EPS保温材料导热系数对其厚度和密度的依赖关系的研究
拉卡托斯阿科什?卡马尔费伦茨
收到:2012年4月18日/接受:2012年10月5日/网上发表:2012年10月17日?国际材料与结构研究实验联合会 2012
摘要在被动式和几乎零辅助热源的房屋应用中分析不同保温材料的导热系数
是非常重要的。本文介绍了不同厚度和不同空气孔的EPS保温材料导热系数的测量结果。在一个Venticell 111 型干燥装置中将样品干燥到重量不变时，用一个Holometrix型2000系列热流计对纯（白色）和石墨-增强（灰色）EPS板进行了测量。白色的样品的密度范围从10到26千克/立方米（EPS类型30–200，灰色），其余白色样品和灰色样品（14千克/立方米）以三种不同厚度（5，8，10厘米）进行测试。此外，对低密度样品的热传导的密度依赖性，给出了实验结果。实验也对不同的的白色板与灰色板的组合板进行的导热系数的测量，其导热系数值有所改变。
阿科什拉卡托斯
匈牙利德布勒森大学工程学院建设服务和建设工程系教授
电子邮件：alakatos@eng.unideb.hu
费伦茨卡马尔
电子邮件：fkalmar@eng.unideb.hu
关键词保温系数?热板法?EPS
1 引言
可发性聚苯乙烯泡沫塑料是一种优良的绝缘介质，其具有在建筑中出现的正常温度范围内持续的热性能。它也广泛应用于其他领域，包括包装，浮力，板芯，豆袋和土木工程。导热系数是材料的一个重要的热传递性质。保温材料导热系数测量的重要性，其它研究人员已经提出。许多类型的保温材料它这方面的热性能和一些其它的材料性能以及成本是可利用的。根据保温材料的的导热系数计算R 值来设计建筑物的墙壁和屋顶结构。测量热性能属性的实验室和原型情况是非常需要上面提到的计算的。
2 材料和方法
发泡聚苯乙烯材料在豪伊杜索博斯洛的cellplast 塑胶有限公司生产。样品制备的主要步骤如下。原料经制备后，将样品放入预膨胀器并在368开氏温度下进行热处理。把从预膨胀器干燥的材料暴露的空气中进行半天的调节，然后进行半成品的成型和第二次调节。在样品制备完成时，在其上标上尺寸。实验对两种不同类型的可发性EPS 保温材料进行了研究。首先，是对传统的纯（白色）EPS 进行了实验,然后是对石墨加强型聚苯乙烯，即所谓的灰色EPS 板进行实验。掺石墨样品的使用理由及优点是其在被动式房屋建设中得到有效地使用。它们的运用不需要任何其它的特殊步骤，由于它们具有良好的热阻性能，使用时可以使物体达到更低热损失的目的。
在一个VentiCell 干燥仪中干燥EPS 样品，直到其重量不变时开始进行导热系数的测量。用这个装置，可通过设置不同的空气温度（高达523开氏温度）来干燥材料。这个装置依靠一个内置的通风设备的热循环而工作。实验运用一台λ2000的热流计测量聚苯乙烯样品的导热系数。这个设备的设计目的在于确定保温材料的导热系数与ASTM （美国材料实验协会）标准的C518协议和国际标准化组织的8301协议相一致。实验时，把几何面积为30㎝×30㎝，几何高度分别为5㎝，8㎝和10㎝的白色和灰色样品放于干燥装置两板之间的测试区进行材测量，每种样品的测量保持不同的温度（T 1=285K,T 2=295K,T mean =290K)。另一组
实验对5㎝厚的白色EPS 板和5㎝厚的灰色EPS 板的合并板进行了测量。
在Holometrix 运用装置中，通过进行实验，如果在整个样本的测量过程中仪器能够实现热平衡并且建立有规律的温度梯度，那么导热系数也就确定了。为了确定一个样品的导热系数，要求进行3个独立的实验进行测量。所测材料的导热系数为三个测量值的平均值。
为了解Holometrix λ设备的测量方法如下意见是不可或缺的。热流量（q ）的大小取决于以下几个因素：
（a ）样品的导热系数（λ=k ）
（b ）样品的厚度（Δx ）
（c ）样品测量过程中的温度差（ΔT ）
（d ）热量覆盖的区域
当实验区段达到热平衡时，傅立叶热流方程式（公式1）给出这些因素之间的关系。
x
T A q ??=λ （1） 用一个或两个热流传感器测量样品的热流，一个热流传感器的信号与通过传感器的热流是成比例关系的。在λ-2000 HFM 仪器中，热流传感器的区域表示热流达到的区域，这对所有的样品都是一样的，因此热流为（公式2）：
NV q = （2）
其中N 是校准因子，与热流通过样品时热流传感器的电压信号有关。对于校准装置来说，一个纤维玻璃板标准样品的导热系数λ为0.054W/mK ，根据公式1和公式2可以得到计算导热系数的公式3：
T
x V N k ??==λ （3） 从测得的导热系数λ值可以热扩散系数（m 2/s ），用公式4：
c D T ?=ρλ （4） 式中ρ（kg/m 3）为质量密度，c （J/kg ?K ）为比热（对于聚苯乙烯，c=1460J/kg ?K ）。
3 结果和讨论
3.1 密度的作用
可发性聚苯乙烯材料的导热系数的调查研究。把具有不同质量密度的EPS 板收集于表中并绘图，见表1和图1。
从其他研究者的论文中我们可以知道，随着密度的降低，其导热系数也随之降低。其主要原因是随着密度的增大，空气含气量和空气夹杂物尺寸减小了。在这种情况下,通过样品的热流就由固体粒子的热传导来引导，同时，空气对流就变得微不足道了。
为了估算质量密度与导热系数之间的关系，在低密度和高密度样品实验中使用两种不同的线性拟合。两条关系线的斜率都有明显地降低。为了显现出密度的作用，即空气含量的影响，我们作一个假定的计算。如果一个关系线被修正，则具有最大密度（ρmax =25.964kg/m 3）的样品的密度值和导热系数值作为比较值。
用公式5和6
max
max (%)ρρρi n -= （5） min min (%)λλλλi -=
（6） 我们可以估算校准因子n ，而通过校准因子我们可以知道空气含量及气孔孔径；同时可以知道，导热系数随着密度减小而增加的百分比，λ（%）。λ（%）值列于表中并绘制成图，见表2和图2。
从表2中的数据可以看出，导热系数增加的百分比随着密度因子的增加而增加。从图中可以观察到，最大密度的样品和密度为10kg/m3的样品其导热系数增长报分数相差大约60%。在这个密度差范围内，低密度材料的的导热系数值仅比最低值λ
高出40%。然而，测量得知，40%的密度差值，其导热系数的改变仅min
有20%。
3.2 样品厚度的作用
已经知道，导热系数应该与样品的厚度没有直接的关系。毕竟，我们已经测量了不同厚度的EPS样品的导热系数。如表3所示是具有不同质量密度的纯EPS 材料，从中选出灰色样品和其他四个样品，分别以8cm和10cm的厚度进行测量。首先，
从表3和图3中相似的现象可以知道，对于每个厚度（5cm，8cm和10cm）的样品来说，导热系数随着密度的增加而降低，和上面提到的情况类似。最小的导热系数λ值是灰色聚苯乙烯材料，它是具有最小密度和最小导热系数的最好的EPS 保温材料。图3中，所有密度值的关系线明显的拐弯，8cm厚的样品具有最大的热流量。一般来说，10cm厚的样品的导热系数λ处于5cm和8cm厚的样品的导
热系数λ
5cm 和λ
8cm
之间。计算每个EPS样品的导热系数λ值，如果出现偏差小于
8%，那么我们就不能过多地重视这些物理现象。可能大家已经知道，导热系数与样品的厚度没有直接的关系，其原因可能是材料自身的属性和测量的方法的不同。具有相同密度的样品的导热系数的平均值可以经过计算而得。
3.3 灰色样品的作用
在这一小节里，我们给出了对每个白色样品与一个灰色（石墨增强）聚苯乙烯样品接合而成的样品的测量。灰色EPS材料的最好的保温性能之一，是它能依靠红外反射和碳粒子吸收，从而使其内部具有杰出的抗热传导性。灰色EPS板的保温性能比传统的白色的可发性聚苯乙烯优越15—20%。如果测量一个5cm厚的白色EPS材料导热系数和一个5cm厚的灰色EPS材料的导热系数，则可以得到样品厚度之和即10cm厚的样品的导热系数。比较用这种方式而得的导热系数值，可以发现它有一个改善率，如表4所示。
从表中可以看出，质量密度具有14kg/m3的样品的导热系数的改变程度最大，几乎接近边缘（距离边缘大约5%），样品导热系数的改变比密度为20kg/m3的样品还大。如果绘制导热系数的改变量与原始单纯的白色样品的密度之间的关系，则我们可以得到有一个指数函数的关系线（见图4）。在图4中，可以看出，导热系数λ与密度的反比关系有明显的改善。
4 结论
质量密度和样品厚度对EPS材料导热系数的影响已经通过 Holometrix 设备进行了研究。各种不同密度的EPS材料的导热系数在操作平均温度为290开氏温度下进行了测量。我们发现，和之前人们所发现的一样，样品密度在10—25kg/m3的范围内时，导热系数随着密度的增加而降低，也可以根据导热系数值来计算热扩散系数值。
创造一个假定的模型来估算密度对导热系数改变值的影响。
我们也做了厚度依赖实验，并没有观察到任何的导热系数的偏差。此外，我们也做了白色EPS材料与灰色聚苯乙烯组合之后的导热系数的改变实验，为了确定石墨增强聚苯乙烯材料对白色EPS材料导热系数的影响，我们给出了一个指数函数。总之，材料的导热系数与样品的厚度没有直接的关系，但与R值的关系非
常大。通过计算R值的大小，确定高效保温的最小厚度大约为10cm，对于我们的研究结果的最佳热阻可以通过5cm厚白色EPS 200与5cm厚灰色EPS的结合板的运用来达到。
致谢作者非常感谢cellplast塑料有限公司的支持。(H-4200, Hajdu′szoboszlo,Szova′ti str 3/b)为了确保聚苯乙烯样品。工作/刊物有两个项目的支持，分别是TA′ MOP 4.2.1/B-09/1/KONV-2010-0007项目和TA′ MOP 4.2.4. A/1-11-1-2012–0001项目。材料这两个项目是由欧洲联盟和欧洲社会基金共同赞助的。
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一、蒸汽管道保温厚度计算 计算的已知条件 管道直径：219mm，管道长度：100m 管道内介质温度：t0=400℃和150 ℃ 环境温度：平均温度t a=25℃保温表面温度：t s=45℃（温差20℃） CAS铝镁质保温隔热材料的导热方程：+，导热系数修正系数 复合硅酸盐保温材料的导热方程：+，导热系数修正系数 120kg/m3管壳的导热方程：+ tcp，导热系数修正系数 注：复合硅酸盐、岩棉管壳的导热方程摘自《保温绝热材料及其制品的生产工艺与质量检验标准规范实用手册》。 1、介质温度为400℃，表面温度为45℃，温差为20℃，材料保温厚度计算 CAS铝镁质保温隔热材料（热面400℃，冷面45℃）的平均导热系数 λ=｛+×（400+45）÷2｝×= < 复合硅酸盐保温隔热材料（热面400℃，冷面45℃）的平均导热系数 λ=｛+×（400+45）÷2｝×= 岩棉管壳（热面400℃，冷面45℃）的平均导热系数 λ=｛+×（400+45）÷2｝×= 温差为20℃，室内管道表面换热系数 as=++=㎡.k a、用CAS铝镁质保温隔热材料保温 D1ln(D1/D)=2λ(t0-t s)/
导热系数、传热系数、热阻值概念及热工计算方法 导热系数λ[W/(m.k)]： 导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度(K,℃),在1小时内，通过1平方米面积传递的热量，单位为瓦/米?度(W/m?K,此处的K可用℃代替)。导热系数可通过保温材料的检测报告中获得或通过热阻计算。 传热系数K [W/(㎡?K)]： 传热系数以往称总传热系数。国家现行标准规范统一定名为传热系数。传热系数K值，是指在稳定传热条件下，围护结构两侧空气温差为1度(K，℃)，1小时内通过1平方米面积传递的热量，单位是瓦/平方米?度(W/㎡?K，此处K可用℃代替)。传热系数可通过保温材料的检测报告中获得。 热阻值R(m.k/w)： 热阻指的是当有热量在物体上传输时，在物体两端温度差与热源的功率之间的比值。单位为开尔文每瓦特（K/W）或摄氏度每瓦特（℃/W）。 传热阻： 传热阻以往称总热阻，现统一定名为传热阻。传热阻R0是传热系数K的倒数，即R0=1/K，单位是平方米*度/瓦（㎡*K/W）围护结构的传热系数K值愈小，或传热阻R0值愈大，保温性能愈好。 （节能）热工计算： 1、围护结构热阻的计算 单层结构热阻：R=δ/λ 式中：δ—材料层厚度(m)；λ—材料导热系数[W/(m.k)] 多层结构热阻： R=R1+R2+----Rn=δ1/λ1+δ2/λ2+----+δn/λn 式中: R1、R2、---Rn—各层材料热阻(m.k/w) δ1、δ2、---δn—各层材料厚度(m) λ1、λ2、---λn—各层材料导热系数[W/(m.k)] 2、围护结构的传热阻 R0=Ri+R+Re 式中: Ri —内表面换热阻(m.k/w)(一般取0.11) Re —外表面换热阻(m.k/w)(一般取0.04) R —围护结构热阻(m.k/w) 3、围护结构传热系数计算 K=1/ R0 式中: R0—围护结构传热阻 外墙受周边热桥影响条件下，其平均传热系数的计算 Km=(KpFp+Kb1Fb1+Kb2Fb2+ Kb3Fb3 )/( Fp + Fb1+Fb2+Fb3) 式中:Km—外墙的平均传热系数[W/(m.k)] Kp—外墙主体部位传热系数[W/(m.k)]
保温层厚度的计算与校核 1 已知条件 保温棉内侧对流换热系数h1=70w/(m2·k)，温度分别为0℃、-60℃、-138℃。铝片的厚度∝1为5mm，传热系数λ1=236w/(m2·k)。保温棉的传热系数λ2=0.022 w/(m2·k)。保温棉外侧的空气温度为35℃，其表面温度查空气焓湿图，取35℃、65%相对湿度情况下的露点温度。保温棉外侧的对流换热系数h2=8 w/(m2·k)。 2 保温棉厚度计算 2.1 露点温度 空气温度T a=35℃，相对湿度为65%时，查空气焓湿图得到露点温度T d=27.57℃。2.2最大允许冷损失量的计算 根据《工业设备及管道绝热工程设计规范（GB50264-97）》，最大允许冷损失量应按以下公式进行计算： 当T a-T d≤4.5时： [Q]=-(T a-T d)αs; 当T a-T d >4.5时： [Q]=-4.5αs 其中αs绝热层外表面向周围环境的放热系数。 T a-T d=（35-27.57）℃=7.43℃，故最大允许冷损失量 [Q]=-4.5αs=-4.5×8=-36w。 2.3 保温棉厚度的计算 由传热公式知： [Q]= (T i-T a)/ (1 ?1+∝1 λ1 +∝2 λ2 +1 ?2 ) 其中∝2为保温层的厚度。 由此得到∝2=λ2×（T i?T a Q ?1 ?1 ?1 ?2 ?∝1 λ1 ） 1 保温层内侧温度为0℃时 保温层厚度∝2= λ2×T i?T a Q ?1 ?1 ?1 ?2 ?∝1 λ1 =0.022×0?35 ?36 ?1 70 ?1 8 ?0.005 236 =0.018m 2 保温层内侧温度为-60℃时 保温层厚度∝2= λ2×T i?T a Q ?1 ?1 ?1 ?2 ?∝1 λ1 =0.022×?60?35 ?36 ?1 70 ?1 8 ?0.005 236 =0.054m 3 保温层内侧温度为-138℃时 保温层厚度∝2= λ2×T i?T a Q ?1 ?1 ?1 ?2 ?∝1 λ1 =0.022×?138?35 ?36 ?1 70 ?1 8 ?0.005 236 =0.103m 3 保温层厚度的校核 设保温层外侧表面的温度为T f 1 保温层内侧温度为0℃时 取保温层厚度∝2=0.025m 传热量[Q] = (T i-T a)/ (1 ?1+∝1 λ1 +∝2 λ2 +1 ?2 )= (0-35)/ (1 70 +0.005 236 +0.025 0.022 +1 8 )=-27.44w T f=T a+Q ?2=35?27.44 8 =31.57℃>T d=27.57℃故符合要求。
材料的导热率 傅力叶方程式： Q=KA△T/d, R=A△T/Q Q: 热量，W；K: 导热率，W/mk；A：接触面积；d: 热量传递距离；△T：温度差；R: 热阻值 导热率K是材料本身的固有性能参数，用于描述材料的导热能力。这个特性跟材料本身的大小、形状、厚度都是没有关系的，只是跟材料本身的成分有关系。所以同类材料的导热率都是一样的，并不会因为厚度不一样而变化。 将上面两个公式合并，可以得到 K=d/R。因为K值是不变的，可以看得出热阻R值，同材料厚度d是成正比的。也就说材料越厚，热阻越大。 但如果仔细看一些导热材料的资料，会发现很多导热材料的热阻值R，同厚度d并不是完全成正比关系。这是因为导热材料大都不是单一成分组成，相应会有非线性变化。厚度增加，热阻值一定会增大，但不一定是完全成正比的线性关系，可能是更陡的曲线关系。 根据R=A△T/Q这个公式，理论上来讲就能测试并计算出一个材料的热阻值R。但是这个公式只是一个最基本的理想化的公式，他设定的条件是：接触面是完全光滑和平整的，所有热量全部通过热传导的方式经过材料，并达到另一端。实际这是不可能的条件。所以测试并计算出来的热阻值并不完全是材料本身的热阻值，应该是材料本身的热阻值+所谓接触面热阻值。因为接触面的平整度、光滑或者粗糙、以及安装紧固的压力大小不同，就会产生不同的接触面热阻值，也会得出不同的总热阻值。 所以国际上流行会认可设定一种标准的测试方法和条件，就是在资料上经常会看到的ASTM D5470。这个测试方法会说明进行热阻测试时候，选用多大的接触面积A，多大的热量值Q，以及施加到接触面的压力数值。大家都使用同样的方法来测试不同的材料，而得出的结果，才有相比较的意义。 通过测试得出的热阻R值，并不完全是真实的热阻值。物理科学就是这样，很多参数是无法真正的量化的，只是一个
保温层“经济厚度法”计算公式中有关参数的取用 幺莉，黄素逸 (华中科技大学，湖北武汉430074) 摘要着重介绍了采用保温层“经济厚度法”的计算公式中有关参数的取用和分析，为热力设备和管道保温结构的工程设计，提供一定的参考。 关键词热力设备保温层经济厚度 1前言 保温层“经济厚度”的计算方法，不但考虑了传热基本原理，而且考虑了保温材料的投资费用、能源价格、贷款利率、导热系数等经济因素对保温层厚度的影响。因此，在火力发电厂的设计过程中，通常采用“经济厚度法”对热力设备 和管道的保温层厚度进行计算。 对于火力发电厂的热力设备和管道，可分为平壁和管道两种物理模型。当管道和设备的外径大于1020mm时，可按平壁的公式，来计算保温层厚度。 平壁和管道的保温层经济厚度计算公式如下所示： 式中，δ：保温层的经济厚度，m；P h：热价，元/GJ；λ：保温材料的导热系数，W/(m·K)；h：年运行小时数，h；t：设备和管道的外表面温度，℃；ta：环境温度，℃；P i：保温材料单位造价，元/m3；S：保温工程投资贷款年分摊率；α：保温层外表面向大气的放热系数，W/(m2·K)；d o：保温层外径,m; d i： 保温层内径，m。 由以上列出的保温层“经济厚度法”计算公式可以看出，公式中涉及的参数较多。在保温计算时，这些参数的取值直接会影响到保温层厚度的计算结果。所以，针对不同工程的实际情况，选取适当的参数，对计算结果的精度至关重要。 以下着重对计算公式中的各参数的取值进行讨论和分析。 2参数的取用和分析 2.1设备和管道的外表面温度t 对于无内衬的金属设备和管道，其外表面温度应取介质的设计温度或最高温度；对于有内衬的金属设备和管道，应按有保温层存在进行传热计算确定其外表 面温度。 2.2环境温度t a 保温工程的环境温度，实际上是一个变数，但通常情况下，如果载热介质的温度高而且稳定，环境温度的变化对计算温差的影响有限。因此，一般把工业保温的传热过程视为稳定传热，环境温度通常取用其年平均值来代表，并分为室内、
热阻及热导率测试方法 范围 本方法规定了导热材料热阻和热导率的测试方法。本方法适用于金属基覆铜板热 阻和导热绝缘材料热阻和热导率的测试。 术语和符号 术语 热触热阻 contact resistance 是测试中冷热两平面与试样表面相接触的界面产生热流量所需的温差。接触热阻 的符号为R I 面积热流量areic heat flow rate 指热流量除以面积。 符号 下列符号适用于本方法。 λ：热导率，W/（m﹒K）； A：试样的面积，m 2 ； H：试样的厚度，m； Q：热流量，W 或者 J/s； q：单位面积热流量，W/ m 2 ； R：热阻，（K﹒m 2 ）/W。 原理 本方法是基于测试两平行等温界面中间厚度均匀试样的理想热传导。 试样两接触界面间的温 度差施加不同温度，使得试样上下两面形成温度梯度，促使热流量全部垂直穿过试样测试表 面而没有侧面的热扩散。 使用两个标准测量块时本方法所需的测试： T1＝高温测量块的高温，K； T2＝高温测量块的低温，K； T3＝低温测量块的高温，K； T4＝低温测量块的低温，K； A＝测试试样的面积，m 2 ； H＝试样的厚度，m。 基于理想测试模型需计算以下参数： T H：高温等温面的温度，K； T C：低温等温面的温度，K； Q：两个等温面间的热流量 热阻：两等温界面间的温差除以通过它们的热流量，单位为（K﹒m 2 ）/W； 热导率：从试样热阻与厚度的关系图中计算得到，单位为W/(m.K)。
接触热阻存在于试样表面与测试面之间。 接触热阻随着试样表面特性和测试表面施加给试样 的压力的不同而显著变化。因此，对于固体材料在测量时需保持一定的压力，并宜对压力进 行测量和记录。热阻的计算包含了试样的热阻和接触热阻两部分。 试样的热导率可以通过扣除接触热阻精确计算得到。 即测试不同厚度试样的热阻，用热阻相 对于厚度作图，所得直线段斜率的倒数为该试样的热导率，在厚度为零的截取值为两个接触 界面的接触热阻。如果接触热阻相对于试样的热阻非常小时（通常小于1％），试样的热导率 可以通过试样的热阻和厚度计算得出。 通过采用导热油脂或者导热膏涂抹在坚硬的测试材料表面来减小接触热阻。 仪器 符合本测试方法的一般特点要求的仪器见图A.1和图A.2。 该套仪器增加测厚度及压力监测等 功能，加强了测试条件的要求来满足测试精度需要。 仪器测试表面粗糙度不大于0.5μm；测试表面平行度不大于5μm。 精度为1μm归零厚度测试仪（测微计、LVDT、激光探测器等）。 压力监测系统。 图A.1 使用卡路里测量块测试架 图A.2 加热器保护的测量架 热源可采用电加热器或是温控流体循环器。主热源部分必需采用有保护罩进行保护， 保护罩 与热源绝缘，与加热器保持±0.2K的温差。避免热流量通过试样时产生热量损失。无论使用 哪一种热源，通过试样的热流量可以用测量块测得。 热流量测量块由测量的温度范围内已知其热导率的高热导率材料组成。为准确测量热流量， 必须考虑热传导的温度灵敏度。推荐测量块材料的热导率大于50 W/(m.K)。 通过推算测量块温度与测试表面的线性关系（Fourier传热方程），确定测量块的热端和冷端 的表面温度。 冷却单元通常是用温度可控的循环流体冷却的金属块，其温度稳定度为±0.2 K。 试样的接触压力通过测试夹具垂直施加在试样的表面上，并保持表面的平行性和对位。
建筑材料热物理性能计算参数 顺序材料名称表观密度ρ （kg/m3） 导热系数λ [W/（m·K）] 比热容c [kJ/（kg·K）] 1 混凝土2400 1.50 1.00 2 钢筋混凝土2500 1.74 1.05 3 陶粒混凝土1500 0.77 1.05 4 加气混凝土600 0.21 0.84 5 水泥砂浆1800 0.93 1.05 6 混合砂浆1700 0.8 7 1.05 7 砖砌体1800 0.81 0.88 8 钢材7850 58.00 0.48 9 木材550 0.17 2.51 10 陶粒500 0.21 0.84 11 膨胀珍珠岩250 0.04 0.84 12 水泥珍珠岩制品400 0.07 0.84 13 蛭石制品500 0.14 0.66 14 泡沫水泥400 0.088 0.84 15 矿棉100 0.035 0.75 16 矿棉板100 0.04 0.75 17 岩棉板150 0.04 0.75 18 岩棉毡100 0.04 0.75 19 聚苯乙烯板30 0.038 1.47 20 聚氨酯泡沫塑料50 0.025 1.46 21 聚乙烯泡沫塑料100 0.047 1.38 22 钙塑120 0.049 1.59 23 软木板200 0.065 2.10 24 木丝板500 0.084 2.51 25 锯末250 0.09 2.51 26 草帘120 0.06 1.46 27 稻草垫120 0.06 1.51 28 麦桔笆320 0.09 1.51 29 芦苇板350 0.14 1.67 30 毛毡150 0.06 1.88 31 石油沥青1400 0.27 1.68 32 沥青油毡600 0.17 1.47 33 帆布1500 0.23 1.47 34 石棉水泥板1900 0.35 0.84 35 粘土2000 0.93 0.84 36 炉渣1000 0.29 0.75 37 粉煤灰1000 0.23 0.92 38 砂1600 0.87 0.84 39 石子1800 1.16 0.84 40 水1000 0.58 4.19 41 冰900 2.33 2.14 42 雪300 0.23 2.14
导热系数和热阻的实际应用 夏俊峰 2015.08.05 第3版 前言 本文第1版最早于2007年7月发布在中国光学光电子行业论坛上，之后在2009年8月修改为第2版。本次做了全面的修改，增加了模拟计算的内容，以说明如何来正确认识热阻概念。并通过简单介绍模拟软件中有关接触热阻的设置问题，让读者更好地认识导热系数和热阻的实际应用。需要说明的是，本文是讨论仅在热传导方面，所有概念的定义也是针对热传导而言的。并且本文主要是针对LED 应用方面来谈的。 第一章 有关理论知识介绍 要讲导热系数和热阻的问题，首先要搞清楚这两个概念的定义。而要明确定义，必须要先介绍导热的基本理论。 在传热学中，关于热传导的基本理论就是傅里叶定律。对于一维热传导，傅里叶定律表述为：单位时间内通过厚度为L 的热量Q 与厚度两边的温度变化率ΔT 及平板面积A 成正比，即: L ΔT λA t Q -= ——（1） 式中：λ是材料的导热系数。负号表示热量自温度高向温度低方向传递。 对于上述导热定律，读者必须清楚，公式（1）仅是针对一维、热流密度均匀、测温的平面上温度均匀相等的情况。也就是说，引起ΔT 的因素是通过面积A 的热量Q。如果热源有部分热量没有经过面积A，则不能计算在内。 单位时间内传导的热量，就是热功率，用P 表示，单位是：瓦（W）。 由公式（1）可以得知： 导热系数λ是指在稳定传热条件下，单位时间内通过物体单位距离、单位截面积的平行面、产生1度温差的热量。其单位为：瓦/（米·度）。 导热系数和温度有关。具体相关参数要查阅相关物料手册。 对公式（1）做个变换，可以得到： A L T - P λ?= ——（2） 令： A λL R =θ ——（3） 公式（2）就可以简化为： θ R T P ?= ——（4）
保温隔热绝热材料性能检测导热系数检测方法 1.1 适用范围及引用标准 1.1.1 适用范围 本规程规定了保温、隔热、绝热材料导热系数的检测方法。本规程适用于保温、隔热、绝热材料干燥匀质试件导热2·K/W）的测定，且所系数（被测试件的热阻应大于0.1 m测定的结 果均为在给定平均温度和温差下试件的导热系数。 1.1.2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本规程中引用而构成为本规程的条文。使用本规程的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB 4132 绝热材料名词术语 GB 10294-1988 绝热材料稳态热阻及有关特性的测定 防护热板法 GB 10295-1988 绝热材料稳态热阻及有关特性的测定 热流计法 GB 10296-1988 绝热材料稳态热阻及有关特性的测定 圆管法 GB 10297-1988 非金属固体材料导热系数的测定方法 热线法 护热平板法塑料导热系数试验方法GB 3399-1982
1.2 仪器设备 1.2.1 量具 应符合GB6342规定。 1.2.2 导热系数仪 导热系数仪根据测试原理不同可分为分为防护热板式导热系数仪、热流计式导热系数仪等。防护热板式导热系数仪示意图见图1.1，热流计式导热系数仪示意图见图1.2。
置装件试a双 b 单试件装置 1.1 防护热板式导热系数仪示意图图 a 单热流计不对称布置
b 双热流计对称布置 式件c 双试装置热流计式导热系数仪示意图图1.2 检测程序1.3 导热系数检测程EPS）1.3.1 绝热用模塑聚苯乙烯泡沫塑料（序GB 10294-1988GB 或按测数热板EPS导系的定。GB 10294-1988规定进行；仲裁方法时执行10295-1988．1.3.1.1 状态调节 样品应去掉表皮并自生产之日起在自然条件下放置28d后进测试。样品按GB/T 2918-1998中23/50二级环境条件进行，在温度（23±2）℃，相对湿度45％～55％的条件下进行16 h状态调节。 1.3.1.2厚度测量
外墙保温材料计算75%节能标准的公式通常说的建筑节能是以上世纪80年代建筑的平均能耗做基准，按每步在上一阶段的基础上提高能效30%为一个阶段。因此第一步节能是在1980-1981的基础上节约30%，通称为节能30%的标准；第二步节能是在第一步节能的基础上再节约30%，即30%+70%×30%=51%，简称为节能50%的标准；第三步节能是在第二步节能的基础上再节约30%，即50%+50%×30%=65%，简称为节能65%的标准；第四步节能是在第三步节能的基础上再节约30%，即65%+35%×30%=%，简称为节能75%的标准。目前我国住宅和公共建筑普遍执行的是节能65%的标准。北京、天津、河北、山东等地区在居住建筑方面已经开始执行节能75%的标准。这就是我们经常听说的“三步节能”“四步节能”。 那下一步实施的节能标准会是%，即在第四步的基础上再节约30%，即75%+25%×30%=%。 知道75%节能标准怎么计算的还不行，还必须了解： 50%的节能要求传热系数小于等于 65%的节能要求传热系数小于等于 75%的节能要求传热系数小于等于 那如何计算外墙保温系统传热系数且是否满足75%节能的要求？ 大致粗略计算公式：传热系数=1/墙体各层面热阻的和 ?热阻=厚度/导热系数 以HFS复合保温板现浇混凝土外墙保温系统（HFS系统）为例
HFS现浇混凝土外墙保温系统的系统组成： A级防火构造层 ?HF改性颗粒保温板厚度5CM，导热系数，热阻=÷≈ B1级保温层 ?挤塑板厚度，导热系数，热阻=÷= 粘接砂浆层 ? 厚度，导热系数，热阻=÷≈， 混凝土墙体，估计热阻为 HFS系统热阻=（防火构造层）+（保温层）+（粘接层）+（墙体）= HFS系统传热系数=1÷≈< 远远满足75%的节能要求。
常见材料导热系数大全（汇总版） 导热率K是材料本身的固有性能参数，用于描述材料的导热能力，又称为热导率，单位为W/mK。这个特性跟材料本身的大小、形状、厚度都是没有关系的，只是跟材料本身的成分有关系。不同成分的导热率差异较大，导致由不同成分构成的物料的导热率差异较大。单粒物料的导热性能好于堆积物料。 稳态导热：导入物体的热流量等于导出物体的热流量，物体内部各点温度不随时间而变化的导热过程。 非稳态导热：导入和导出物体的热流量不相等，物体内任意一点的温度和热含量随时间而变化的导热过程，也称为瞬态导热过程。 导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度（K,°C）,在1秒内，通过1平方米面积传递的热量，用λ表示，单位为瓦/米·度 导热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。非晶体结构、密度较低的材料，导热系数较小。材料的含水率、温度较低时，导热系数较小。 通常把导热系数较低的材料称为保温材料(我国国家标准规定，凡平均温度不高于350℃时导热系数不大于0.12W/(m·K)的材料称为保 温材料），而把导热系数在0.05瓦/米摄氏度以下的材料称为高效保温材料。 导热系数高的物质有优良的导热性能。在热流密度和厚度相同时，物质高温侧壁面与低温侧壁面间的温度差，随导热系数增大而减小。锅炉炉管在未结水垢时，由于钢的导热系数高，钢管的内外壁温差不大。而钢管内壁温度又与管中水温接近，因此，管壁温度（内外壁温度平均值）不会很高。但当炉管内壁结水垢时，由于水垢的导热系数很小，水垢内外侧温差随水垢厚度增大而迅速增大，从而把管壁金属温度迅速抬高。当水垢厚度达到相当大（一般为1~3毫米）后，会使炉管管壁温度超过允许值，造成炉管过热损坏。对锅炉炉墙及管道的保温材料来讲，则要求导热系数越低越好。一般常把导热系数小于0。8x10的3次方瓦/（米时·摄氏度）的材料称为保温材料。例如石棉、珍珠岩等 填缝导热材料有:导热硅脂、导热云母片、导热陶瓷片、导热矽胶片、导热双面胶等。主要作用是填充发热功率器件与散热片之间的缝隙，通常看似很平的两个面,其实接触面积不到40%,又因为空气是不良导热体，导热系数仅有0.03w/m.k,填充缝隙就是用导热材料填充缝隙间的空气. 傅力叶方程式： Q=KA△T/d,
最佳保温层厚度的计算（再取个名字） 一、 摘要 通过对热传导和保温隔热材料性能的研究，根据题意，建立了解决保温层材料和厚度的计算模型。 针对第一个问题（即珍珠岩的厚度应为多少），我们建立模型一。利用傅立叶定律列出方程，通过室温与屋顶内表面有温差和对散热过程、感热过程的分析，给出两个不等式，通过对不等式的求解，得出珍珠岩保温层的厚度范围5δ≥0.533893cm 且5δ≥10.3713cm ，由于保温层材料已给定是珍珠岩，单价为定值，所以用料最省就最经济，又由于保温层要同时考虑保温和隔热两种效果，还要用料最省，故珍珠岩保温层的厚度选择为10.3713cm ，约为10.4cm ，通过资料查证，保温层珍珠岩的厚度在7cm 到20cm 之间，所以在忽略误差的情况下，通过模型一对珍珠岩保温层的计算得出的结果是正确的。 针对第二个问题（即如果更换保温层成其他保温材料，哪种好？并求其厚度。），我们建立模型二。在保温层用一种材料替代的情况下，利用0，1规划，列出关系式，目标函数设为保温层费用的求解函数，由于热阻大的材料保温隔热的效果好，所以在限制条件中，替代材料的热阻要大于等于珍珠岩的热阻，在目标函数中未知变量为所选保温隔热材料的厚度和单价，厚度又由导热系数导出，通过编译程序代入所有已知材料的种类数，并依次输入它们对应的导热系数和对应的单价，即算出最优材料及其对应的厚度和价钱，输出的结果为 。 本文的特色在于两个模型用了两种不同的计算方法，模型一思路清晰，运行简单，但只能计算已知保温隔热材料的厚度，并不是判断最优材料和计算厚度的通式，模型二利用0，1规划，建立了判断最经济材料和计算其厚度的通式，运行简便，无论是思路还是使用范围都优于模型一，模型二可为模型一求解，模型一可为模型二检验。 (最后一个问题不知道是否可行，你检验一下程序二。) 关键词：保温隔热材料，热阻，导热系数，温度差，外围结构
热阻值和导热系数关系 YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】
（R值）与（U值） ? R值和U值是用于衡量建筑材料或装配材料热学性能的两个指标。R值代表建筑材料阻止热量穿过的能力。R值越高，材料的阻热和隔热性能越高。 U值的意义则与之相反。U值代表不同材料表面之间的热传导量。U值越低，表示热传导量就越低，材料的隔热效果就越好。 基本材料的热导率 所有的建筑材料都有各自的热导率，热导率的单位是W/Mk。导热系数是指在稳定的传热条件下，单位截面、厚度的材料在单位温差和单位时间内直接传导的热量，单位是"瓦/（米·开尔文）。 材料的热导率越低，代表产品的隔热性能越好。岩棉是最理想的隔热材料之一，其热导率很低，因而产品隔热效果良好。 材料的热导率（用K或λ表达），有不同的标准，比如欧盟标准（EN），美国标准（ASTM）以及其他国际或地方标准。利用K值可以衡量材料或的热阻值（R值）和热导系数（U值）。 R值（热阻值） 热阻值（R值）与材料的厚度和热导率有关。需要注意的是，在热导率恒定的前提下，材料厚度越高，热阻值也越高。 R = d / k 其中： R 表示热阻值
d 表示材料厚度（单位米） k 表示热导率 材料的热阻值（R值）会影响房屋及屋顶的建造效果。传统的建筑材料通常是砖、水泥、瓦片、钢筋和木头，这些材料的热阻性能不是很好。 采用特殊材料进行隔热处理，效果非常良好。采用岩棉隔热，同等厚度岩棉的隔热效果超过砖头的隔热效果20倍，同等厚度岩棉的热阻性能是水泥热阻性能的40倍以上。第三方独立研究显示，采用隔热材料改善能效是最可行的方法。 ? U值（热导系数） 建筑物的热导系数（U值）表示在稳定传热条件下，单位面积的建筑截面材料，两表面在单位空气温差和单位时间内直接传导的热量，单位是"瓦/（米2·开尔文）。 U = 1 / Rt 其中Rt代表材料总的热阻值： Rt = Ro + d1 / k1 + d2 / k2 + ........... dn / kn + Ri 在该等式中： Ro 代表外表面的空气薄层热阻 单位 (m2K/W) Ri 代表内表面的空气薄层热阻单位 (m2K/W) k 代表基本材料的热导率单位 (W/mK)
保温材料的导热系数 导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度(K,°C),在1秒内，通过1平方米面积传递的热量，单位为瓦/米·度(W/m·K,此处的K可用℃代替)。导热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。 金属导热系数表（W/mK) 热传导系数的定义为：每单位长度、每K，可以传送多少W的能量，单位为W/mK。其中“W”指热功率单位，“m”代表长度单位米，而“K”为绝对温度单位。该数值越大说明导热性能越好。以下是几种常见金属的热传导系数表： 银429 铜401 金317 铝237 铁80 锡67 铅34.8 各种物质导热系数！ material conductivity K (W/m.K) diamond 钻石2300 silver 银429
cooper 铜401 gold 金317 aluminum 铝237 各物质的导热系数 物质温度导热系数物质温度导热系数亚麻布50 0.09 落叶松木0 0.13 木屑50 0.05 普通松木45 0.08～0.11 海砂20 0.03 杨木100 0.1 研碎软木20 0.04 胶合板0 0.125 压缩软木20 0.07 纤维素0 0.46 聚苯乙烯100 0.08 丝20 0.04～0.05 硫化橡胶50 0.22～0.29 炉渣50 0.84 镍铝锰合金0 32.7 硬质胶25 0.18 青铜30 32～153 白桦木30 0.15 殷钢30 11 橡木20 0.17 康铜30 20.9 雪松0 0.095 黄铜20 70～183 柏木20 0.1 镍铬合金20 12.3～171 普通冕玻璃20 1 石棉0 0.16～0.37 石英玻璃4 1.46 纸12 0.06～0.13 燧石玻璃32 0.795 皮棉 4.1 0.03 重燧石玻璃12.5 0.78 矿渣棉0 0.05～0.14 精制玻璃12 0.9 毡0.04 汽油12 0.11
导热率K是材料本身的固有性能参数，用于描述材料的导热能力，又称为热导率，单位为W/mK。这个特性跟材料本身的大小、形状、厚度都是没有关系的，只是跟材料本身的成分有关系。不同成分的导热率差异较大，导致由不同成分构成的物料的导热率差异较大。单粒物料的导热性能好于堆积物料。 稳态导热：导入物体的热流量等于导出物体的热流量，物体内部各点温度不随时间而变化的导热过程。 非稳态导热：导入和导出物体的热流量不相等，物体内任意一点的温度和热含量随时间而变化的导热过程，也称为瞬态导热过程。 导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度（K,°C）,在1秒内，通过1平方米面积传递的热量，用λ表示，单位为瓦/米·度 导热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。非晶体结构、密度较低的材料，导热系数较小。材料的含水率、温度较低时，导热系数较小。 通常把导热系数较低的材料称为(我国国家标准规定，凡平均温度不高于350℃时导热系数不大于(m·K)的材料称为保温材料），而把导热系数在瓦/米摄氏度以下的材料称为高效保温材料。 导热系数高的物质有优良的导热性能。在热流密度和厚度相同时，物质高温侧壁面与低温侧壁面间的温度差，随导热系数增大而减小。锅炉炉管在未结水垢时，由于钢的导热系数高，钢管的内外壁温差不大。而钢管内壁温度又与管中水温接近，因此，管壁温度（内外壁温度平均值）不会很高。但当炉管内壁结水垢时，由于水垢的导热系数很小，水垢内外侧温差随水垢厚度增大而迅速增大，从而把管壁金属温度迅速抬高。当水垢厚度达到相当大（一般为1~3毫米）后，会使炉管管壁温度超过允许值，造成炉管过热损坏。对锅炉炉墙及管道的保温材料来讲，则要求导热系数越低越好。一般常把导热系数小于0。8x10的3次方瓦/（米时·摄氏度）的材料称为保温材料。例如石棉、珍珠岩等 填缝导热材料有:导热硅脂、导热云母片、导热陶瓷片、导热矽胶片、导热双面胶等。主要作用是填充发热功率器件与散热片之间的缝隙，通常看似很平的两个面,其实接触面积不到40%,又因为空气是不良导热体，导热系数仅有,填充缝隙就是用导热材料填充缝隙间的空气. 傅力叶方程式： Q=KA△T/d,
空调系统保温材料及保温厚度计算 晨怡热管2008-4-20 20:03:18 1. 保温的类型： 保热：热水系统，蒸汽管道等； 保冷：新风系统风管，冷冻水供回水管等； 2. 需保温的场合： 不保温，冷、热损耗大，且不经济时； 由于冷、热损失，使介质温度达不到要求温度，因而不能保证室内参数时； 当管道穿过室内参数要求严格的空调房间，而管道散出的冷热量对室内参数影响不利时；管道的冷表面可能结露时。 3. 空调系统常用保温材料： 岩棉 离心玻璃棉 橡塑海绵 阻燃聚乙烯泡沫塑料 硬质聚氨酯泡沫塑料
阻燃聚乙烯 泡沫塑料 220.0310.054x10-11离火自息900损害环境 硬质聚氨酯泡沫塑料330.0180.8 2.2x10-7 可燃，加 阻燃剂后 离火2s 内自息 2500 损害环境 抗老化性 能差 4. 标准中对空调保温厚度的规定： 设备及管道保温技术通则 上海市公共建筑节能设计标准 ASHARE 90.1-1999 5. 保温厚度的算法： 保冷厚度一般大于保热厚度，具保冷效果对空调系统影响较大，因而一般在设计中，按照保冷的厚度计算； 按防结露厚度计算 防结露是指要求保温后管道、设备表面湿度应大于保温层外的空气露点温度，保证绝大多数时间不结露，这也是空调系统保温的基本要求。 矩形设备、管道： 圆形管道： 按经济厚度计算 经济厚度是指保温后，全年的冷或热损失价值与保温投资的年折算价值之和为最小的保温材料厚度。
矩形风管： 圆形管道： 其中： ——保温层厚度，m； ——保温材料导热系数，w/m-k； ——保温材料外表面换热系数，w/m2-k，一般取8.14；——保温层外空气露点温度，℃； ——管内流体温度，℃； ——保温层外空气温度，℃； ——保温前管道外径，m； ——计算年限，取12年； ——单位换算系数，； ——全年输送冷媒的小时数，h； ——冷价，元/106kJ； ——保温层单位造价，元/m3； ——保温工程投资贷款分摊率，%，按复利计息，取0.15； 6. 保温厚度推荐值：
热阻值和导热系数关系 Revised by Hanlin on 10 January 2021
（R值）与（U值） R值和U值是用于衡量建筑材料或装配材料热学性能的两个指标。R值代表建筑材料阻止热量穿过的能力。R值越高，材料的阻热和隔热性能越高。U值的意义则与之相反。U 值代表不同材料表面之间的热传导量。U值越低，表示热传导量就越低，材料的隔热效果就越好。 基本材料的热导率? 所有的建筑材料都有各自的热导率，热导率的单位是W/Mk。导热系数是指在稳定的传热条件下，单位截面、厚度的材料在单位温差和单位时间内直接传导的热量，单位是"瓦/（米·开尔文）。材料的热导率越低，代表产品的隔热性能越好。岩棉是最理想的隔热材料之一，其热导率很低，因而产品隔热效果良好。材料的热导率（用K或λ表达），有不同的标准，比如欧盟标准（EN），美国标准（ASTM）以及其他国际或地方标准。利用K 值可以衡量材料或的热阻值（R值）和热导系数（U值）。 R值（热阻值） 热阻值（R值）与材料的厚度和热导率有关。需要注意的是，在热导率恒定的前提下，材料厚度越高，热阻值也越高。 R=d/k 其中：R表示热阻值d表示材料厚度（单位米）k表示热导率材料的热阻值（R值）会影响房屋及屋顶的建造效果。传统的建筑材料通常是砖、水泥、瓦片、钢筋和木头，这些材料的热阻性能不是很好。采用特殊材料进行隔热处理，效果非常良好。采用岩棉隔热，
同等厚度岩棉的隔热效果超过砖头的隔热效果20倍，同等厚度岩棉的热阻性能是水泥热阻性能的40倍以上。第三方独立研究显示，采用隔热材料改善能效是最可行的方法。 U值（热导系数） 建筑物的热导系数（U值）表示在稳定传热条件下，单位面积的建筑截面材料，两表面在单位空气温差和单位时间内直接传导的热量，单位是"瓦/（米2·开尔文）。 U=1/Rt 其中Rt代表材料总的热阻值：Rt=Ro+d1/k1+d2/k2+...........dn/kn+Ri在该等式中：Ro代表外表面的空气薄层热阻单位(m2K/W)Ri代表内表面的空气薄层热阻单位 (m2K/W)k代表基本材料的热导率单位(W/mK)d代表基本材料的厚度单位（米）建筑材料的U值越低，代表抗热性越好。
1.保温的类型： 保热：热水系统，蒸汽管道等； 保冷：新风系统风管，冷冻水供回水管等； 2.需保温的场合： 1、不保温，冷、热损耗大，且不经济时； 2、由于冷、热损失，使介质温度达不到要求温度，因而不能保证室内参数时； 3、当管道穿过室内参数要求严格的空调房间，而管道散出的冷热量对室内参数影响不利时； 4、管道的冷表面可能结露时。 3.景瑞空调系统常用保温材料： 岩棉 离心玻璃棉 橡塑海绵 阻燃聚乙烯泡沫塑料 硬质聚氨酯泡沫塑料
4.标准中对空调保温厚度的规定： 设备及管道保温技术通则 上海市公共建筑节能设计标准 ASHARE 90.1-1999 5.保温厚度的算法： 保冷厚度一般大于保热厚度，具保冷效果对空调系统影响较大，因而一般在设计中，按照保冷的厚度计算； 按防结露厚度计算 防结露是指要求保温后管道、设备表面湿度应大于保温层外的空气露点温度，保证绝大多数时间不结露，这也是空调系统保温的基本要求。 矩形设备、管道： 圆形管道：
按经济厚度计算 经济厚度是指保温后，全年的冷或热损失价值与保温投资的年折算价值之和为最小的保温材料厚度。 矩形设备、管道： 圆形管道： 其中： ——保温层厚度，m； ——保温材料导热系数，w/m-k； ——保温材料外表面换热系数，w/m2-k，一般取8.14； ——保温层外空气露点温度，℃；
——管内流体温度，℃； ——保温层外空气温度，℃； ——保温前管道外径，m； ——计算年限，取12年； ——单位换算系数， ； ——全年输送冷媒的小时数，h； ——冷价，元/106kJ； ——保温层单位造价，元/m3；
影响绝热材料导热系数的主要因素 1、温度 温度对各类绝热材料导热系数均有直接影响，温度提高，材料导热系数上升。 2、含湿率 所有的保温材料都具有多孔结构，容易吸湿。当含湿率大于5%~10%，材料吸湿后湿份占据了原被空气充满的部分气孔空间，引起其有效导热系数明显升高。 3、容重 容重是材料气孔率的直接反映，由于气相的导热系数通常均小于固相导热系数，所以保温材料都具有很大的气孔率即很小的容重。一般情况下，增大气孔或减少容重都将导致导热系数的下降。 4、松散材料的粒度 常温时，松散材料材料的导热系数随着材料粒度减小而降低，粒度大时，颗粒之间的空隙尺寸增大，其间空气的导热系数必然增大。粒度小者，导热系数的温度系数小。 5、热流方向 导热系数与热流方向的关系，仅仅存在于各向异性的材料中，即在各个方向上构造不同的材料中。传热方向和纤维方向垂直时的绝热性能比传热方向和纤维方向平行时要好一些；同样，具有大量封闭气孔的材料的绝热性能也比具大有开口气孔的要好一些。 气孔质材料又进一步分成固体物质中有气泡和固体粒子相互轻微接触两种。纤维质材料从排列状态看，分为方向与热流向垂直和纤维方向与热流向平行两种情况，一般情况下纤维保温材料的纤维排列是后者或接近后者，同样密度条件一，其导热系数要比其它形态的多孔质保温材料的导热系数小得多。 6、填充气体的影响 绝热材料中，大部分热量是从孔隙中的气体传导的。因此，绝热材料的热导率在很大程度上决定于填充气体的种类。低温工程中如果填充氦气或氢气，可作为一级近似，认为绝热材料的热导率与这些气体的热导率相当，因为氦气或氢气的热导率都比较大。 7、比热容 绝热材料的比热容对于计算绝热结构在冷却与加热时所需要冷量（或热量）有关。在低温下，所有固体的比热容变化都很大。 在常温常压下，空气的质量不超过绝热材料的5%，但随着温度的下降，气体所占的比重越来越大。因此，在计算常压下工作的绝热材料时，应当考虑这一因素。 8、线膨胀系数 计算绝热结构在降温（或升温）过程中的牢固性及稳定性时，需要知道绝热材料的线膨胀系数。如果绝热材料的线膨胀系数越小，则绝热结构在使用过程中受热胀冷缩影响而损坏的可能性就越小。大多数绝热材料的线膨胀系数值随温度下降下降而显著下降。
空调系统保温材料及保温厚度计算
空调系统保温材料及保温厚度计算 1. 保温的类型： 保热：热水系统，蒸汽管道等； 保冷：新风系统风管，冷冻水供回水管等； 2. 需保温的场合： 不保温，冷、热损耗大，且不经济时； 由于冷、热损失，使介质温度达不到要求温度，因而不能保证室内参数时； 当管道穿过室内参数要求严格的空调房间，而管道散出的冷热量对室内参数影响不利时； 管道的冷表面可能结露时。 3. 空调系统常用保温材料： 岩棉 离心玻璃棉 橡塑海绵
阻燃聚乙烯泡沫塑料硬质聚氨酯泡沫塑料 种类 密度 kg/m3 导热系数 w/m-K 吸水率 g/100cm2 透湿系数 g/m2-s-Pa 防火性能 参考价格 元/m2 备注 岩棉100 0.038 83.3 1.3x10-5不燃烧板材600 管壳900 防水防腐性 差 离心玻璃棉48 0.031-0.038 25(%随重 量增加) 4x10-5不燃烧 棉毡750 管壳1250 橡塑海绵87 0.038 0.4 - 阻燃性 FV-0级 11000 燃聚乙烯泡 沫塑料 22 0.031 0.05 4x10-11离火自息900 损害环境 质聚氨酯泡沫塑料33 0.018 0.8 2.2x10-7 可燃，加阻燃 剂后离火2s 内自息 2500 损害环境 抗老化性能 4. 标准中对空调保温厚度的规定： 设备及管道保温技术通则 上海市公共建筑节能设计标准 ASHARE 90.1-1999 5. 保温厚度的算法： 保冷厚度一般大于保热厚度，具保冷效果对空调系统影响较大，因而一般在设计中，按照保冷的厚度计算；
按防结露厚度计算 防结露是指要求保温后管道、设备表面湿度应大于保温层外的空气露点温度，保证绝大多数时间不结露，这也是空调系统保温的基本要求。 矩形设备、管道： 圆形管道： 按经济厚度计算 经济厚度是指保温后，全年的冷或热损失价值与保温投资的年折算价值之和为最小的保温材料厚度。 矩形设备、管道： 圆形管道： 其中：