第十七讲 绝热吸声材料
绝热吸声材料
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10.2 绝热材料
以托贝莫来石为主要水化产物的微孔硅酸钙，表观密度约为200k kg/m3，导热系数为0.047W/(m·K)，最高使用温度约为650℃。以硬硅 钙石为主要水化产物的微孔硅酸钙，其表观密度约为230 kg/m3，导热 系数为0.056W/（m·K)，最高使用温度可达1 000℃。用于围护结构及 管道保温，效果较水泥膨胀珍珠岩和水泥膨胀蛭石为好。
(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。
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10.2 绝热材料
(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，热流受阻小，故导热系数大。而热流垂直于纤 维方向时，热流受阻大，故导热系数小。以松木为例，当热流垂直于木 纹时，导热系数为0.17W/(m·K)，而当热流ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ行于木纹时，则导热系数 为0.35W/m·K。
上述各项因素中以表观密度和湿度的影响最大。因而在测定材料的 导热系数时，也必须测定材料的表观密度。至于湿度，通常对多数绝热 材料可取空气相对湿度为80%～85%时材料的平衡湿度作为参考值，应尽 可能在这种湿度条件下测定材料的导热系数。
绝热材料和吸声隔声材料
绝热材料
一、绝热材料的作用及基本要求
? 绝热材料：在建筑上起绝热（即隔热、保温）作用，且导热系数 ≯ 0.23W/m.K的材料。
通常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。
? 用途：屋面、墙体、地面的保温隔热、采暖和空调管道等保温及 冷藏设备的隔热等。
王劲
7
三、绝热材料的类型 ⑴ 多孔型
绝热原理：
①固相传热：路线大大增加 ②气孔传热：导热系数极小
绝热材料：
泡沫塑料、膨胀珍珠岩等
王劲
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⑵ 纤维型
绝热原理： 与多孔材料类似 绝热材料： 岩棉、矿棉
⑶ 反射型
绝热原理：
能量守恒
I A ? IB ? I0
从而
IA ? IB ? 1 I0 I0
反射率 I B 大I，0
②材料质量越大，空气声波越难使其振动。
2、隔声材料： 密实沉重的材料，如粘土砖，钢板、混凝土等
二、固体声的隔绝 1、传声特点：
固体越密实，固体声波传播效率越高。
2、隔声材料 ： 柔软弹性的阻尼材料，如毛毡、软木、橡皮等
王劲
24
? 分析 吸声材料和绝热材料都是多孔性材料，但两者的孔隙特征完 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、互相连通的气孔。泡沫玻璃 是—种强度较高的多孔结构材料，但是它在烧成后含有大量单独、 封闭的气泡，且气孔互不连通，则声波不能进入，从吸声机理上来 讲，不属于多孔吸声材料。因此不能用作吸声材料。
王劲
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3、幕帘吸声体 基本材料： 吸声结构： 吸声原理：
4、空间吸声体 基本材料： 吸声结构： 吸声原理：
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建筑材料与构造(一级)精讲班第17讲讲义
绝热材料的性能
一、绝热材料
1、绝热机理、绝热材料的性能。
其中性能包括：导热系数、温度稳定性、吸湿性、强度等。
重要指标导热系数λ，其越小，材料越不易导热。
2、绝热材料的选用：导热系数不易大于0.23W/m.K，表观密度不易大于600kg/m3，块状材料的抗压强度不低于0.3MPa。
常用的绝热材料
3、常用的绝热材料：硅藻土、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、轻质混凝土、玻璃棉等。
吸声材料
二、吸声材料
1、评定吸声材料的好坏主要指标为吸声系数α，α大于0.2的材料为吸声材料。
吸声材料大多为多孔材料。
2、吸声系数与材料的厚度、空隙率与孔结构有关。
三、隔声材料：应选择密实、沉重的材料作为隔声材料。
不能简单地把吸声材料作为隔声材料。
绝热材料和吸声隔声材料土木工程材料建筑材料
ge
*
:4
热传递机理—（2）对流
t2
t1
对流：对流仅发生于流体中，它是指由于流体的宏观运动使流体各部分
之间发生相对位移而导致的热量传递过程 。
Pa
ge
*
:5
热传递机理—（3）热辐射
热源
辐射是一种通过电磁波传递能量的过程。物体因各种原因发出辐射能，其中
因热的原因发出辐射能的现象称为热辐射。
与热传导和对流传热不同，辐射传热无须借助中间介质的存在来传递热量，
膨胀珍珠岩45.5；磷酸铝溶液34.1；硫酸铝溶液11.3；纸浆废液 9.1
Pa
ge
:2
*
9
典型膨胀珍珠岩制品的物理力学性能
膨胀珍珠岩制品 表观密度
胶结剂类型
kg/m3
σ压MPa
导热系数 使用温度
W/m.K
℃
特点
水泥 水玻璃 磷酸盐 乳化沥青 硅酸盐 碳酸盐
250~400 0.3~0.5 200~300 0.5~1.2 200~250 0.5~1.0 300~350 0.3~0.5 300~450 0.3~0.5 200~350 0.3~0.8
Pa
ge
:2
*
1
➢ 基本绝热原理——珍珠岩属于玻璃质材料，在其软
化温度范围内，表现出很高的粘滞性，既能发生显著 的变形而不破裂，又可阻止气体外逸。此时其内的化 学结合水发生蒸发，在珍珠岩流体中产生大量的气泡， 粘滞的软化体随气泡的不断生成与长大发生显著的体 积膨胀。在气孔长大到一定程度但尚无合并之时迅速 冷却，气泡将保留于膨胀的珍珠岩颗粒内部，形成微 孔构造。
x
固体材料的导热系数有相当重要的实际和理论意义。高炉和锅炉的设计需要知道隔热材料从高温到环
建筑材料与构造：建筑绝热与吸声材料
建筑材料与构造：建筑绝热与吸声材料在建筑领域，建筑材料的选择和运用对于建筑物的性能和舒适度起着至关重要的作用。
其中，建筑绝热材料和吸声材料是两个关键的类别，它们能够有效地改善建筑物的热环境和声学环境，提高居住和使用的质量。
建筑绝热材料，顾名思义，其主要作用是减少热量的传递，保持室内温度的稳定，降低能源消耗。
常见的建筑绝热材料包括无机绝热材料、有机绝热材料和金属绝热材料等。
无机绝热材料中，最常见的是岩棉和玻璃棉。
岩棉是以天然岩石为主要原料，经高温熔融后制成的纤维状材料。
它具有良好的绝热性能、防火性能和化学稳定性，常用于建筑外墙、屋面和管道的绝热保温。
玻璃棉则是以玻璃为主要原料，通过离心法或喷吹法制成的纤维状材料，其绝热性能与岩棉相似，但在柔软性和吸声性能方面可能更具优势。
有机绝热材料中，聚苯乙烯泡沫板和聚氨酯泡沫板是应用较为广泛的品种。
聚苯乙烯泡沫板具有质轻、保温性能好、价格低廉等优点，常用于建筑外墙和屋面的保温。
聚氨酯泡沫板则具有更高的绝热性能和粘结强度，但价格相对较高，常用于冷库、管道等对绝热要求较高的部位。
金属绝热材料，如铝箔和不锈钢箔等，虽然绝热性能相对较弱，但具有良好的反射性能，能够有效地反射热量，常用于建筑的辐射绝热系统。
在选择建筑绝热材料时，需要考虑多个因素。
首先是绝热性能，这是衡量绝热材料优劣的关键指标。
其次是防火性能，特别是对于高层建筑和人员密集场所，防火性能至关重要。
此外，还需要考虑材料的耐久性、施工性能、环保性能和成本等因素。
与建筑绝热材料不同，吸声材料的主要作用是吸收声音能量，降低室内的噪声水平，提高声学舒适度。
吸声材料的吸声性能通常用吸声系数来表示，吸声系数越大，吸声性能越好。
常见的吸声材料包括多孔吸声材料、共振吸声结构和特殊吸声结构等。
多孔吸声材料，如玻璃棉、岩棉、泡沫塑料等，内部具有大量微小的孔隙，声音在这些孔隙中传播时，会引起空气和材料的摩擦，从而将声能转化为热能，实现吸声的效果。
建筑装饰材料之吸声绝热材料
建筑装饰材料之吸声绝热材料1. 引言建筑装饰材料在现代建筑设计和室内装修中扮演着重要的角色。
其中，吸声绝热材料是一种常见的建筑装饰材料，它具有吸音和隔热的功能，对于提高室内环境的舒适性和减少能源消耗具有重要意义。
本文将介绍吸声绝热材料的概念、分类以及其在建筑装饰中的应用。
2. 吸声绝热材料的概念吸声绝热材料是指在建筑装饰中用于吸音和隔热的材料。
吸声绝热材料可以分为软质材料和硬质材料两类。
软质吸声绝热材料通常是由纤维素或矿物纤维等制成，具有较好的吸音性能；而硬质吸声绝热材料通常是由硅酸盐或硅酸盐纤维等制成，具有较好的隔热性能。
吸声绝热材料的主要功能是通过吸收声音和隔绝热量，提供一个安静和舒适的室内环境。
3. 吸声绝热材料的分类吸声绝热材料可以根据其材料组成、结构形式和性能特点等方面进行分类。
以下是几种常见的吸声绝热材料分类：3.1 棉类吸声绝热材料棉类吸声绝热材料是指由天然或合成纤维制成的吸声材料，如玻璃纤维棉、矿物棉等。
这种材料具有较好的吸音性能，能够有效降低室内噪音，提供一个安静的室内环境。
同时，棉类吸声绝热材料还具有优良的隔热性能，能够阻挡热量的传递，降低能源消耗。
3.2 泡沫类吸声绝热材料泡沫类吸声绝热材料是指由聚合物制成的柔软材料，如聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫等。
这种材料具有良好的吸音效果，能够减少噪音的传播和反射，提高室内环境的舒适性。
同时，泡沫类吸声绝热材料还具有一定的隔热性能，能够减少热量的散失，提高建筑的能源利用效率。
3.3 隔音板类吸声绝热材料隔音板类吸声绝热材料是一种通过改变材料的结构形式来实现吸音效果的材料，如金属隔音板、木质隔音板等。
这种材料具有较好的吸声性能，能够减少噪音的传播和反射，提供一个安静的室内环境。
同时，隔音板类吸声绝热材料还具有一定的隔热性能，能够阻挡热量的传递，降低室内的能耗。
4. 吸声绝热材料的应用吸声绝热材料在建筑装饰中应用广泛，主要用于以下几个方面：4.1 室内隔音吸声绝热材料可以有效降低室内声音的传播和反射，提供一个安静的室内环境。
绝热材料和吸声材料
绝热材料和吸声材料10.1 绝热材料绝热材料是用于减少结构物与环境交换的一种功能材料,在建筑物中起保温、隔热作用。
绝热材料主要用于墙体及屋顶、热工设备及管道、冷藏设备及冷藏库等工程或冬季施工等,如图10.1 所示。
10.1.1 绝热材料的作用原理图10.1 绝热材料当材料的两个相对侧面间出现温度差时,热量会从高温区向低温区传导。
在冬天,由于室内气温高于室外气温,热量会从室内经围护结构材料向外传出,造成热损失;夏天,室外气温高于室内,热量经围护材料传至室内,从而室内温度随之提高。
因此,为了保持室内温度,房屋的围护结构材料必须具有一定的绝热性能。
要实现绝热,材料必须要导热性低[导热系数≤0.17 W/(m·K)]、表观密度小(表观密度≤600 kg/m3)、有一定的强度(抗压强度＞0.3 MPa),在具体选用时,还要根据工程的特点,考虑材料的耐久性、耐火性、耐侵蚀性等是否满足要求。
在热传递过程中,通常存在2 种或3 种传热方式。
绝热材料通常是多孔的,孔壁之间的空气对流与热传导相比,所占的比例很小,主要考虑热传导。
由材料的导热性得知,材料导热能力的大小用导热系数λ表示。
导热系数是指单位厚度的材料,当两相对侧面温差为1 K时,在单位时间内通过单位面积的热量。
导热系数受材料的组成、孔隙率及孔隙特征、所处环境的湿度、温度及热流方向等方面的影响。
导热系数越小,保温隔热效果越好。
10.1.2 影响材料绝热性能的因素1)材料的性质不同的材料导热系数不同。
一般来说,金属导热系数的最大,液体的较小,气体的最小。
对于同一种材料,内部结构不同导热系数的差别也很大:结晶结构的最大,微晶体结构的次之,玻璃体结构的最小。
对于多孔的绝热材料,由于孔隙率高,气体(空气)对导热系数的影响最大,而固体部分的结构无论是晶态或玻璃态对其影响都不大。
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的大得多,故表观密度小的材料,因其孔隙率大,所以导热系数小。
吸声、绝热材料性能概述—吸声材料概述
目录
1
隔热保温材料
2
吸声与隔声材料
3
建筑装饰材料
4
建筑功能材料的新发展
建筑功能材料
吸声与隔声材料
吸声与隔声材料
一、吸声材料
1. 吸声材料的定义
当声波遇到材料表面时，被吸收声能与入射声能之比，称为吸声系数 。通常取125Hz ，250Hz ，500Hz ，1000Hz ，2000Hz ，4000Hz 六个频率的吸声系数来表示材料的吸声频率特性。凡六个频率的平均吸 声系数大于0.2的材料，称为吸声材料。
对于空气声，根据声学中的“质量定律”，其传声的大小主要取决于 墙或板的单位面积质量，质量越大，越不易震动，则隔声效果越好。可 以认为：固体声的隔绝主要是吸收，这和吸声材料是一致的；而空气声 的隔绝主要是反射，因此必须选择密实、沉重的如粘土砖、钢板等作为 隔声材料。
吸声与隔声材料
石膏吊顶（吸声材料）
隔声材料
吸声与隔声材料
隔声材料
车辆噪音的隔声属空气声 隔绝。构成隔声结构的材 料大致分为三类：①密实 板，如钢板、混凝土板； ②多孔板，如玻璃棉、泡 沫塑料；③减振板，如阻 尼板等。该隔声板属于减 振板隔声，但效果不是很 理想
高其材料结构状况可分为多孔吸声结构、共振吸声结构和其他吸声结 构三大类。
吸声与隔声材料
二、隔声材料
建筑上把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、隔墙以及隔断等。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）。两者的隔声 原理截然不同。
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建筑功能材料
绝热材料
吸声材料
建筑防火材料
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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。
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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
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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。
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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。
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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。
因水的导热能力比孔隙中的空气的导热能力（0.023W/M.K）大20倍左右。
若孔隙中的水结成了冰（2.3W/M.K），则导热系数更大。
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龙江2007.114）温度
材料的导热性能随着温度的不同而不同，一般来讲，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的辐射作用也有所增加。
但这种影响在
0~50范围内并不大，只有对处于高温或负温下才有影响。
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龙江2007.115）热流方向
对于各向异性材料，如木材等纤维质的材料，当热流平行于纤维延伸方向时，热流受到的阻力小；而垂直于纤维方向时，受到的阻力最大。
在使用此类材料时要考虑这个因素。
上述各项因素中以孔结构和湿度对导热系数影响最大。
孔结构对导热系数的影响在工程上可近视地用体积密度来处理。
体积密度是由材料本身的组成和结构决定的，组成、结构不同，材料的导热性能也就不同，所以在工程上体积密度是决定材料导热性能的重要依据，也是选择绝热材料的重要依据之一。
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无机绝热材料主要是用矿物质经加工而成的，常见的纤维状、散粒状、或制成板、块、片、卷材、套管等制品。
无机绝热材料按绝热材料构造状态可分为纤维状材料、颗粒状材料和多孔材料三类。
１）纤维状材料纤维状材料常有天然的（如石棉）与人造的（如矿棉、岩棉和玻璃棉）两类。
２）颗粒状材料主要有膨胀珍珠岩和膨胀蛭石。
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龙江2007.11３）多孔材料，泡沫混凝土和加气混凝土泡沫混凝土是将水泥、水和泡沫剂拌合后，经硬化而成的一种多孔混凝土。
泡沫玻璃，它是以玻璃粉与发泡剂（如碳酸钙）混合，在高温下烧制而成的，在玻璃内部形成大量的气泡。
有机绝热材料是指用有机材料（木材、树脂等）为原料经加工制成。
有机绝热材料由于吸湿性大，易腐蚀，不耐久，不耐高温，故只能在低温下用于保温隔热。
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龙江2007.11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。
第二节吸声材料
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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。
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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。
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龙江2007.11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。
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龙江2007.11（３）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。
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龙江2007.11薄板共振吸声结构和穿孔板吸声结构：
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。