建筑装饰材料13吸声绝热材料

13吸声、绝热材料主要介绍绝热材料和吸声材料的作用原理、影响其作用的主要因素、常用的绝热材料和吸声材料。通过本章的学习，应了解绝热材料和吸声材料的作用原理，熟悉常用的绝热材料和吸声材料的种类及其应用。本章提要本章内容13.1绝热材料13.2吸声材料13.3常用吸声板材13.1绝热材料传热是指热量从高温区(介质)向低温区(介质)的自发流动，是一种由于温差而引起的能量转移。传热的方式有三种：传导、对流和辐射。“传导”是依靠物体内各部分直接接触的物质近质点（分子，原子，自由电子等）作热运动而引起的热能传递过程；13.1.1传热原理与绝热材料的作用原理“对流”是指较热的液体或气体，因遇热膨胀而密度减小从而上升，冷的液体或气体就会补充过来，形成分子的循环流动，这样热量就从高温的地方通过分子的相对位移，转向低温的地方；“热辐射”是依靠物体表面对外发射电磁波而传递热量的现象，高温物体辐射给低温物体的能量大于低温物体的能量，其结果为热从高温物体传递给低温物体。在实际的传热过程中，往往同时存在着两种或三种传热方式。要实现绝热必须使建筑材料满足表观密度小、对流弱、热辐射低衡量材料导热能力的主要指标是热导率λ。λ的物理意义是在稳定传热条件下，当材料层厚度内的温差为1℃时，在1h内通过1m2表面积的热量。（1）材料的化学成分及分子结构（2）材料的表观密度和孔隙特征（3）材料所处环境的温、湿度（4）热流方向的影响13.1.2影响材料热导率大小的主要因素在评价材料绝热性能时除了上述的热导率λ（1）热阻R（m·K/W热阻说明保温隔热材料抵抗热流通过的能力，即热流通过时所遇阻力。（2）导温系数α（m2/s）导温系数说明材料在不稳定的热作用下，内部温度变化的速度与材料的热导率成正比，与热容量成反比。（3）蓄热系数S（W/（m2·K））蓄热系数是衡量保温隔热材料储热能力的重要指标。蓄热系数大的材料蓄热性能好，热稳定性相应也较好。绝热材料按其化学组成可分为无机、有机、复合无机绝热材料是用无机矿物质原材料制成的材料，常呈纤维状、松散粒状或多孔状，可制成板、片、卷材或有套管型制品。有机绝热材料是用有机原材料（各种树脂、软木、木丝、刨花等）制成。13.1.3常用的绝热材料(1)石棉及其制品石棉纤维具有极高的抗拉强度，并具有耐高温、耐腐蚀、绝热、绝缘等优良特性。(2)岩棉和矿渣棉统称为矿棉。矿棉用于建筑保温大体可包括墙体保温、屋面保温和地面保温等几个方面。13.1.3.1无机保温隔热材料(3)玻璃棉及其制品玻璃棉是以石灰石、萤石等天然矿物、岩石为主要原料，在玻璃窑炉中熔化后，经喷制而成的。(4)膨胀珍珠岩及其制品珍珠岩是一种酸性火山玻璃质岩石，内部含有3%～6%的结合水。(5)膨胀蛭石及其制品膨胀蛭石是由天然矿物蛭石经烘干、破碎、焙烧(800～1000℃)，在短时间内体积急剧膨胀（6～20倍）而成的一种金黄色或灰白色的颗粒状材料。(6)泡沫玻璃是以天然玻璃或人工玻璃碎料和发泡剂配置成的混合物经高温煅烧而得到的一种内部多孔的块状绝热材料。(1)泡沫塑料泡沫塑料是高分子化合物或聚合物的一种，以各种树脂为基料，加入各种辅助料经加热发泡制得的轻质、保温、隔热、吸声、防震材料。(2)碳化软木板碳化软木板是以一种软木橡树的外皮为原料，经适当破碎后再在模型中成形，在300℃左右热处理而成。13.1.3.2有机保温隔热材料(3)植物纤维复合板是以植物纤维为重要材料加入胶结料和填料而制成。如木丝板是以木材下脚料制成的木丝加入硅酸钠溶液及普通硅酸盐水泥混合，经成形、冷压、养护、干燥而制成。甘蔗板是以甘蔗渣为原料，经过蒸制、加压、干燥等工序制成的一种轻质、吸声、保温材料。目前在建筑工程中普遍采用多孔保温材料和在维护结构中设置普通空气层的方法来解决保温隔热。但如围护结构较薄，仅利用上述方法来解决保温隔热问题就较困难。反射型保温绝热材料为解决上述问题提供了一条新途径。如铝箔波形纸保温高热板13.1.3.3反射型保温隔热材料13.2吸声材料当声波入射到建筑构件（如墙、顶棚）时，声能的一部分被反射，一部分被穿透，还有一部分由于构件的振动或声音在其内部传播时介质的摩擦或热传导而被损耗，通常称为材料的吸收。通常把材料吸收的能量与全部声能的比值称为材料的吸声系数，用α表示。13.2.1吸声原理及吸声材料的作用原理工程上通常认为对125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz等6个频率的平均吸声系数大于0.2的材料称之为吸声材料。（1）材料内部孔隙率及孔隙特征（2）材料的厚度（3）材料背后的空气层（4）温度和湿度的影响13.2.2影响多孔性材料吸声性能的因素吸声材料和吸声结构的种类很多，按其材料结构状况可分为如表13.1中所列的几类。13.2.3吸声材料的分类表13.1吸声材料（结构）类型结构类型多孔吸声材料纤维状颗粒状泡沫状共振吸声结构单个共振器穿孔板共振吸声结构薄板减振吸声结构薄膜共振吸声结构特殊吸声结构空间吸声体、吸声尖劈等能减弱或隔断声波传递的材料称为隔声材料。人们要隔绝的声音按其传播途径可分为空气声（由于空气的振动）和固体声（由于固体撞击或振动）两种。对空气声的隔绝，主要是依据声学的“质量定律”，即材料的密度越大，越不易受声波作用而产生振动。对固体声隔绝的最有效措施是断绝其声波继续传递的途径，即在产生和传递固体声波的结构层中加入具有一定弹性的衬垫材料13.2.4隔声材料（1）多孔吸声材料多孔吸声材料从表到里都具有大量内外连通的微小间隙和连续气泡，有一定的通气性。有呈松散状的超细玻璃棉、矿棉、海草、麻绒等；有的已加工成板状材料，如玻璃棉毡、穿孔吸声装饰纤维板、软质木纤维板、木丝板；另外还有微孔吸声砖、矿渣膨胀珍珠岩吸声砖、泡沫玻璃等。常见类型见表13.2所示。13.2.5常用吸声材料表13.2多孔吸声材料基本类型主要种类常用材料举例使用情况纤维材料有机纤维材料动物纤维：毛毡价格昂贵，使用较少植物纤维：麻绒、海草防火、防潮性能差，原料来源丰富无机纤维材料玻璃纤维：中粗棉、超细棉、玻璃棉毡吸声性能好，保温隔热，不自燃，防腐防潮，应用广泛矿渣棉：散棉、矿棉毡吸声性能好，松散材料易自重下沉，施工扎手纤维材料制品软质木纤维板、矿棉吸声板、岩棉吸声板、玻璃棉吸声板装配式施工，多用于室内吸声装饰工程主要种类常用材料举例使用情况颗粒材料砌块矿渣吸声砖、膨胀珍珠岩吸声砖、陶土吸声砖多用于砌筑截面较大的消声器板材膨胀珍珠岩吸声装饰板质轻、不燃、保温、隔热、强度偏低泡沫材料泡沫塑料聚氨酯及脲醛泡沫塑料吸声性能不稳定，吸声系数使用前需实测其他泡沫玻璃强度高、防水、不燃、耐腐蚀、价格昂贵，使用较少加气混凝土微孔不贯通，使用较少吸声剂多用于不易施工的墙面等处（2）薄膜、薄板共振吸声材料结构薄膜、薄板共振吸声材料结构是将皮革、人造革、塑料薄膜等材料固定在框架上，背后留有一定的空气层，构成薄膜共振吸声结构。这些材料具有不透气、柔软、受张拉时有弹性等特点。（3）共振吸声结构共振吸声结构中间封闭有一定体积的空腔，并通过有一定深度的小孔与声场相联系。（4）穿孔板组合共振吸声结构这种结构是在各种穿孔板、狭缝板背后设置空气层形成吸声结构，属于空腔共振吸声类结构。穿孔板具有适合于中频的吸声特性。（5）空间吸声体空间吸声体与一般吸声结构的区别在于它不是与顶棚、墙体等壁面组成吸声结构，而是一种悬挂于室内的吸声结构，它自成体系。13.3常用吸声板材矿棉装饰吸声板，是以矿渣棉为主要原料，加入适量粘合剂，经加压、烘干、饰面等工艺加工而成，具有轻质、吸声、防火、保温、隔热、装饰效果好等优异性能，适用于宾馆、会议大厅、写字楼、机场候机大厅、影剧院等公共建筑吊顶装饰。13.3.1矿棉装饰吸声板矿棉装饰吸声板通常有滚花、浮雕、纹体、印刷、自然型、米格型等多个品种；规格有正方形和长方形，尺寸有500mm×500mm、600mm×600mm、300mm×600mm、600mm×1200mm、300mm×300mm等，厚度8~30mm不等。13.3.1.1矿棉装饰吸声板的品种与规格（1）安装方法①复合插贴安装法②明龙骨安装法③暗龙骨安装法④明、暗龙骨安装法⑤复合平贴安装法13.3.1.2应用技术要点（2）施工要求①施工现场相对湿度过高不宜施工。②矿棉吸声板不宜安装在湿度较大的环境，如浴室、厨房等处。③施工中要注意吸声板背面的箭头方向和白线方向必须保持一致。④对于具有特殊强度要求的部位，应按设计要求施工。⑤根据房间大小及灯具布局，以施工面积中⑥安装吸声板时，须戴清洁手套，以防弄脏⑦复合粘合时，在施工72h内，粘结胶尚未固化前，不能有强烈震动。（3）运输和保管注意事项②码箱高度不宜超过6④吸声板箱码放要起脊，防止下雨积水。⑤运输绑绳与吸声板箱接触部位要有保护措⑥存放保管中，注意存放在干燥、清洁的地⑦吸声板包装箱不能直接放在地面上，要有垫板或垫木，离墙距离大于40cm为宜。玻璃棉装饰吸声板是以玻璃棉为主要原料，加入适量胶粘剂、防潮剂、防腐剂等，经加压、烘干、表面加工等工序而制成的吊顶装饰板材。产品具有轻质、吸声、防火、隔热、保温、装饰美观、施工方便等特点，适用于宾馆、大厅、影剧院、音乐厅、体育馆、会场、船舶及住宅的室内吊顶。13.3.2玻璃棉装饰吸声板珍珠岩装饰吸声板又名珍珠岩吸声板，系以膨胀珍珠岩粉及石膏、水玻璃配以其他辅料，经拌和加工，加入配筋材料压制成型，并经热处理固化而成。产品具有轻质、美观、吸声、隔热、保温等特点，可用于室内顶棚、墙面装饰。13.3.3珍珠岩装饰吸声板（1）普通膨胀珍珠岩装饰吸声板（以下简称普通板）用于一般环境的吸声板，代号为PB。（2）防潮珍珠岩装饰吸声板（以下简称防潮板）经过特殊防水材料处理，可用于高湿度环境的吸声板，代号为FB。13.3.3.1产品分类、规格（3）产品规格产品规格为400mm×400mm、500mm×500mm和600mm×600mm，厚度15mm、17mm和20mm（4）产品标记标记顺序为：产品名称、代号、边长、厚度及标准号。（1）外观质量板材的外观质量应符合表13.3（2）尺寸允许偏差板材的尺寸允许偏差应符合表13.4的规定。13.3.3.2产品技术性能表13.3外观质量要求项目质量要求优等品、一等品合格品缺棱、掉角、裂缝、脱落、剥离等现象不允许不影响使用正面的图案破损、夹杂物图案清晰、无夹杂物混入色差ΔE≤3表13.4尺寸允许偏差项目优等品一等品合格品边长0-0.30-1.00-1.0厚度±0.5±1.0±1.0直角偏离度(不大于)不平度(不大于)0.100.800.401.00.602.50(1)安装方法①直接粘贴法②木筋固定法③轻钢龙骨固定法(2)包装及运输先用塑料布将每块板包装起来，再用纸箱或木箱将整批板包装捆好（钉好）。13.3.3.3珍珠岩装饰吸声板的安装、搬动及贮存珍珠岩装饰板属脆性材料，搬运时需轻拿轻放，不得碰撞受压，并须将两块板面对面合在一起搬运。运输车辆应有防雨防潮措施。(3)贮存珍珠岩装饰吸声板须存放在干燥的仓库内，地面须用木板垫平，然后再将装饰板立放堆垛，每垛以两层为宜。钙塑泡沫装饰吸声板是由聚乙烯树脂加入轻质碳酸钙无机填料、发泡剂、交联剂、润滑剂、颜料等经混炼模压发泡而成。有一般板和加入阻燃剂的难燃板两种。产品具有轻质、吸声、耐热、耐水及施工方便等优点，适用于大会堂、电视台、广播室、影剧院、医院、工厂及商店建筑室内吊顶。13.3.4钙塑泡沫装饰吸声板以聚苯乙烯泡沫塑料经混炼、模压、发泡、成型而成，具有隔声、隔热、保温、轻质、色白等优点，适用于影剧院、会议厅、医院、宾馆等图案有凹凸花型、十字花型、四方花型、圆角型等多种，规格尺寸300mm×300mm、500mm×500mm、600mm×600mm、1200mm×600mm等，厚度3～20mm13.3.5聚苯乙烯泡沫装饰吸声板硅酸钙板又称硅钙板，其原料广泛。硅质原料可采用石英砂磨细粉、硅藻土或粉煤灰；钙质原料为生石灰、消石灰、电石泥和水泥；增强材料为石棉、纸浆等。原料经配料、制浆、成型、压蒸养护、烘干、