋸切、鉆孔等機(jī)械加工，為高級(jí)保溫材料，也常用于冷藏庫(kù)隔熱。庫(kù)隔熱。(3)(3) 多孔混凝土和輕骨料混凝土。多孔混凝土和輕骨料

18、混凝土。(4)(4) 泡沫塑料。泡沫塑料。 以合成樹(shù)脂為基料，加入一定劑量的發(fā)泡劑、催化劑、以合成樹(shù)脂為基料，加入一定劑量的發(fā)泡劑、催化劑、穩(wěn)定劑等輔助材料經(jīng)加熱發(fā)泡而制成的輕質(zhì)保溫、防震材穩(wěn)定劑等輔助材料經(jīng)加熱發(fā)泡而制成的輕質(zhì)保溫、防震材料。目前我國(guó)生產(chǎn)的有聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯及料。目前我國(guó)生產(chǎn)的有聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯及 脲脲醛樹(shù)脂等泡沫塑料。醛樹(shù)脂等泡沫塑料。4. 4. 其他保溫隔熱材料其他保溫隔熱材料（1 1）軟木板。軟木板是用栓皮、櫟樹(shù)皮或黃菠蘿樹(shù)皮為）軟木板。軟木板是用栓皮、櫟樹(shù)皮或黃菠蘿樹(shù)皮為原料，經(jīng)破碎后與皮膠溶液拌和，再加壓成型，在原料，經(jīng)破碎后與皮膠溶液拌和，再加

19、壓成型，在8080的干燥室中干燥一晝夜而制成。軟木板具有表觀密度小，的干燥室中干燥一晝夜而制成。軟木板具有表觀密度小，導(dǎo)熱性低，抗?jié)B和防腐性能高等特點(diǎn)。導(dǎo)熱性低，抗?jié)B和防腐性能高等特點(diǎn)。（2 2）蜂窩板。蜂窩板是由兩塊較薄的面板，牢固地粘結(jié)）蜂窩板。蜂窩板是由兩塊較薄的面板，牢固地粘結(jié)在一層較厚的蜂窩狀芯材兩面而制成的板材，亦稱(chēng)蜂窩在一層較厚的蜂窩狀芯材兩面而制成的板材，亦稱(chēng)蜂窩夾層結(jié)構(gòu)。蜂窩狀芯材是用浸漬過(guò)合成樹(shù)脂（酚醛、聚夾層結(jié)構(gòu)。蜂窩狀芯材是用浸漬過(guò)合成樹(shù)脂（酚醛、聚酯等）的牛皮紙、玻璃布和鋁片等，經(jīng)加工粘合成六角酯等）的牛皮紙、玻璃布和鋁片等，經(jīng)加工粘合成六角形空腹（蜂窩狀）的整塊芯材

20、。常用的面板為浸漬過(guò)樹(shù)形空腹（蜂窩狀）的整塊芯材。常用的面板為浸漬過(guò)樹(shù)脂的牛皮紙、玻璃布或不經(jīng)樹(shù)脂浸漬的膠合板、纖維板、脂的牛皮紙、玻璃布或不經(jīng)樹(shù)脂浸漬的膠合板、纖維板、石膏板等。面板必須采用合適的膠粘劑與芯材牢固地粘石膏板等。面板必須采用合適的膠粘劑與芯材牢固地粘合在一起，才能顯示出蜂窩板的優(yōu)異特性，即具有比強(qiáng)合在一起，才能顯示出蜂窩板的優(yōu)異特性，即具有比強(qiáng)度大、導(dǎo)熱性低和抗震性好等多種功能。度大、導(dǎo)熱性低和抗震性好等多種功能。 隔熱材料應(yīng)能阻抗室外熱量的傳入，以及減小室外空隔熱材料應(yīng)能阻抗室外熱量的傳入，以及減小室外空氣溫度波動(dòng)對(duì)內(nèi)表面溫度影響。材料隔熱性能的優(yōu)劣，不氣溫度波動(dòng)對(duì)內(nèi)表面溫度

21、影響。材料隔熱性能的優(yōu)劣，不僅與材料的導(dǎo)熱系數(shù)有關(guān)，而且與導(dǎo)溫系數(shù)、蓄熱系數(shù)有僅與材料的導(dǎo)熱系數(shù)有關(guān)，而且與導(dǎo)溫系數(shù)、蓄熱系數(shù)有關(guān)。關(guān)。 在建筑中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱設(shè)計(jì)時(shí)，除了采用隔熱材料在建筑中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱設(shè)計(jì)時(shí)，除了采用隔熱材料外，還可以采取外，還可以采取其他措施其他措施： 外表面做淺色飾面，如淺色粉刷、淺色涂層和淺色面外表面做淺色飾面，如淺色粉刷、淺色涂層和淺色面磚等；磚等； 窗戶采用絕熱薄膜；窗戶采用絕熱薄膜； 設(shè)置通風(fēng)層，如通風(fēng)屋頂、通風(fēng)墻等；設(shè)置通風(fēng)層，如通風(fēng)屋頂、通風(fēng)墻等； 采用多排孔的混凝土或輕骨料混凝土空心砌塊墻體；采用多排孔的混凝土或輕骨料混凝土空心砌塊墻體； 采用蓄水屋頂、

22、有土或無(wú)土植被屋頂，以及墻面垂直采用蓄水屋頂、有土或無(wú)土植被屋頂，以及墻面垂直綠化等。綠化等。隔熱材料：隔熱材料：1. 1. 材料吸聲的原理及技術(shù)指標(biāo)材料吸聲的原理及技術(shù)指標(biāo) 聲音起源于物體的振動(dòng)，它迫使鄰近的空氣跟著振動(dòng)聲音起源于物體的振動(dòng)，它迫使鄰近的空氣跟著振動(dòng)而成為聲波，并在空氣介質(zhì)中向四周傳播。而成為聲波，并在空氣介質(zhì)中向四周傳播。 當(dāng)聲波遇到材料表面時(shí)，一部分被反射，另一部分穿當(dāng)聲波遇到材料表面時(shí)，一部分被反射，另一部分穿透材料，其余的部分則傳遞給材料，在材料的孔隙中引起透材料，其余的部分則傳遞給材料，在材料的孔隙中引起空氣分子與孔壁的摩擦和粘滯阻力，其間相當(dāng)一部分聲能空氣分子與孔

23、壁的摩擦和粘滯阻力，其間相當(dāng)一部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能而被吸收掉。這些被吸收的能量（）（包括轉(zhuǎn)化為熱能而被吸收掉。這些被吸收的能量（）（包括部分穿透材料的聲能在內(nèi)）與傳遞給材料的全部聲能（部分穿透材料的聲能在內(nèi)）與傳遞給材料的全部聲能（E E0 0）之比，是評(píng)定材料吸聲性能好壞的主要指標(biāo)，稱(chēng)為吸聲系之比，是評(píng)定材料吸聲性能好壞的主要指標(biāo)，稱(chēng)為吸聲系數(shù)（數(shù)（）。）。11.3 吸聲材料吸聲材料 選用吸聲材料的基本要求：選用吸聲材料的基本要求： 為發(fā)揮吸聲材料的作用，必須選擇材料的氣孔為發(fā)揮吸聲材料的作用，必須選擇材料的氣孔是開(kāi)口的，且是互相連通的。氣孔越多，吸聲性是開(kāi)口的，且是互相連通的。氣孔越多，吸聲

24、性能越好。能越好。 大多數(shù)吸聲材料強(qiáng)度低，因此，吸聲材料應(yīng)大多數(shù)吸聲材料強(qiáng)度低，因此，吸聲材料應(yīng)設(shè)置在墻裙以上，以免碰撞損壞。多孔吸聲材料設(shè)置在墻裙以上，以免碰撞損壞。多孔吸聲材料易吸濕，安裝時(shí)應(yīng)考慮脹縮的影響。易吸濕，安裝時(shí)應(yīng)考慮脹縮的影響。 應(yīng)盡可能選用吸聲系數(shù)較高的材料，這樣可應(yīng)盡可能選用吸聲系數(shù)較高的材料，這樣可以使用數(shù)量較少的材料達(dá)到較高的經(jīng)濟(jì)效果。以使用數(shù)量較少的材料達(dá)到較高的經(jīng)濟(jì)效果。2. 2. 影響多孔性材料吸聲性能的因素影響多孔性材料吸聲性能的因素（1 1）材料的表觀密度。）材料的表觀密度。對(duì)同一種多孔材料（例如超細(xì)玻對(duì)同一種多孔材料（例如超細(xì)玻璃纖維）而言，當(dāng)其表觀密度增大

25、時(shí)（即空隙率減小璃纖維）而言，當(dāng)其表觀密度增大時(shí)（即空隙率減小時(shí)），對(duì)低頻的吸聲效果有所提高，而對(duì)高頻的吸聲效時(shí)），對(duì)低頻的吸聲效果有所提高，而對(duì)高頻的吸聲效果則有所降低。果則有所降低。（2 2）材料的厚度。）材料的厚度。增加多孔材料的厚度，可提高對(duì)低頻增加多孔材料的厚度，可提高對(duì)低頻的吸聲效果，而對(duì)高頻則沒(méi)有多大的影響。的吸聲效果，而對(duì)高頻則沒(méi)有多大的影響。（3 3）材料的孔隙特征。）材料的孔隙特征。孔隙愈多愈細(xì)小，吸聲效果愈好?？紫队嘤?xì)小，吸聲效果愈好。如果孔隙太大，則效果就差。如果材料中的孔隙大部分如果孔隙太大，則效果就差。如果材料中的孔隙大部分為單獨(dú)的封閉的氣泡（如聚氯乙烯泡沫塑料

26、），則因聲為單獨(dú)的封閉的氣泡（如聚氯乙烯泡沫塑料），則因聲波不能進(jìn)入，從吸聲機(jī)理上來(lái)講，就不屬多孔性吸聲材波不能進(jìn)入，從吸聲機(jī)理上來(lái)講，就不屬多孔性吸聲材料。當(dāng)多孔材料表面涂刷油漆或材料吸濕時(shí)，則因材料料。當(dāng)多孔材料表面涂刷油漆或材料吸濕時(shí)，則因材料的孔隙被水分或涂料所堵塞，其吸聲效果亦將大大降低。的孔隙被水分或涂料所堵塞，其吸聲效果亦將大大降低。3. 3. 建筑上常用吸聲材料及安裝方法建筑上常用吸聲材料及安裝方法 建筑工程中常用吸聲材料有：石膏砂漿（摻有水泥、建筑工程中常用吸聲材料有：石膏砂漿（摻有水泥、玻璃纖維）、水泥膨脹珍珠巖板、礦渣棉、瀝青礦渣棉氈、玻璃纖維）、水泥膨脹珍珠巖板、礦渣棉

27、、瀝青礦渣棉氈、玻璃棉、起細(xì)玻璃棉、泡沫玻璃、泡沫塑料、軟木板、木玻璃棉、起細(xì)玻璃棉、泡沫玻璃、泡沫塑料、軟木板、木絲板、穿孔纖維板、工業(yè)毛氈、地毯、帷幕等。絲板、穿孔纖維板、工業(yè)毛氈、地毯、帷幕等。 除了采用多孔吸聲材料吸聲外，還可將材料組成不同除了采用多孔吸聲材料吸聲外，還可將材料組成不同的吸聲結(jié)構(gòu)，達(dá)到更好的吸聲效果。常用的吸聲結(jié)構(gòu)形式的吸聲結(jié)構(gòu)，達(dá)到更好的吸聲效果。常用的吸聲結(jié)構(gòu)形式有薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)和穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)。有薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)和穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)。 薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)系采用薄板釘牢在靠墻的木龍骨上，薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)系采用薄板釘牢在靠墻的木龍骨上，薄板與板后的空氣層構(gòu)成了薄板共振吸聲

28、結(jié)構(gòu)。穿孔板吸薄板與板后的空氣層構(gòu)成了薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)。穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)是用穿孔的膠合板、纖維板、金屬板或石膏板等為聲結(jié)構(gòu)是用穿孔的膠合板、纖維板、金屬板或石膏板等為結(jié)構(gòu)主體，與板后的墻面之間的空氣層（空氣層中有時(shí)可結(jié)構(gòu)主體，與板后的墻面之間的空氣層（空氣層中有時(shí)可填充多孔材料）構(gòu)成吸聲結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)吸聲的頻帶較寬，填充多孔材料）構(gòu)成吸聲結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)吸聲的頻帶較寬，對(duì)中頻的吸聲能力最強(qiáng)。對(duì)中頻的吸聲能力最強(qiáng)。 聲音按傳播的途徑可分為空氣聲和固體聲兩種。 空氣聲:由于空氣的振動(dòng)； 固體聲:由于固體的撞擊或振動(dòng)。 對(duì)空氣聲，對(duì)空氣聲的隔絕，應(yīng)選用密度太的材料，如鋼筋混凝土、實(shí)心磚等。墻或板傳聲的大小，

29、主要取決于其單位面積質(zhì)量，質(zhì)量越大，越不易振動(dòng)。 對(duì)隔固體聲最有效的措施是采用不連續(xù)的結(jié)構(gòu)處理，即在墻壁和承重梁之間、房屋的框架和隔墻及樓板之間加彈性襯墊，如毛氈、軟木、橡皮等材料，或在樓板上加彈性地毯。11.4 隔聲材料隔聲材料 吸聲性能好的材料，不能簡(jiǎn)單地就把它們作為隔聲材料來(lái)使用。 材料的隔聲原理與材料的吸聲原理不同，因此，吸聲效果好的多孔材料(有開(kāi)口連通而不穿透或穿透的孔型)隔聲效果不一定好。 例例1 1：什么是絕熱材料？工程上對(duì)絕熱材料有哪些要求？：什么是絕熱材料？工程上對(duì)絕熱材料有哪些要求？例例2 2：材料絕熱的基本原理是什么？：材料絕熱的基本原理是什么？例例3 3：絕熱材料為什么

30、總是輕質(zhì)的？使用時(shí)為什么一定要注：絕熱材料為什么總是輕質(zhì)的？使用時(shí)為什么一定要注意防潮？意防潮？例例4 4：試述材料的吸聲性能及其表示方法？什么是吸聲材料？：試述材料的吸聲性能及其表示方法？什么是吸聲材料？例例5 5：簡(jiǎn)述吸聲材料的基本特征？：簡(jiǎn)述吸聲材料的基本特征？例例6 6：試述多孔材料、穿孔材料及薄板共振結(jié)構(gòu)的吸聲原理。：試述多孔材料、穿孔材料及薄板共振結(jié)構(gòu)的吸聲原理。隨著材料的表觀密度和厚度的增加，材料吸聲性能有何變隨著材料的表觀密度和厚度的增加，材料吸聲性能有何變化？化？例例7 7：吸聲材料和絕熱材料在構(gòu)造特征上有何異同？泡沫玻：吸聲材料和絕熱材料在構(gòu)造特征上有何異同？泡沫玻璃是一種

31、強(qiáng)度較高的多孔結(jié)構(gòu)材料，但不能用作吸聲材料，璃是一種強(qiáng)度較高的多孔結(jié)構(gòu)材料，但不能用作吸聲材料，為什么？為什么？例例8 8：試述隔絕空氣傳聲和固體撞擊傳聲的處理原則？：試述隔絕空氣傳聲和固體撞擊傳聲的處理原則？例例1 1：什么是絕熱材料？工程上對(duì)絕熱材料有哪些要求？：什么是絕熱材料？工程上對(duì)絕熱材料有哪些要求？解：絕熱材料是指導(dǎo)熱系數(shù)（解：絕熱材料是指導(dǎo)熱系數(shù)（）值應(yīng)不大于）值應(yīng)不大于0.23W0.23W(mK)(mK)的隔熱保溫效果好的建筑材料。的隔熱保溫效果好的建筑材料。 工程上首先要求絕熱材料有較低的導(dǎo)熱系數(shù)。其次，工程上首先要求絕熱材料有較低的導(dǎo)熱系數(shù)。其次，要求絕熱材料應(yīng)該是輕質(zhì)的，

32、其表觀密度不大于要求絕熱材料應(yīng)該是輕質(zhì)的，其表觀密度不大于600kg600kgm3m3。同時(shí)要滿足運(yùn)輸、施工中強(qiáng)度要求（抗壓強(qiáng)度大于。同時(shí)要滿足運(yùn)輸、施工中強(qiáng)度要求（抗壓強(qiáng)度大于0.3MPa0.3MPa）。此外，還要求材料吸濕性要小，或者易于防水，）。此外，還要求材料吸濕性要小，或者易于防水，否則會(huì)明顯降低保溫性。否則會(huì)明顯降低保溫性。 對(duì)材料的導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)在相對(duì)濕度為條對(duì)材料的導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)在相對(duì)濕度為條件下材料達(dá)到平衡含水狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)定。工程上還要求材件下材料達(dá)到平衡含水狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)定。工程上還要求材料施工容易，造價(jià)低廉，具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。料施工容易，造價(jià)低廉，具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。例例

33、2 2：材料絕熱的基本原理是什么？：材料絕熱的基本原理是什么？解：熱在本質(zhì)上是組成物質(zhì)的分子、原子和電子等在物質(zhì)解：熱在本質(zhì)上是組成物質(zhì)的分子、原子和電子等在物質(zhì)內(nèi)部的移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)所產(chǎn)生的能量。在任何介質(zhì)中，內(nèi)部的移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)所產(chǎn)生的能量。在任何介質(zhì)中，當(dāng)存在著溫度差時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生熱的傳遞現(xiàn)象，熱能將由溫當(dāng)存在著溫度差時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生熱的傳遞現(xiàn)象，熱能將由溫度較高的部分傳遞至溫度較低的部分。不同的建筑材料具度較高的部分傳遞至溫度較低的部分。不同的建筑材料具有不同的保溫隔熱性能，主要體現(xiàn)在材料的導(dǎo)熱系數(shù)上，有不同的保溫隔熱性能，主要體現(xiàn)在材料的導(dǎo)熱系數(shù)上，導(dǎo)熱系數(shù)愈小，保溫性能愈好。導(dǎo)熱系數(shù)愈

34、小，保溫性能愈好。 傳熱的基本方式有熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流和熱輻射三種。一傳熱的基本方式有熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流和熱輻射三種。一般來(lái)說(shuō)，三種傳熱方式總是共存的，但因絕熱性能良好的般來(lái)說(shuō)，三種傳熱方式總是共存的，但因絕熱性能良好的材料常是多孔的，雖然在材料的孔隙內(nèi)有著空氣，起著輻材料常是多孔的，雖然在材料的孔隙內(nèi)有著空氣，起著輻射和對(duì)流作用，但與熱傳導(dǎo)相比，熱輻射和對(duì)流所占的比射和對(duì)流作用，但與熱傳導(dǎo)相比，熱輻射和對(duì)流所占的比例很小，故在建筑熱工計(jì)算時(shí)通常不予考慮。例很小，故在建筑熱工計(jì)算時(shí)通常不予考慮。例例3 3：絕熱材料為什么總是輕質(zhì)的？使用時(shí)為什么一定要：絕熱材料為什么總是輕質(zhì)的？使用時(shí)為什么一定要注意防

35、潮？注意防潮？解：由于材料中固體物質(zhì)的導(dǎo)熱能力要比空氣的導(dǎo)熱能力解：由于材料中固體物質(zhì)的導(dǎo)熱能力要比空氣的導(dǎo)熱能力大得多，因此，一般的輕質(zhì)材料，其表觀密度較小，導(dǎo)熱大得多，因此，一般的輕質(zhì)材料，其表觀密度較小，導(dǎo)熱系數(shù)也較小。所以絕熱材料總是輕質(zhì)的。系數(shù)也較小。所以絕熱材料總是輕質(zhì)的。 材料吸濕受潮后，其導(dǎo)熱系數(shù)就增大，這是由于當(dāng)材材料吸濕受潮后，其導(dǎo)熱系數(shù)就增大，這是由于當(dāng)材料的孔隙中有了水分（包括水蒸氣）后，則孔隙中蒸汽的料的孔隙中有了水分（包括水蒸氣）后，則孔隙中蒸汽的擴(kuò)散和水分子的熱傳導(dǎo)將起主要傳熱作用，而水的擴(kuò)散和水分子的熱傳導(dǎo)將起主要傳熱作用，而水的為為0.580.58（），比空氣

36、的），比空氣的=0.029=0.029（）大大2020倍左右。如果孔隙中的水結(jié)成了冰，則冰的倍左右。如果孔隙中的水結(jié)成了冰，則冰的=2.33 =2.33 （），其結(jié)果使材料的導(dǎo)熱系數(shù)更加增大。故），其結(jié)果使材料的導(dǎo)熱系數(shù)更加增大。故絕熱材料在應(yīng)用時(shí)必須注意防水避潮。絕熱材料在應(yīng)用時(shí)必須注意防水避潮。例例4 4：試述材料的吸聲性能及其表示方法？什么是吸聲材：試述材料的吸聲性能及其表示方法？什么是吸聲材料？料？解：吸聲性能是指材料能夠吸收由空氣傳遞的聲波能量的解：吸聲性能是指材料能夠吸收由空氣傳遞的聲波能量的性質(zhì)。以性質(zhì)。以 吸聲系數(shù)（吸聲系數(shù)（）表示。吸聲系數(shù)是這些被吸收）表示。吸聲系數(shù)是這些被

37、吸收的能量（）（包括部分穿透材料的聲能在內(nèi)）與傳遞給的能量（）（包括部分穿透材料的聲能在內(nèi)）與傳遞給材料的全部聲能（材料的全部聲能（E0E0）之比，用公式表示為（）之比，用公式表示為（P191P191）常用規(guī)定的六個(gè)頻率：常用規(guī)定的六個(gè)頻率：125125、250250、500500、10001000、20002000、4000 Hz4000 Hz的平均吸聲系數(shù)（的平均吸聲系數(shù)（）來(lái)表示。）來(lái)表示。平均吸聲系數(shù)大于平均吸聲系數(shù)大于0.20.2的材料，列為吸聲材料。的材料，列為吸聲材料。 吸聲系數(shù)與聲音的頻率及聲音的入射方向有關(guān)。因此吸吸聲系數(shù)與聲音的頻率及聲音的入射方向有關(guān)。因此吸聲系數(shù)用聲音從

38、各方向入射的吸收平均值表示，并應(yīng)指出聲系數(shù)用聲音從各方向入射的吸收平均值表示，并應(yīng)指出是對(duì)哪一頻率的吸收。是對(duì)哪一頻率的吸收。例例5 5：簡(jiǎn)述吸聲材料的基本特征？：簡(jiǎn)述吸聲材料的基本特征？解：吸聲材料的基本特征是：解：吸聲材料的基本特征是： （）多孔性。吸聲材料孔隙率幾乎達(dá)（）多孔性。吸聲材料孔隙率幾乎達(dá)70709090； （）開(kāi)口孔隙率大、透氣性好；（）開(kāi)口孔隙率大、透氣性好； （）體積密度適宜，過(guò)大會(huì)使透氣性降低而使吸聲（）體積密度適宜，過(guò)大會(huì)使透氣性降低而使吸聲性能降低；性能降低； 常采取硬質(zhì)板上鉆孔，背后留空氣夾層或填以柔性吸常采取硬質(zhì)板上鉆孔，背后留空氣夾層或填以柔性吸聲材料做成吸聲

39、結(jié)構(gòu)的形式，以提高吸聲系數(shù)。聲材料做成吸聲結(jié)構(gòu)的形式，以提高吸聲系數(shù)。例例6 6：試述多孔材料、穿孔材料及薄板共振結(jié)構(gòu)的吸聲原：試述多孔材料、穿孔材料及薄板共振結(jié)構(gòu)的吸聲原理。隨著材料的表觀密度和厚度的增加，材料吸聲性能有理。隨著材料的表觀密度和厚度的增加，材料吸聲性能有何變化？何變化？解：多孔材料、穿孔材料的吸聲原理在于：聲波深入材料解：多孔材料、穿孔材料的吸聲原理在于：聲波深入材料的孔隙，且孔隙多為內(nèi)部互相貫通的開(kāi)口孔，受到空氣分的孔隙，且孔隙多為內(nèi)部互相貫通的開(kāi)口孔，受到空氣分子摩擦和粘滯阻力，以及使細(xì)小纖維作機(jī)械振動(dòng)，從而使子摩擦和粘滯阻力，以及使細(xì)小纖維作機(jī)械振動(dòng)，從而使聲能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。薄板共振結(jié)構(gòu)系采用薄板釘牢在靠墻的聲能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋１“骞舱窠Y(jié)構(gòu)系采用薄板釘牢在靠墻的木龍骨上，薄板與板后的空氣層構(gòu)成了薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)，木龍骨上，薄板與板后的空氣層構(gòu)成了薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)，