單元12：絕熱材料和吸聲、隔聲材料

知識目標(biāo)：通過本單元的學(xué)習(xí)，對環(huán)保節(jié)能材料有一定的認(rèn)識；理解環(huán)保節(jié)能建材的開發(fā)和應(yīng)用的重要意義；熟悉幾種常用的環(huán)保節(jié)能材料并了解建筑節(jié)能的檢測知識。2/5/20231建筑材料與檢測技能目標(biāo)：通過對本單元的學(xué)習(xí)，能夠了解建筑工程中環(huán)保節(jié)能材料應(yīng)用的重要意義，并能理解相關(guān)節(jié)能材料的節(jié)能原理，具備不同的建筑部位選用合適的環(huán)保節(jié)能材料的能力。2/5/20232建筑材料與檢測12.1絕熱材料將用于控制室內(nèi)熱量外流的材料稱為保溫材料；把阻止室外熱量進入室內(nèi)的材料稱為隔熱材料，保溫、隔熱材料統(tǒng)稱為絕熱材料。據(jù)統(tǒng)計，具有良好的絕熱功能的建筑，其能源可節(jié)省25%～50%。2/5/20233建筑材料與檢測12.1絕熱材料12.1.1絕熱材料的基本要求建筑工程上使用絕熱材料一般要求其導(dǎo)熱系數(shù)不大于0.175w/(m·K),表觀密度小于600kg/m3,抗壓強度不小于0.3Mpa。

2/5/20234建筑材料與檢測12.1絕熱材料12.1.2影響材料絕熱性能的主要因素衡量絕熱材料性能優(yōu)劣的主要指標(biāo)是導(dǎo)熱系數(shù)。導(dǎo)熱系數(shù)的物理意義是指單位厚度（1m）的材料，當(dāng)其相對兩側(cè)表面的溫度差為1K時，經(jīng)單位面積（1m2）單位時間（1s）所通過的熱量。2/5/20235建筑材料與檢測12.1絕熱材料12.1.2影響材料絕熱性能的主要因素1.材料的物質(zhì)組成材料的導(dǎo)熱系數(shù)受自身組成物質(zhì)的化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)的影響。化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)比較簡單的物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)要大于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的物質(zhì)。2/5/20236建筑材料與檢測12.1絕熱材料12.1.2影響材料絕熱性能的主要因素2.孔隙率材料的孔隙率越大，導(dǎo)熱系數(shù)越小。材料的導(dǎo)熱系數(shù)不僅與孔隙率有關(guān)，還與孔隙的大小、形狀及連通情況有關(guān)。2/5/20237建筑材料與檢測12.1絕熱材料12.1.2影響材料絕熱性能的主要因素3.溫度材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的升高而增大。因為溫度升高，材料中固體分子的熱運動增強，同時，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。2/5/20238建筑材料與檢測12.1絕熱材料12.1.2影響材料絕熱性能的主要因素4.濕度材料受潮吸水后，導(dǎo)熱系數(shù)會大大提高。水的導(dǎo)熱系數(shù)比空氣的導(dǎo)熱系數(shù)大約20倍。若水結(jié)冰，導(dǎo)熱系數(shù)將更大，冰的導(dǎo)熱系數(shù)約為空氣導(dǎo)熱系數(shù)的80倍。2/5/20239建筑材料與檢測12.1絕熱材料12.1.2影響材料絕熱性能的主要因素5.熱流方向?qū)τ诶w維狀材料，熱流方向與纖維排列方向垂直時的導(dǎo)熱系數(shù)要小于平行時的導(dǎo)熱系數(shù)。前者對空氣的對流等起到阻礙作用。2/5/202310建筑材料與檢測12.1絕熱材料12.1.3常用的絕熱材料按其成分可以分為有機和無機兩大類。無機絕熱材料是用礦物質(zhì)原料做成的呈松散狀、纖維狀或多孔狀的材料（如浮石、火山渣、硅藻土、石棉、膨脹珍珠巖、陶粒、玻璃棉、加氣混凝土等）；有機絕熱材料是用有機原料制成（如軟木、木絲、刨花、泡沫塑料、泡沫橡膠等）。2/5/202311建筑材料與檢測12.1絕熱材料12.1.3常用的絕熱材料1.無機纖維狀絕熱材料無機纖維狀絕熱材料以礦物棉及玻璃棉為主，制成板或筒狀制品。由于不燃、吸聲、耐久、價格便宜、施工簡便而廣泛用于住宅建筑和熱工設(shè)備的表面。2/5/202312建筑材料與檢測12.1絕熱材料12.1.3常用的絕熱材料1.無機纖維狀絕熱材料⑴玻璃棉及制品玻璃棉是以石灰石、螢石等天然礦物、巖石為主要原料，在玻璃熔爐中熔化后制成的一種纖維狀材料。具有輕質(zhì)、導(dǎo)熱系數(shù)低、吸聲性能好、過濾效率高、不燃燒、耐腐蝕等性能。2/5/202313建筑材料與檢測12.1絕熱材料12.1.3常用的絕熱材料1.無機纖維狀絕熱材料⑵礦物棉及制品礦物棉一般包括礦渣棉和巖石棉。礦渣棉所用原料有高爐硬礦渣、銅礦渣和其他礦渣等，另加一些調(diào)整原料（含氧化鈣、氧化硅的原料）。巖石棉的主要原料是天然巖石，經(jīng)熔融后吹制而成的纖維狀產(chǎn)品。2/5/202314建筑材料與檢測12.1絕熱材料12.1.3常用的絕熱材料1.無機纖維狀絕熱材料⑵礦物棉及制品具有輕質(zhì)、不燃、絕熱和電絕緣等性能，且原料來源豐富，成本較低，可制成礦棉板、礦棉防水氈及管套等。2/5/202315建筑材料與檢測12.1絕熱材料12.1.3常用的絕熱材料2.無機散粒狀絕熱材料⑴膨脹蛭石及其制品蛭石是一種天然礦物，在850℃～1000℃的溫度下煅燒時，在短時間內(nèi)體積急劇膨脹而成的一種金黃色或灰白色的顆粒狀材料，單個顆粒的體積能膨脹約20倍。2/5/202316建筑材料與檢測12.1絕熱材料12.1.3常用的絕熱材料2.無機散粒狀絕熱材料⑴膨脹蛭石及其制品膨脹蛭石的特點：表觀密度小，導(dǎo)熱系數(shù)小，可在1000℃～1100℃溫度下使用，防火、防腐、化學(xué)穩(wěn)定性好、無毒、無味等，但吸水性較大。2/5/202317建筑材料與檢測12.1絕熱材料12.1.3常用的絕熱材料2.無機散粒狀絕熱材料⑵膨脹珍珠巖及其制品膨脹珍珠巖是由天然珍珠巖煅燒而成的，呈蜂窩泡沫狀的白色或灰白色顆粒，是一種高效能的絕熱材料。2/5/202318建筑材料與檢測12.1絕熱材料12.1.3常用的絕熱材料2.無機散粒狀絕熱材料⑵膨脹珍珠巖及其制品膨脹珍珠巖的特點：表觀密度小，導(dǎo)熱系數(shù)小，使用溫度范圍廣（最高使用溫度可達(dá)800℃，最低使用溫度為-20℃）、化學(xué)穩(wěn)定性好、無毒、無味、吸濕性小、施工方便等。2/5/202319建筑材料與檢測12.1絕熱材料12.1.3常用的絕熱材料2.無機散粒狀絕熱材料⑵膨脹珍珠巖及其制品膨脹珍珠巖制品是以膨脹珍珠巖為主，配合適量膠凝材料，經(jīng)拌合、成型、養(yǎng)護后而制成的具有一定形狀的板、塊、管殼等制品。2/5/202320建筑材料與檢測12.1絕熱材料12.1.3常用的絕熱材料3.無機多孔類絕熱材料⑴泡沫混凝土泡沫混凝土是由水泥、水、松香泡沫劑混合后經(jīng)攪拌、成型、養(yǎng)護而成的一種多孔、輕質(zhì)、保溫、隔熱、吸聲材料。2/5/202321建筑材料與檢測12.1絕熱材料12.1.3常用的絕熱材料3.無機多孔類絕熱材料⑵加氣混凝土加氣混凝土是由鈣質(zhì)材料（水泥、石灰）和硅質(zhì)材料（石英砂、粉煤灰、?；郀t礦渣等）經(jīng)磨細(xì)、配料，在加入發(fā)氣劑（鋁粉、雙氧水）后，進行攪拌、澆筑、發(fā)泡、切割及蒸壓養(yǎng)護等工序生產(chǎn)而成，是一種保溫隔熱性能良好的輕質(zhì)材料。2/5/202322建筑材料與檢測12.1絕熱材料12.1.3常用的絕熱材料3.無機多孔類絕熱材料⑶硅藻土硅藻土是一種被稱為硅藻的水生植物的殘骸。其孔隙率約為50%～80%，因此硅藻土有很好的保溫隔熱性能，其導(dǎo)熱系數(shù)僅有；最高使用溫度可達(dá)900℃。硅藻土常用作填充料或制成硅藻土磚等制品。2/5/202323建筑材料與檢測12.1絕熱材料12.1.3常用的絕熱材料3.無機多孔類絕熱材料⑷微孔硅酸鈣微孔硅酸鈣是以石英砂、硅藻土或硅石與石灰為原料經(jīng)配料、拌合、成型及水熱合成的絕熱材料。其主要水化產(chǎn)物為托貝莫來石或硬硅鈣石。2/5/202324建筑材料與檢測12.1絕熱材料12.1.3常用的絕熱材料3.無機多孔類絕熱材料⑸泡沫玻璃泡沫玻璃由玻璃粉和發(fā)泡劑等經(jīng)配料、燒制而成的多孔材料。泡沫玻璃導(dǎo)熱系數(shù)小、抗壓強度高、抗凍性好、耐久性好，并且對水分、水蒸氣和其他氣體具有不滲透性，還容易進行機械加工。2/5/202325建筑材料與檢測12.1絕熱材料12.1.3常用的絕熱材料4.有機絕熱材料⑴泡沫塑料以各種樹脂為基料，加入各種輔助料經(jīng)加熱發(fā)泡制得的輕質(zhì)保溫材料。泡沫塑料目前廣泛用作建筑上的保溫隔熱材料，其表觀密度很小，隔熱性能好，加工使用方便。2/5/202326建筑材料與檢測12.1絕熱材料12.1.3常用的絕熱材料4.有機絕熱材料⑴泡沫塑料常用的泡沫塑料有聚苯乙烯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、聚氨脂泡沫塑料、泡沫酚醛塑料和脲醛泡沫塑料等。2/5/202327建筑材料與檢測12.1絕熱材料12.1.3常用的絕熱材料4.有機絕熱材料⑵硬質(zhì)泡沫橡膠是用化學(xué)發(fā)泡劑制成。特點是導(dǎo)熱系數(shù)小而強度大?？箟A和鹽的侵蝕能力較強，但不抗強的無機酸及有機酸的侵蝕。2/5/202328建筑材料與檢測12.1絕熱材料12.1.3常用的絕熱材料4.有機絕熱材料⑶碳化軟木板碳化軟木板是以一種軟木橡樹的外皮為原料，經(jīng)適當(dāng)破碎后再在模型中成型，在300℃左右熱處理而成。是理想的保溫、絕熱、吸聲材料，且具有不透水、無味、無毒等特性，并且有彈性，柔和耐用。2/5/202329建筑材料與檢測12.1絕熱材料12.1.3常用的絕熱材料4.有機絕熱材料⑷植物纖維復(fù)合板植物纖維復(fù)合板是以植物纖維為主要材料加入膠結(jié)料和填料而制成的。輕質(zhì)、吸聲、保溫。2/5/202330建筑材料與檢測12.2吸聲材料吸聲材料是一種能在很大程度上吸收由空氣傳遞的聲波能量的建筑材料。

12.2.1材料的吸聲性能吸聲系數(shù)是評定材料吸聲性能好壞的主要指標(biāo)。材料的吸聲性能除了與材料本身性質(zhì)、厚度及材料表面狀況（有無空氣層及空氣層的厚度）有關(guān)外，還與聲波的入射角及頻率有關(guān)。2/5/202331建筑材料與檢測12.2吸聲材料12.2.1材料的吸聲性能被吸收的聲能（包括部分穿透材料的聲能在內(nèi)）與原先傳遞給材料的全部聲能之比，稱為吸聲系數(shù)。吸收的聲能全部聲能吸聲系數(shù)2/5/202332建筑材料與檢測12.2吸聲材料12.2.2吸聲材料的基本要求⑴開放的氣孔越多，吸聲性能越好。⑵吸聲材料應(yīng)不易蟲蛀、腐朽，且不易燃燒。⑶盡可能選用吸聲系數(shù)較高的材料。⑷材料強度一般較低應(yīng)避免碰撞破壞。⑸應(yīng)安裝在最容易接受聲波和反射次數(shù)最多的表面上。2/5/202333建筑材料與檢測12.2吸聲材料12.2.3常用的吸聲材料1.多孔吸聲結(jié)構(gòu)多孔性吸聲材料具有大量的內(nèi)外連通微孔，透氣性良好。當(dāng)聲波入射到材料表面時，聲波很快地順著微孔進入材料內(nèi)部，引起孔隙內(nèi)的空氣振動，由于摩擦，空氣粘滯阻力和材料內(nèi)部的熱傳導(dǎo)作用，使相當(dāng)一部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能而被吸收。2/5/202334建筑材料與檢測12.2吸聲材料12.2.3常用的吸聲材料1.多孔吸聲結(jié)構(gòu)材料的吸聲性能與材料的表觀密度和內(nèi)部構(gòu)造有關(guān)。在建筑裝修中，吸聲材料的厚度、材料背后空氣層以及材料孔隙特征等，對吸聲性能均有較大影響。2/5/202335建筑材料與檢測12.2吸聲材料12.2.3常用的吸聲材料2.膨脹珍珠巖裝飾吸聲制品膨脹珍珠巖裝飾吸聲制品是以膨脹珍珠巖為集料，配合適量的膠粘劑，并加入其他輔助材料制成的板塊材料。具有質(zhì)輕、不燃、吸聲、施工方便等優(yōu)點，多用于墻面或頂棚裝飾與吸聲工程。2/5/202336建筑材料與檢測12.2吸聲材料12.2.3常用的吸聲材料3.礦棉裝飾吸聲板礦棉裝飾吸聲板是以礦渣棉、巖棉或玻璃棉為基料，加入適量的膠粘劑、防潮劑，經(jīng)過加壓和烘干制成的板狀材料。該吸聲板質(zhì)輕、不燃、吸聲效果好、保溫、施工方便，多用于吊頂和墻面吸聲裝飾。2/5/202337建筑材料與檢測12.2吸聲材料12.2.3常用的吸聲材料4.穿孔板和吸聲薄板將鋁合金板和不銹鋼板穿孔加工制成金屬穿孔吸聲裝飾板。吸聲薄板有膠合板、石膏板、石棉水泥板、硬質(zhì)纖維板等。2/5/202338建筑材料與檢測12.2吸聲材料12.2.3常用的吸聲材料木絲吸聲板木絲吸聲板是以白楊木纖維為原料，結(jié)合獨特的無機硬水泥粘合劑，采用連續(xù)操作工藝，在高溫、高壓條件下制成的?？咕莱薄⒔Y(jié)構(gòu)結(jié)實，富有彈力，抗沖擊，節(jié)能保溫。2/5/202339建筑材料與檢測12.3隔聲材料把能減弱或隔斷聲波傳遞的材料稱為隔聲材料。材料的隔聲能力可通過材料對聲波的透射系數(shù)τ來衡量。2/5/202340建筑材料與檢測12.3隔聲材料材料的射透系數(shù)越小，說明材料的隔聲性能越好，但在工程上常用構(gòu)件的隔聲量R（單位是dB）來表示構(gòu)件對空氣聲隔絕能力，它與射透系數(shù)的關(guān)系是。吸聲性能好的材料，不能簡單地把它們作為隔聲材料使用。一般來說，建筑隔聲材料是密度較大的材料，如混凝土、實心磚、鋼板等。2/5/202341建筑材料與檢測12.3隔聲材料按傳播途徑有空氣聲（通過空氣傳播的聲音）和固體聲（通過固體的撞擊或振動傳播的聲音）兩種，兩者隔聲的原理不同。2/5/202342建筑材料與檢測12.3隔聲材料對空氣聲的隔絕，主要依據(jù)聲學(xué)中的“質(zhì)量定律”，即材料的表觀密度