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。
