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。通過本章的學習，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，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、對流和輻射。

“傳導”是依靠物體內(nèi)各部分直接接觸的物質(zhì)近質(zhì)點（分子，原子，自由電子等）作熱運動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補充過來，形成分子的循環(huán)流動，這樣熱量就從高溫的地方通過分子的相對位移，轉(zhuǎn)向低溫的地方；

“熱輻射”是依靠物體表面對外發(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。

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

（1）材料的化學成分及分子結(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影響材料熱導率大小的主要因素

在評價材料絕熱性能時除了上述的熱導率λ外，還有以下指標：（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，即熱流通過時所遇阻力。（2）導溫系數(shù)α（m2/s）導溫系數(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熱能力的重要指標。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。絕熱材料按其化學組成可分為無機、有機、復(fù)合三大類型。

無機絕熱材料是用無機礦物質(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。

有機絕熱材料是用有機原材料（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方面。13.1.3.1無機保溫隔熱材料(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℃)，在短時時間內(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。如木絲板是以以木材下腳料料制成的木絲絲加入硅酸鈉鈉溶液及普通通硅酸鹽水泥泥混合，經(jīng)成成形、冷壓、、養(yǎng)護、干燥燥而制成。甘甘蔗板是以甘甘蔗渣為原料料，經(jīng)過蒸制制、加壓、干干燥等工序制制成的一種輕輕質(zhì)、吸聲、、保溫材料。。目前在建筑工工程中普遍采采用多孔保溫溫材料和在維維護結(jié)構(gòu)中設(shè)設(shè)置普通空氣氣層的方法來來解決保溫隔隔熱。但如圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)較薄，僅利利用上述方法法來解決保溫溫隔熱問題就就較困難。反反射型保溫絕絕熱材料為解解決上述問題題提供了一條條新途徑。如如鋁箔波形紙紙保溫高熱板板13.1.3.3反射型保溫隔隔熱材料13.2吸聲材料當聲波入射到到建筑構(gòu)件（（如墻、頂棚棚）時，聲能能的一部分被被反射，一部部分被穿透，，還有一部分分由于構(gòu)件的的振動或聲音音在其內(nèi)部傳傳播時介質(zhì)的的摩擦或熱傳傳導而被損耗耗，通常稱為為材料的吸收。通常把材料吸吸收的能量與與全部聲能的的比值稱為材料的吸聲系系數(shù)，用α表示。13.2.1吸聲原理及吸吸聲材料的作作用原理工程上通常認認為對125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz等6個頻率的平均均吸聲系數(shù)大大于0.2的材料稱之為為吸聲材料。（1）材料內(nèi)部孔隙隙率及孔隙特特征（2）材料的厚度（3）材料背后的空空氣層（4）溫度和濕度的的影響13.2.2影響多孔性材材料吸聲性能能的因素吸聲材料和吸吸聲結(jié)構(gòu)的種種類很多，按按其材料結(jié)構(gòu)構(gòu)狀況可分為為如表13.1中所列的幾類類。13.2.3吸聲材料的分分類表13.1吸聲材料（結(jié)結(jié)構(gòu)）類型結(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隔斷斷聲波傳遞的的材料稱為隔聲材料。人們要隔絕絕的聲音按其其傳播途徑可可分為空氣聲（由于空氣的的振動）和固體聲（由于固體撞撞擊或振動））兩種。對空氣聲的隔隔絕，主要是是依據(jù)聲學的“質(zhì)量量定律”，即材料的密密度越大，越越不易受聲波波作用而產(chǎn)生生振動。對固體聲隔絕絕的最有效措施是斷絕其聲波波繼續(xù)傳遞的的途徑，即在在產(chǎn)生和傳遞遞固體聲波的的結(jié)構(gòu)層中加加入具有一定定彈性的襯墊墊材料13.2.4隔聲材料（1）多孔吸聲材材料多孔吸聲材料料從表到里都都具有大量內(nèi)內(nèi)外連通的微微小間隙和連連續(xù)氣泡，有有一定的通氣氣性。有呈松散狀的的超細玻璃棉棉、礦棉、海海草、麻絨等等；有的已加加工成板狀材材料，如玻璃璃棉氈、穿孔孔吸聲裝飾纖纖維板、軟質(zhì)質(zhì)木纖維板、、木絲板；另另外還有微孔孔吸聲磚、礦礦渣膨脹珍珠珠巖吸聲磚、、泡沫玻璃等等。常見類型見表13.2所示。13.2.5常用吸聲材料料表13.2多孔吸聲材料料基本類型主要種類常用材料舉例使用情況纖維材料有機纖維材料動物纖維：毛氈價格昂貴，使用較少植物纖維：麻絨、海草防火、防潮性能差，原料來源豐富無機纖維材料玻璃纖維：中粗棉、超細棉、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)使用前需實測其他泡沫玻璃強度高、防水、不燃、耐腐蝕、價格昂貴，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、薄板板共振吸聲材材料結(jié)構(gòu)薄膜、薄板共共振吸聲材料料結(jié)構(gòu)是將皮皮革、人造革革、塑料薄膜膜等材料固定定在框架上，，背后留有一一定的空氣層層，構(gòu)成薄膜膜共振吸聲結(jié)結(jié)構(gòu)。這些材材料具有不透透氣、柔軟、、受張拉時有有彈性等特點點。（3）共振吸聲結(jié)結(jié)構(gòu)共振吸聲結(jié)構(gòu)構(gòu)中間封閉有有一定體積的的空腔，并通通過有一定深深度的小孔與與聲場相聯(lián)系系。（4）穿孔板組合合共振吸聲結(jié)結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)是在在各種穿孔板板、狹縫板背背后設(shè)置空氣氣層形成吸聲聲結(jié)構(gòu)，屬于于空腔共振吸吸聲類結(jié)構(gòu)。。穿孔板具有有適合于中頻頻的吸聲特性性。（5）空間吸聲體體空間吸聲體與與一般吸聲結(jié)結(jié)構(gòu)的區(qū)別在在于它不是與與頂棚、墻體體等壁面組成成吸聲結(jié)構(gòu)，，而是一種懸懸掛于室內(nèi)的的吸聲結(jié)構(gòu)，，它自成體系系。13.3常用吸聲板材材礦棉裝飾吸聲聲板，是以礦渣棉棉為主要原料料，加入適量量粘合劑，經(jīng)經(jīng)加壓、烘干干、飾面等工工藝加工而成成，具有輕質(zhì)質(zhì)、吸聲、防防火、保溫、、隔熱、裝飾飾效果好等優(yōu)優(yōu)異性能，適用于賓館、會議大大廳、寫字樓樓、機場候機機大廳、影劇劇院等公共建建筑吊頂裝飾飾。13.3.1礦棉裝裝飾吸吸聲板板礦棉裝裝飾吸吸聲板板通常常有滾花、、浮雕雕、紋紋體、、印刷刷、自自然型型、米米格型型等多個個品種種；規(guī)格有正方形形和長長方形形，尺寸有500mm×500mm、600mm×600mm、300mm×600mm、600mm×1200mm、300mm×300mm等，厚度8~30mm不等。。13.3.1.1礦棉裝裝飾吸吸聲板板的品品種與與規(guī)格格（1）安裝裝方法法①復(fù)合合插貼貼安裝裝法②明龍龍骨安安裝法法③暗龍龍骨安安裝法法④明、、暗龍龍骨安安裝法法⑤復(fù)合合平貼貼安裝裝法13.3.1.2應(yīng)用技技術(shù)要要點（2）施工工要求求①施工工現(xiàn)場場相對對濕度度過高高不宜宜施工工。②礦棉棉吸聲聲板不不宜安安裝在在濕度度較大大的環(huán)環(huán)境，，如浴浴室、、廚房房等處處。③施工工中要要注意意吸聲聲板背背面的的箭頭頭方向向和白白線方方向必必須保保持一一致。。④對于于具有有特殊殊強度度要求求的部部位，，應(yīng)按按設(shè)計計要求求施工工。⑤根據(jù)據(jù)房間間大小小及燈燈具布布局，，以施施工面面積中中心計計算吸吸聲的的用量量，以以保證證兩側(cè)側(cè)間距距相等等。⑥安裝裝吸聲聲板時時，須須戴清清潔手手套，，以防防弄臟臟板面面。⑦復(fù)合合粘合合時，，在施施工72h內(nèi)，粘粘結(jié)膠膠尚未未固化化前，，不能能有強強烈震震動。。（3）運輸輸和保保管注注意事事項①搬運運時輕輕裝輕輕卸，，防止止一角角落地地。②碼箱箱高度度不宜宜超過過6層，防防止跌跌落。。③運輸輸過程程中，，吸聲聲板要要加蓋蓋雨布布。④吸聲聲板箱箱碼放放要起起脊，，防止止下雨雨積水水。⑤運輸輸綁繩繩與吸吸聲板板箱接接觸部部位要要有保保護措措施，，以防防吸聲聲板箱箱破損損。⑥存放放保管管中，，注意意存放放在干干燥、、清潔潔的地地方，，有防防雨水水措施施。⑦吸聲聲板包包裝箱箱不能能直接接放在在地面面上，，要有有墊板板或墊墊木，，離墻墻距離離大于于40cm為宜。。玻璃棉棉裝飾飾吸聲聲板是以玻玻璃棉棉為主主要原原料，，加入入適量量膠粘粘劑、、防潮潮劑、、防腐腐劑等等，經(jīng)經(jīng)加壓壓、烘烘干、、表面面加工工等工工序而而制成成的吊吊頂裝裝飾板板材。。產(chǎn)品具具有輕輕質(zhì)、、吸聲聲、防防火、、隔熱熱、保保溫、、裝飾飾美觀觀、施施工方方便等等特點點，適適用于于賓館館、大大廳、、影劇劇院、、音樂樂廳、、體育育館、、會場場、船船舶及及住宅宅的室室內(nèi)吊吊頂。。13.3.2玻璃璃棉棉裝裝飾飾吸吸聲聲板板珍珠珠巖巖裝裝飾飾吸吸聲聲板板又名名珍珠珠巖巖吸吸聲聲板板，系系以以膨膨脹脹珍珍珠珠巖巖粉粉及及石石膏膏、、水水玻玻璃璃配配以以其其他他輔輔料料，，經(jīng)經(jīng)拌拌和和加加工工，，加加入入配配筋筋材材料料壓壓制制成成型型，，并并經(jīng)經(jīng)熱熱處處理理固固化化而而成成。。產(chǎn)品品具具有有輕輕質(zhì)質(zhì)、、美美觀觀、、吸吸聲聲、、隔隔熱熱、、保保溫溫等等特特點點，，可可用用于于室室內(nèi)內(nèi)頂頂棚棚、、墻墻面面裝裝飾飾。。13.3.3珍珠珠巖巖裝裝飾飾吸吸聲聲板板（1）普普通通膨膨脹脹珍珍珠珠巖巖裝裝飾飾吸吸聲聲板板（以以下下簡簡稱稱普普通通板板））用于于一一般般環(huán)環(huán)境境的的吸吸聲聲板板，，代代號號為為PB。（2）防防潮潮珍珍珠珠巖巖裝裝飾飾吸吸聲聲板板（（以下下簡簡稱稱防防潮潮板板））經(jīng)過過特特殊殊防防水水材材料料處處理理，，可可用用于于高高濕濕度度環(huán)環(huán)境境的的吸吸聲聲板板，，代代號號為為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)品標記記標記順序為為：產(chǎn)品名名稱、代號號、邊長、、厚度及標標準號。（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尺寸允許偏偏差項目優(yōu)等品一等品合格品邊長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、搬搬動及貯存存珍珠巖裝飾飾板屬脆性性材料，搬搬運時需輕輕拿輕放，，不得碰撞撞受壓，并并須將兩塊塊板面對面面合在一起起搬運。運運輸車輛應(yīng)應(yīng)有防雨防防潮措施。。(3)貯存珍珠巖裝飾