吸聲、絕熱材料

13吸聲、絕熱材料

主要介紹絕熱材料和吸聲材料的作用原理、影響其作用的主要因素、常用的絕熱材料和吸聲材料。通過本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)了解絕熱材料和吸聲材料的作用原理，熟悉常用的絕熱材料和吸聲材料的種類及其應(yīng)用。

本章提要本章內(nèi)容13.1

絕熱材料13.2

吸聲材料13.3

常用吸聲板材13.1絕熱材料

傳熱是指熱量從高溫區(qū)(介質(zhì))向低溫區(qū)(介質(zhì))的自發(fā)流動(dòng)，是一種由于溫差而引起的能量轉(zhuǎn)移。傳熱的方式有三種：傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射。

“傳導(dǎo)”是依靠物體內(nèi)各部分直接接觸的物質(zhì)近質(zhì)點(diǎn)（分子，原子，自由電子等）作熱運(yùn)動(dòng)而引起的熱能傳遞過程；13.1.1傳熱原理與絕熱材料的作用原理

“對(duì)流”是指較熱的液體或氣體，因遇熱膨脹而密度減小從而上升，冷的液體或氣體就會(huì)補(bǔ)充過來，形成分子的循環(huán)流動(dòng)，這樣熱量就從高溫的地方通過分子的相對(duì)位移，轉(zhuǎn)向低溫的地方；

“熱輻射”是依靠物體表面對(duì)外發(fā)射電磁波而傳遞熱量的現(xiàn)象，高溫物體輻射給低溫物體的能量大于低溫物體的能量，其結(jié)果為熱從高溫物體傳遞給低溫物體。

在實(shí)際的傳熱過程中，往往同時(shí)存在著兩種或三種傳熱方式。要實(shí)現(xiàn)絕熱必須使建筑材料滿足表觀密度小、對(duì)流弱、熱輻射低的要求。衡量材料導(dǎo)熱能力的主要指標(biāo)是熱導(dǎo)率λ。λ的物理意義是在穩(wěn)定傳熱條件下，當(dāng)材料層厚度內(nèi)的溫差為1℃時(shí)，在1h內(nèi)通過1m2表面積的熱量。

（1）材料的化學(xué)成分及分子結(jié)構(gòu)

（2）材料的表觀密度和孔隙特征

（3）材料所處環(huán)境的溫、濕度

（4）熱流方向的影響13.1.2影響材料熱導(dǎo)率大小的主要因素

在評(píng)價(jià)材料絕熱性能時(shí)除了上述的熱導(dǎo)率λ外，還有以下指標(biāo)：（1）熱阻R（m·K/W）熱阻說明保溫隔熱材料抵抗熱流通過的能力，即熱流通過時(shí)所遇阻力。（2）導(dǎo)溫系數(shù)α（m2/s）導(dǎo)溫系數(shù)說明材料在不穩(wěn)定的熱作用下，內(nèi)部溫度變化的速度與材料的熱導(dǎo)率成正比，與熱容量成反比。（3）蓄熱系數(shù)S（W/（m2·K））蓄熱系數(shù)是衡量保溫隔熱材料儲(chǔ)熱能力的重要指標(biāo)。蓄熱系數(shù)大的材料蓄熱性能好，熱穩(wěn)定性相應(yīng)也較好。絕熱材料按其化學(xué)組成可分為無機(jī)、有機(jī)、復(fù)合三大類型。

無機(jī)絕熱材料是用無機(jī)礦物質(zhì)原材料制成的材料，常呈纖維狀、松散粒狀或多孔狀，可制成板、片、卷材或有套管型制品。

有機(jī)絕熱材料是用有機(jī)原材料（各種樹脂、軟木、木絲、刨花等）制成。13.1.3常用的絕熱材料(1)石棉及其制品石棉纖維具有極高的抗拉強(qiáng)度，并具有耐高溫、耐腐蝕、絕熱、絕緣等優(yōu)良特性。(2)礦棉及其制品巖棉和礦渣棉統(tǒng)稱為礦棉。礦棉用于建筑保溫大體可包括墻體保溫、屋面保溫和地面保溫等幾個(gè)方面。13.1.3.1無機(jī)保溫隔熱材料(3)玻璃棉及及其制品品玻璃棉是是以石灰灰石、螢螢石等天天然礦物物、巖石石為主要要原料，，在玻璃璃窯爐中中熔化后后，經(jīng)噴噴制而成成的。(4)膨脹珍珠珠巖及其其制品珍珠巖是是一種酸酸性火山山玻璃質(zhì)質(zhì)巖石，，內(nèi)部含含有3%～6%的結(jié)合水水。(5)膨脹蛭石石及其制制品膨脹蛭石石是由天天然礦物物蛭石經(jīng)經(jīng)烘干、、破碎、、焙燒(800～1000℃)，在短時(shí)時(shí)間內(nèi)體體積急劇劇膨脹（（6～20倍）而成成的一種種金黃色色或灰白白色的顆顆粒狀材材料。。(6)泡沫玻璃璃泡沫玻璃璃是以天天然玻璃璃或人工工玻璃碎碎料和發(fā)發(fā)泡劑配配置成的的混合物物經(jīng)高溫溫煅燒而而得到的的一種內(nèi)內(nèi)部多孔孔的塊狀狀絕熱材材料。(1)泡沫塑料料泡沫塑料料是高分子子化合物物或聚合合物的一一種，以以各種樹樹脂為基基料，加加入各種種輔助料料經(jīng)加熱熱發(fā)泡制制得的輕輕質(zhì)、保保溫、隔隔熱、吸吸聲、防防震材料料。(2)碳化軟木木板碳化軟木木板是以一種種軟木橡橡樹的外外皮為原原料，經(jīng)經(jīng)適當(dāng)破破碎后再再在模型型中成形形，在300℃℃左右熱處處理而成成。13.1.3.2有機(jī)保溫溫隔熱材材料(3)植物纖維維復(fù)合板板植物纖維維復(fù)合板板是以植物物纖維為為重要材材料加入入膠結(jié)料料和填料料而制成成。如木絲板板是以木木材下腳腳料制成成的木絲絲加入硅硅酸鈉溶溶液及普普通硅酸酸鹽水泥泥混合，，經(jīng)成形形、冷壓壓、養(yǎng)護(hù)護(hù)、干燥燥而制成成。甘蔗蔗板是以以甘蔗渣渣為原料料，經(jīng)過過蒸制、、加壓、、干燥等等工序制制成的一一種輕質(zhì)質(zhì)、吸聲聲、保溫溫材料。。目前在建建筑工程程中普遍遍采用多多孔保溫溫材料和和在維護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)中中設(shè)置普普通空氣氣層的方方法來解解決保溫溫隔熱。。但如圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)較較薄，僅僅利用上上述方法法來解決決保溫隔隔熱問題題就較困困難。反反射型保保溫絕熱熱材料為為解決上上述問題題提供了了一條新新途徑。。如鋁箔箔波形紙紙保溫高高熱板13.1.3.3反射型保保溫隔熱熱材料13.2吸聲材料料當(dāng)聲波入入射到建建筑構(gòu)件件（如墻墻、頂棚棚）時(shí)，，聲能的的一部分分被反射射，一部部分被穿穿透，還還有一部部分由于于構(gòu)件的的振動(dòng)或或聲音在在其內(nèi)部部傳播時(shí)時(shí)介質(zhì)的的摩擦或或熱傳導(dǎo)導(dǎo)而被損損耗，通通常稱為為材料的吸吸收。通常把材材料吸收收的能量量與全部部聲能的的比值稱稱為材料的吸吸聲系數(shù)數(shù)，用α表示。13.2.1吸聲原理理及吸聲聲材料的的作用原原理工程上通通常認(rèn)為為對(duì)125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz等6個(gè)頻率的的平均吸吸聲系數(shù)數(shù)大于0.2的材料稱稱之為吸聲材料料。（1）材料內(nèi)部部孔隙率率及孔隙隙特征（2）材料的厚厚度（3）材料背后后的空氣氣層（4）溫度和濕濕度的影影響13.2.2影響多孔孔性材料料吸聲性性能的因因素吸聲材料料和吸聲聲結(jié)構(gòu)的的種類很很多，按按其材料料結(jié)構(gòu)狀狀況可分分為如表13.1中所列的的幾類。。13.2.3吸聲材料料的分類類表13.1吸聲材料料（結(jié)構(gòu)構(gòu)）類型型結(jié)構(gòu)類型多孔吸聲材料纖維狀顆粒狀泡沫狀共振吸聲結(jié)構(gòu)單個(gè)共振器穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)薄板減振吸聲結(jié)構(gòu)薄膜共振吸聲結(jié)構(gòu)特殊吸聲結(jié)構(gòu)空間吸聲體、吸聲尖劈等能減弱或或隔斷聲聲波傳遞遞的材料料稱為隔聲材料料。人們要要隔絕的的聲音按按其傳播播途徑可可分為空氣聲（由于空空氣的振振動(dòng)）和和固體聲（由于固固體撞擊擊或振動(dòng)動(dòng)）兩種種。對(duì)空氣聲聲的隔絕絕，主要要是依據(jù)據(jù)聲學(xué)的““質(zhì)量定定律”，即材料料的密度度越大，，越不易易受聲波波作用而而產(chǎn)生振振動(dòng)。對(duì)固體聲聲隔絕的的最有效措措施是斷絕其其聲波繼繼續(xù)傳遞遞的途徑徑，即在在產(chǎn)生和和傳遞固固體聲波波的結(jié)構(gòu)構(gòu)層中加加入具有有一定彈彈性的襯襯墊材料料13.2.4隔聲材料料（1）多孔吸吸聲材料料多孔吸聲聲材料從從表到里里都具有有大量?jī)?nèi)內(nèi)外連通通的微小小間隙和和連續(xù)氣氣泡，有有一定的的通氣性性。有呈松散散狀的超超細(xì)玻璃璃棉、礦礦棉、海海草、麻麻絨等；；有的已已加工成成板狀材材料，如如玻璃棉棉氈、穿穿孔吸聲聲裝飾纖纖維板、、軟質(zhì)木木纖維板板、木絲絲板；另另外還有有微孔吸吸聲磚、、礦渣膨膨脹珍珠珠巖吸聲聲磚、泡泡沫玻璃璃等。常見類型型見表13.2所示。13.2.5常用吸聲聲材料表13.2多孔吸吸聲材材料基基本類類型主要種類常用材料舉例使用情況纖維材料有機(jī)纖維材料動(dòng)物纖維：毛氈價(jià)格昂貴，使用較少植物纖維：麻絨、海草防火、防潮性能差，原料來源豐富無機(jī)纖維材料玻璃纖維：中粗棉、超細(xì)棉、玻璃棉氈吸聲性能好，保溫隔熱，不自燃，防腐防潮，應(yīng)用廣泛礦渣棉：散棉、礦棉氈吸聲性能好，松散材料易自重下沉，施工扎手纖維材料制品軟質(zhì)木纖維板、礦棉吸聲板、巖棉吸聲板、玻璃棉吸聲板裝配式施工，多用于室內(nèi)吸聲裝飾工程主要種類常用材料舉例使用情況顆粒材料砌塊礦渣吸聲磚、膨脹珍珠巖吸聲磚、陶土吸聲磚多用于砌筑截面較大的消聲器板材膨脹珍珠巖吸聲裝飾板質(zhì)輕、不燃、保溫、隔熱、強(qiáng)度偏低泡沫材料泡沫塑料聚氨酯及脲醛泡沫塑料吸聲性能不穩(wěn)定，吸聲系數(shù)使用前需實(shí)測(cè)其他泡沫玻璃強(qiáng)度高、防水、不燃、耐腐蝕、價(jià)格昂貴，使用較少加氣混凝土微孔不貫通，使用較少吸聲劑多用于不易施工的墻面等處（2）薄膜膜、薄薄板共共振吸吸聲材材料結(jié)結(jié)構(gòu)薄膜、、薄板板共振振吸聲聲材料料結(jié)構(gòu)構(gòu)是將將皮革革、人人造革革、塑塑料薄薄膜等等材料料固定定在框框架上上，背背后留留有一一定的的空氣氣層，，構(gòu)成成薄膜膜共振振吸聲聲結(jié)構(gòu)構(gòu)。這這些材材料具具有不不透氣氣、柔柔軟、、受張張拉時(shí)時(shí)有彈彈性等等特點(diǎn)點(diǎn)。（3）共振振吸聲聲結(jié)構(gòu)構(gòu)共振吸吸聲結(jié)結(jié)構(gòu)中中間封封閉有有一定定體積積的空空腔，，并通通過有有一定定深度度的小小孔與與聲場(chǎng)場(chǎng)相聯(lián)聯(lián)系。。（4）穿孔孔板組組合共共振吸吸聲結(jié)結(jié)構(gòu)這種結(jié)結(jié)構(gòu)是是在各各種穿穿孔板板、狹狹縫板板背后后設(shè)置置空氣氣層形形成吸吸聲結(jié)結(jié)構(gòu)，，屬于于空腔腔共振振吸聲聲類結(jié)結(jié)構(gòu)。。穿孔孔板具具有適適合于于中頻頻的吸吸聲特特性。。（5）空間間吸聲聲體空間吸吸聲體體與一一般吸吸聲結(jié)結(jié)構(gòu)的的區(qū)別別在于于它不不是與與頂棚棚、墻墻體等等壁面面組成成吸聲聲結(jié)構(gòu)構(gòu)，而而是一一種懸懸掛于于室內(nèi)內(nèi)的吸吸聲結(jié)結(jié)構(gòu)，，它自自成體體系。。13.3常用吸聲板板材礦棉裝飾吸吸聲板，是以礦渣渣棉為主要要原料，加加入適量粘粘合劑，經(jīng)經(jīng)加壓、烘烘干、飾面面等工藝加加工而成，，具有輕質(zhì)質(zhì)、吸聲、、防火、保保溫、隔熱熱、裝飾效效果好等優(yōu)優(yōu)異性能，，適用于賓館、會(huì)議議大廳、寫寫字樓、機(jī)機(jī)場(chǎng)候機(jī)大大廳、影劇劇院等公共共建筑吊頂頂裝飾。13.3.1礦棉裝飾吸吸聲板礦棉裝飾吸吸聲板通常常有滾花、浮雕雕、紋體、、印刷、自自然型、米米格型等多個(gè)品種種；規(guī)格有正方形和長(zhǎng)長(zhǎng)方形，尺寸有500mm×500mm、600mm×600mm、300mm×600mm、600mm×1200mm、300mm×300mm等，厚度8~30mm不等。13.3.1.1礦棉裝飾吸吸聲板的品品種與規(guī)格格（1）安裝方法法①?gòu)?fù)合插貼貼安裝法②明龍骨安安裝法③暗龍骨安安裝法④明、暗龍龍骨安裝法法⑤復(fù)合平貼貼安裝法13.3.1.2應(yīng)用技術(shù)要要點(diǎn)（2）施工要求求①施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)相對(duì)濕度度過高不宜宜施工。②礦棉吸聲聲板不宜安安裝在濕度度較大的環(huán)環(huán)境，如浴浴室、廚房房等處。③施工中要要注意吸聲聲板背面的的箭頭方向向和白線方方向必須保保持一致。。④對(duì)于具有有特殊強(qiáng)度度要求的部部位，應(yīng)按按設(shè)計(jì)要求求施工。⑤根據(jù)房間間大小及燈燈具布局，，以施工面面積中心計(jì)計(jì)算吸聲的的用量，以以保證兩側(cè)側(cè)間距相等等。⑥安裝吸聲聲板時(shí)，須須戴清潔手手套，以防防弄臟板面面。⑦復(fù)合粘合合時(shí)，在施施工72h內(nèi)，粘結(jié)膠膠尚未固化化前，不能能有強(qiáng)烈震震動(dòng)。（3）運(yùn)輸和保保管注意事事項(xiàng)①搬運(yùn)時(shí)輕輕裝輕卸，，防止一角角落地。②碼箱高度度不宜超過過6層，防止跌跌落。③運(yùn)輸過程程中，吸聲聲板要加蓋蓋雨布。④吸聲板箱箱碼放要起起脊，防止止下雨積水水。⑤運(yùn)輸綁繩繩與吸聲板板箱接觸部部位要有保保護(hù)措施，，以防吸聲聲板箱破損損。⑥存放保管管中，注意意存放在干干燥、清潔潔的地方，，有防雨水水措施。⑦吸聲板包包裝箱不能能直接放在在地面上，，要有墊板板或墊木，，離墻距離離大于40cm為宜。玻璃棉裝飾飾吸聲板是以玻璃棉棉為主要原原料，加入入適量膠粘粘劑、防潮潮劑、防腐腐劑等，經(jīng)經(jīng)加壓、烘烘干、表面面加工等工工序而制成成的吊頂裝裝飾板材。。產(chǎn)品具有輕輕質(zhì)、吸聲聲、防火、、隔熱、保保溫、裝飾飾美觀、施施工方便等等特點(diǎn)，適適用于賓館館、大廳、、影劇院、、音樂廳、、體育館、、會(huì)場(chǎng)、船船舶及住宅宅的室內(nèi)吊吊頂。13.3.2玻璃棉裝飾飾吸聲板珍珠巖裝飾飾吸聲板又名珍珠巖吸聲聲板，系以膨脹脹珍珠巖粉粉及石膏、、水玻璃配配以其他輔輔料，經(jīng)拌拌和加工，，加入配筋筋材料壓制制成型，并并經(jīng)熱處理理固化而成成。產(chǎn)品具有輕輕質(zhì)、美觀觀、吸聲、、隔熱、保保溫等特點(diǎn)點(diǎn)，可用于于室內(nèi)頂棚棚、墻面裝裝飾。13.3.3珍珠巖裝飾飾吸聲板（1）普通膨脹脹珍珠巖裝裝飾吸聲板板（以下簡(jiǎn)稱稱普通板））用于一般環(huán)環(huán)境的吸聲聲板，代號(hào)號(hào)為PB。（2）防潮珍珠珠巖裝飾吸吸聲板（以下簡(jiǎn)稱防防潮板）經(jīng)過特殊防防水材料處處理，可用用于高濕度度環(huán)境的吸吸聲板，代代號(hào)為FB。13.3.3.1產(chǎn)品分類、、規(guī)格（3）產(chǎn)品規(guī)格格產(chǎn)品規(guī)格為為400mm×400mm、500mm×500mm和600mm×600mm，厚度15mm、17mm和20mm。其他規(guī)格格可由供需需雙方商定定。（4）產(chǎn)品標(biāo)記記標(biāo)記順序?yàn)闉椋寒a(chǎn)品名名稱、代號(hào)號(hào)、邊長(zhǎng)、、厚度及標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)。（1）外觀質(zhì)量板板材的外觀質(zhì)量應(yīng)符合表13.3的規(guī)定。（2）尺寸允許偏偏差板材的的尺寸允許偏偏差應(yīng)符合表13.4的規(guī)定。13.3.3.2產(chǎn)品技術(shù)性性能表13.3外觀質(zhì)量要要求項(xiàng)目質(zhì)量要求優(yōu)等品、一等品合格品缺棱、掉角、裂縫、脫落、剝離等現(xiàn)象不允許不影響使用正面的圖案破損、夾雜物圖案清晰、無夾雜物混入色差ΔE≤3表13.4尺寸允許偏偏差項(xiàng)目?jī)?yōu)等品一等品合格品邊長(zhǎng)0-0.30-1.00-1.0厚度±0.5±1.0±1.0直角偏離度(不大于)不平度(不大于)0.100.800.401.00.602.50(1)安裝方法①直接粘貼貼法②木筋固定定法③輕鋼龍骨骨固定法(2)包裝及運(yùn)輸輸先用塑料布布將每塊板板包裝起來來，再用紙紙箱或木箱箱將整批板板包裝捆好好（釘好））。13.3.3.3珍珠巖裝飾飾吸聲板的的安裝、搬搬動(dòng)及貯存存珍珠巖裝飾飾板屬脆性性材料，搬搬運(yùn)時(shí)需輕輕拿輕放，，不得碰撞撞受壓，并并須將兩塊塊板面對(duì)面面合在一起起搬運(yùn)。運(yùn)運(yùn)輸車輛應(yīng)應(yīng)有防雨防防潮措施。。(3)貯存珍珠巖裝飾飾吸聲板須須存放在干干燥的倉(cāng)庫(kù)庫(kù)內(nèi)，地面面須用木板板墊平，然然后再將裝裝飾板立放放堆垛，每每垛以兩層層為宜。鈣塑泡沫裝裝飾吸聲板板是由聚乙烯烯樹脂加入入輕質(zhì)碳酸酸鈣無機(jī)填填料、發(fā)泡泡劑、交聯(lián)聯(lián)劑、潤(rùn)滑滑劑、顏料料等經(jīng)混煉煉模壓發(fā)泡泡而成。有有一般板和加入阻燃劑劑的難燃板板兩種。產(chǎn)品具有輕輕質(zhì)、吸聲聲、耐熱、、耐水及施施工方便等等優(yōu)點(diǎn)，適用于大會(huì)堂、電電視臺(tái)、廣廣播室、影影劇院、醫(yī)醫(yī)院、工廠廠及商店建建筑室內(nèi)吊吊頂。13.3.4鈣塑泡沫裝裝飾吸聲板板以聚聚苯苯乙乙烯烯泡泡沫沫塑塑料料經(jīng)經(jīng)混混煉煉、、模模壓壓、、發(fā)發(fā)泡泡、、成成型型而而成成，，具具有有隔隔聲聲、、隔隔熱熱、、保保溫溫、、輕輕質(zhì)質(zhì)、、色色白白等等優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)，，適適用用于于影影劇劇院院、、會(huì)會(huì)議議廳廳、、醫(yī)醫(yī)院院、、賓賓館館等等建建筑筑的的室室內(nèi)內(nèi)吊吊頂頂裝裝飾飾。。圖案案有有凹凹凸凸花花型型、、十十字字花