第11章建筑功能材料

第一節絕熱材料第二節吸聲隔聲材料主要內容1、絕熱材料：建筑中將阻止室內熱量外流的材料稱保溫材料；防止室外熱量進入室內的材料稱隔熱材料。保溫、隔熱材料統稱為絕熱材料。一、基本概念第一節絕熱材料2、導熱系數也稱熱導率(λ)：表示材料導熱能力的指標。

物理意義：在穩定傳熱條件下，通過厚度為1m溫差為1K的材料時，在1h內通過1m2面積的熱量。

一般材料λ↑，導熱性越好，絕熱性越差↓。

建筑上將λ<0.175w/(m?K)，表觀密度<500kg/m2,抗壓強度＞0.3MPa的材料稱為絕熱材料。dQT2T11、材料的性質

⑴不同的材料，其λ值是不同的。一般金屬>非金屬>液體>氣體。

⑵對同一材料，內部結構不同其λ不同。一般結晶結構>微晶體結構>玻璃體結構。

⑶對多孔材料，孔隙率高低，氣體(空氣)含量對λ的影響極大。二、影響導熱系數的因素

2、表觀密度與孔隙特征

⑴一般表觀密度小，孔隙率大，λ值小。⑵在孔隙率相同時，孔隙尺寸愈大，λ愈大；開放、連通孔比封閉微孔λ要大。⑶當表觀密度很小時，如纖維狀的超細玻璃纖維，當其表觀密度低于某一極限值時，λ反而會增大(由于孔隙增大且互相連通的孔隙大大增多，使對流作用加強的結果)。因此，存在一最佳表觀密度，此時λ最小。二、影響導熱系數的因素3、濕度：材料吸濕(結冰)后，其λ增大。

(因為λ水=0.58，比λ空氣=0.029大20倍左右。若水結冰，冰的λ冰=2.2，其λ更大。故絕熱材料在應用時必須注意防水避潮）二、影響導熱系數的因素4、溫度：隨材料溫度的升高，λ增大。

(因為溫度升高，材料固體分子的熱運動增強，同時材料孔隙中空氣的導熱和孔壁間的輻射作用也增加。當溫度在０～50℃時，該影響不顯著，只有對高溫或負溫下的材料，應考慮溫度影響)

5、熱流方向：對各向異性的材料，如木材等纖維質的材料，當熱流平行于纖維方向時，熱流受到阻力小，而熱流垂直于纖維方向時，受到的阻力就大，各方向λ不同，選擇絕熱材料應注意方向性。二、影響導熱系數的因素多孔型結構熱傳導示意圖纖維型結構熱傳導示意圖1.無機絕熱材料

(1)纖維狀材料

(2)多孔輕質類

(3)泡沫狀材料

(4)散粒狀材料

2.有機絕熱材料

(1)泡沫塑料

(2)硬質泡沫橡膠

三、絕熱材料的種類

⑴礦棉及其制品：其包括礦渣棉和巖石棉。

礦渣棉是以高爐硬礦渣、銅礦渣等為原料，并加入調料（鈣質和硅質原料）。巖棉是以天然巖石(白云石、花崗石、玄武巖等)為原料。上述原料經熔融后，用噴吹法或離心法制成細纖維。

特點：礦棉輕質、不燃、絕熱且電絕緣。其原料廣，成本低，可制成礦棉板、礦棉氈及管殼等。

應用：用作墻壁、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。四、常用保溫材料1、纖維狀保溫隔熱材料礦物棉⑵石棉及其制品：石棉是天然礦物纖維，主要成分是含水硅酸鎂。其耐火、耐熱、耐酸堿、絕熱、防腐、隔音且絕緣。制品有石棉粉、石棉紙板、石棉氈等制品，主要用于建筑工程的高效能保溫及防火覆蓋等。四、常用保溫材料1、纖維狀保溫隔熱材料

⑶玻璃棉及其制品：是以玻璃或碎玻璃為原料經熔融后制成纖維狀材料，包括短棉和超細棉兩種。玻璃棉礦棉陶瓷纖維

⑷植物纖維復合板：系以植物纖維為主料，加入膠結料和填料而制成的復合板。

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，經成型、冷壓、養護、干燥而制成。

甘蔗板：是以甘蔗渣為原料，經過蒸制、加壓、干燥等工序制成的一種輕質、吸聲、保溫材料。四、常用保溫材料1、纖維狀保溫隔熱材料植物纖維復合板⑴膨脹蛭石及其制品：蛭石是一種天然礦物，經850～10000C煅燒，體積急劇膨脹(可達5～20倍)成為松散顆粒，堆積密度為80～200kg/m3，導熱系數為0.046～0.07。

應用：①用于填充墻壁、樓板及平屋頂，保溫效果佳，可在1000～1100℃下使用。

②膨脹蛭石也可與水泥、水玻璃等膠結料配合，制成磚、板、管殼等用于圍護結構及管道保溫。2、散粒狀保溫隔熱材料四、常用保溫材料膨脹蛭石

⑵膨脹珍珠巖及其制品：是由天然珍珠巖、黑耀巖或松脂巖為原料，經煅燒體積急劇膨脹（約20倍）而得蜂窩狀白色或灰白色松散顆料。堆積密度為40～300kg/m3，λ=0.025～0.048，耐熱達8000C，為高效能保溫保冷填充材料。

制品：是以膨脹珍珠巖為骨料，配以適量膠凝材料，經拌和、成型、養護（或干燥、或焙燒）后制成的板、磚、管等產品。2、散粒狀保溫隔熱材料四、常用保溫材料膨脹珍珠巖

3、多孔性保溫隔熱材料四、常用保溫材料

⑴微孔硅酸鈣制品

是用粉狀SiO2(硅藻土)、石灰、纖維增強材料及水等經攪拌、成型、蒸壓處理和干燥等工序制成，用于圍護結構及管道保溫。微孔硅酸鈣

3、多孔性保溫隔熱材料四、常用保溫材料⑵泡沫塑料：是以合成樹脂為基料，加入一定量的發泡劑、催化劑、穩定劑等輔助材料經加熱發泡而制成的輕質保溫、防震材料。有聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯及脲醛樹脂等泡沫塑料。聚苯乙烯泡沫塑料聚氨酯泡沫塑料聚氯乙烯泡沫塑料硬質泡沫橡膠

⑶泡沫玻璃：用碎玻璃加入1～2%發泡劑(石灰石或碳化鈣)，經粉磨、混合、裝模，在800℃下燒成后形成含大量封閉氣泡(直徑0.1～5mm)的制品。四、常用保溫材料3、多孔性保溫隔熱材料泡沫玻璃

特點：λ小，抗壓強度、抗凍性高，耐久性好，且易于鋸切、鉆孔加工，為高級保溫材料，也常用于冷藏庫隔熱。泡沫混凝土加氣混凝土

⑷多孔混凝土和輕骨料混凝土。四、常用保溫材料3、多孔性保溫隔熱材料發泡粘土⑴軟木板：軟木也叫栓木。軟木板是用栓皮、櫟樹皮或黃菠蘿樹皮為原料，經破碎后與皮膠溶液拌和，再加壓成型，在80℃的干燥室中干燥一晝夜而制成。

特點：具有表觀密度小，導熱性低，抗滲和防腐性能高等特點。4、其他保溫隔熱材料四、常用保溫材料4、其他保溫隔熱材料⑵蜂窩板：由兩塊較薄的面板，牢固地粘結在一層較厚的蜂窩狀芯材兩面而制成的板材，亦稱蜂窩夾層結構。

芯材：是用浸漬過合成樹脂（酚醛、聚酯等）的牛皮紙、玻璃布和鋁片等，經加工粘合成六角形空腹（蜂窩狀）的整塊芯材。

面板：為浸漬過樹脂的牛皮紙、玻璃布或不經樹脂浸漬的膠合板、纖維板、石膏板等。

特點：比強度大、導熱性低、抗震性好等。四、常用保溫材料1、材料的吸聲性第二節吸聲隔聲材料

當聲波遇到材料表面時，一部分被反射，另一部分穿透材料，其余部分則被材料吸收。

吸聲材料：通常指125、250、500、1000、2000、4000Hz六個頻率下的平均吸聲系數>0.2的材料。吸聲系數α：一、吸聲材料2、吸聲材料的類型及結構形式

⑴多孔吸聲材料：材料中開放的、連通的氣孔越多，吸聲性越好。其吸聲系數，一般從低頻到高頻逐漸增大，對中高頻的聲音吸收效果較好。⑵柔性吸聲材料：具有密閉氣孔和一定彈性的材料。如泡沫塑料，其吸聲特性在一定頻率內出現一個或多個吸收頻率。⑶簾幕吸聲體：用具有通氣性能的紡織品，安裝在離墻面或窗洞一定距離處，背后設置空氣層。對中高頻有吸聲效果。一、吸聲材料2、吸聲材料的類型及結構形式

一、吸聲材料簾幕吸聲體柔性吸聲材料2、吸聲材料的類型及結構形式

⑷懸掛空間吸聲體：增加有效的吸聲面積。⑸薄板振動吸聲體：將膠合板、石膏板等周邊釘在墻或頂棚龍骨上，后留空氣層。主要吸收低頻波。一、吸聲材料薄板振動吸聲結構

懸掛空間吸聲體2、吸聲材料的類型及結構形式

⑹穿孔板組合共振吸聲結構：將穿孔的薄板周邊固定在龍骨上，背后留空氣層。主要吸收中頻波。⑺空腔共振吸聲結構：由封閉的空腔和較小的開口組成，它有很強的頻率選擇性，在其共振頻率附近，α較大，對共振頻率較遠的聲波吸收很小。一、吸聲材料穿孔板組合共振腔吸聲結構共振腔吸聲結構快速路兩側的吸音板

當聲音傳播到材料或結構時，會被其吸收，使透過材料的聲能減少，此材料就具有隔聲作用。其隔聲能力用透射系數表示。1、材料的隔聲性

τ越小，隔聲性能越好。工程上常用隔聲量R(dB)表示材料對空氣聲的隔絕能力。它與透射系數的關系：

R↑，隔聲性越好。透射系數τ：二、隔聲材料

隔聲措施：①應選擇密實材料，如磚、混凝土、鋼板等；②當采用輕質材料或薄壁材料，需輔以多孔吸聲材料或采用夾層結構，如夾層玻璃。③對普通教室間的隔墻和樓板，要求達到≥40dB的隔聲量，即透射聲能小于入射聲能的萬分之一。2、隔絕空氣聲

遵循質量定律：即材料的表觀密度越大，質量越大，隔聲性能越好。二、隔聲材料

隔絕固體聲的能力用材料的撞擊聲壓級來衡量。2、隔絕固體聲(撞擊聲)

措施：采用不連續的結構處理，即在墻壁和承重梁之間、框架和墻板之間加彈性襯墊，如毛氈、軟木、橡皮等，或在樓板上加彈性地毯。

測定：將試件安裝在上部聲源室和下部受聲室之間的洞口，聲源室與受聲室之間沒有剛性連接，用標準打擊器打擊試件表面，受聲室接受到的聲壓級減去環境常數，即得材料的撞擊聲壓級。普通教室之間樓板的標準化撞擊聲壓級應