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学习目标•掌握：影响材料绝热性能的因素•熟悉：常用绝热材料的性质和适用范围19.3绝热材料9.3绝热材料定义：控制室内热量外流的材料叫做保温材料，防止热量进入室内的材料叫做隔热材料。保温、隔热材料统称为绝热材料。作用：用于减少建筑物与外界环境之间的热量交换，它的利用很大程度上影响了建筑物能源消耗的多少。29.3绝热材料9.3.1材料的热学性质•基本概念•（1）导热性：指材料传递热量的能力。•（2）导热系数：表示材料的导热能力指标。•物理意义：在稳定传热条件下，当材料层单位厚度内的温差为1℃时，在1s内通过1m2表面积的热量。•材料导热系数越大，导热性能越好。工程上将导热系数λ0.23w/(m•K)的材料称为绝热材料39.3绝热材料•影响材料导热系数的因素•影响材料保温性能的主要因素是导热系数的大小，导热系数愈小，保温性能愈好。•材料的导热性能受以下因素影响：•（1）材料的性质•（2）材料的表观密度与孔隙率•（3）材料的环境与温度•（4）材料的含水量（5）材料的热流量49.3绝热材料•（１）材料的性质。•不同的材料其导热系数是不同的，一般说来，导热系数值以金属最大，非金属次之，液体较小，而气体更小（即：金属材料＞无机非金属材料＞有机材料）•对于同一种材料，内部结构不同，导热系数也差别很大。一般结晶结构的为最大，微晶体结构的次之，玻璃体结构的最小。•但对于多孔的绝热材料来说，由于孔隙率高，气体（空气）对导热系数的影响起着主要作用，而固体部分的结构无论是晶态或玻璃态对其影响都不大。59.3绝热材料典型材料铜：导热系数最大静止空气：导热系数最小(隔热)导热系数小于0.175W／m·K的材料称为绝热材料。如：松木(横纹)、静止空气、泡沫塑料等。水：比热容最大(保温)69.3绝热材料•（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要大得多，故表观密度小的材料，因其孔隙率大，导热系数就小。•在孔隙率相同的条件下，孔隙尺寸愈大，导热系数就愈大；互相连通孔隙比封闭孔隙导热性要高。•对于表观密度很小的材料，特别是纤维状材料（如超细玻璃纤维），当其表观密度低于某一极限值时，导热系数反而会增大，这是由于孔隙增大且互相连通的孔隙大大增多，而使对流作用加强的结果。因此这类材料存在一最佳表观密度，即在这个表观密度时导热系数最小。79.3绝热材料•（3）温度。材料的导热系数随温度的升高而增大，因为温度升高时，材料固体分子的热运动增强，同时材料孔隙中空气的导热和孔壁间的辐射作用也有所增加。但这种影响，当温度在０～50℃范围内时并不显著，只有对处于高温或负温下的材料，才要考虑温度的影响。89.3绝热材料•（4）含水量。材料吸湿受潮后，其导热系数就会增大，这在多孔材料中最为明显。这是由于当材料的孔隙中有了水分（包括水蒸气）后，则孔隙中蒸汽的扩散和水分子的热传导将起主要传热作用，而水的λ为0.58Ｗ／（ｍ·Ｋ），比空气的λ=0.029Ｗ／（ｍ·Ｋ）大20倍左右。如果孔隙中的水结成了冰，则冰的λ=2.33Ｗ／（ｍ·Ｋ），其结果使材料的导热系数更加增大。故绝热材料在应用时必须注意防水避潮。99.3绝热材料•（５）热流方向。对于各向异性的材料，如木材等纤维质的材料，当热流平行于纤维方向时，热流受到阻力小，而热流垂直于纤维方向时，受到的阻力就大。109.3绝热材料绝热材料的种类及使用要点绝热材料按照它们的化学组成可以分为无机绝热材料和有机绝热材料1.常用无机绝热材料(1)纤维状无机绝热材料1)矿棉及矿棉制品2）石棉及石棉制品3)玻璃及其制品(2)散粒状绝热材料1)膨胀蛭石及其制品2)膨胀珍珠岩及其制品（3）多孔状绝热材料泡沫玻璃、微孔硅酸钙制品、泡沫混凝土、加气混凝土、硅藻土119.3绝热材料2.常用有机绝热材料•1）软木板•2）蜂窝板3）植物纤维类绝热板•4）泡沫塑料•5）硬质泡沫橡胶•6）窗用绝热薄膜129.3绝热材料•建筑上常用保温材料•1.纤维状保温隔热材料•（ｌ）石棉及其制品。石棉是一种天然矿物纤维，主要化学成分是含水硅酸镁，具有耐火、耐热、耐酸碱、绝热、防腐、隔音及绝缘等特性。常制成石棉粉、石棉纸板、石棉毡等制品，用于建筑工程的高效能保温及防火覆盖等。139.3绝热材料•（2）矿棉及其制品。矿棉一般包括矿渣棉和岩石棉。矿渣棉所用原料有高炉硬矿渣、铜矿渣等，并加一些调节原料（钙质和硅质原料）。岩棉的主要原料为天然岩石（白云石、花岗石、玄武岩等）。上述原料经熔融后，用喷吹法或离心法制成细纤维。矿棉具有轻质、不燃、绝热和电绝缘等性能，且原料来源广，成本较低。可制成矿棉板、矿棉毡及管壳等。可用作建筑物的墙壁、屋顶、天花板等处的保温和吸声材料，以及热力管道的保温材料。149.3绝热材料（３）玻璃棉及其制品。玻璃棉是用玻璃原料或碎玻璃经熔融后制成纤维状材料，包括短棉和超细棉两种。159.3绝热材料玻璃棉岩棉管陶瓷纤维•陶瓷纤维：采用氧化硅、氧化铝为原料，经高温熔融、喷吹制成。•表观密度为140-190kg／m3，导热系数为0.044-0.049W／m·K169.3绝热材料2.散粒状保温隔热材料•主要由连续气相与无机颗粒状固相组成，常见的材料有膨胀蛭石、膨胀珍珠岩等。17膨胀蛭石板材膨胀珍珠岩板材9.3绝热材料•（1）膨胀蛭石及其制品。蛭石是一种天然矿物，经850～1000°C燃烧，体积急剧膨胀(可膨胀５～20倍)而成为松散颗粒，其堆积密度为80～200kg／m3，导热系数0.046～0.07W/(m·K)，用于填充墙壁、楼板及平屋顶，保温效果佳。可在1000～1100℃下使用。•膨胀蛭石也可与水泥、水玻璃等胶凝材料配合，制成砖、板、管壳等用于围护结构及管道保温。189.3绝热材料•（２）膨胀珍珠岩及其制品。膨胀珍珠岩是由天然珍珠岩、黑耀岩或松脂岩为原料，经煅烧体积急剧膨胀（约20倍）而得蜂窝状白色或灰白色松散颗料。堆积密度为40～300kg／m3，λ=0.047～0.070Ｗ／(ｍ·Ｋ)，耐热800°C，为高效能保温保冷填充材料。•膨胀珍珠岩制品是以膨胀珍珠岩为骨料，配以适量胶凝材料，经拌和、成型、养护（或干燥、或焙烧）后两制成的板、砖、管等产品。199.3绝热材料3.多孔性保温隔热材料•由固相和孔隙良好的分散材料组成，主要为泡沫类和发气类产品。常见的有泡沫玻璃、微孔硅酸钙制品、泡沫混凝土、加气混凝土和硅藻土。20硅藻土墙体砖9.3绝热材料•(１)微孔硅酸钙制品。微孔硅酸钙制品是用粉状二氧化硅材料（硅藻土）、石灰、纤维增强材料及水等经搅拌、成型、蒸压处理和干燥等工序而制成。用于围护结构及管道保温。•(２)泡沫玻璃。它是采用碎玻璃加入１％～２％发泡剂（石灰石或碳化钙），经粉磨、混合、装模，在800℃下烧成后形成含有大量封闭气泡（直径0.1～5mm）的制品。它具有导热系数小、抗压强度和抗冻性高、耐久性好等特点，且易于进行锯切、钻孔等机械加工，为高级保温材料，也常用于冷藏库隔热。•(３)多孔混凝土和轻骨料混凝土。•(4)泡沫塑料。泡沫塑料是以合成树脂为基料，加入一定剂量的发泡剂、催化剂、稳定剂等辅助材料经加热发泡而制成的轻质保温、防震材料。目前我国生产的有聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯及脲醛树脂等泡沫塑料。219.3绝热材料多孔材料传热过程22•孔隙的存在使热量在固相中的传热路线大大增加，从而传热速度大为减缓。9.3绝热材料•4.有机绝热材料•（１）软木板。软木也叫栓木。软木板是用栓皮、栎树皮或黄菠萝树皮为原料，经破碎后与皮胶溶液拌和，再加压成型，在80℃的干燥室中干燥一昼夜而制成。软木板具有表观密度小，导热性低，抗渗和防腐性能高等特点。239.3绝热材料•（2）蜂窝板。蜂窝板是由两块较薄的面板，牢固地粘结在一层较厚的蜂窝状芯材两面而制成的板材，亦称蜂窝夹层结构。蜂窝状芯材是用浸渍过合成树脂（酚醛、聚酯等）的牛皮纸、玻璃布和铝片等，经加工粘合成六角形空腹（蜂窝状）的整块芯材。常用的面板为浸渍过树脂的牛皮纸、玻璃布或不经树脂浸渍的胶合板、纤维板、石膏板等。面板必须采用合适的胶粘剂与芯材牢固地粘合在一起，才能显示出蜂窝板的优异特性，即具有比强度大、导热性低和抗震性好等多种功能。249.3绝热材料植物纤维类绝热板•主要原料为：稻草、木质纤维、麦秸和甘蔗渣等，其表观密度为200~1200kg/m3，导热系数为0.058~0.307W/(m·K），多用于建筑墙体、顶层和地面等处的保温处理，也可用于冷藏库的隔热处理。259.3绝热材料泡沫塑料26•以各种树脂为基料，加入一定剂量的发泡剂、催化剂、稳定剂等辅助材料，经加热发泡而制成的一种轻质、绝热、吸声、保温及抗震的材料。9.3绝热材料27主要用于建筑物窗户部分的绝热处理，厚度多为12~50μm,可以反射部分阳光，减少紫外线的穿透率，减轻紫外线对室内物品的伤害。硬质泡沫橡胶使用化学发泡法制成的一种热塑性材料，其表观密度在0.064~0.12kg/m3之间，表观密度越小，保温性能越好，但强度越低。特点：导热系数小、强度大；抗碱盐的侵蚀能力较强，但强无机酸及有机酸对其有侵蚀作用；不溶于醇等弱溶剂，但易被某些强有机溶剂软化溶解；耐热性不好，65℃左右开始软化；有良好的低温性能，低温下强度较高且有较好的体积稳定性，多用于冷库的绝热处理。窗用绝热薄膜（新型防热片）9.3绝热材料28生活中常见的绝热材料在瓶胆上涂一层薄薄的银，使它成为反射光线和反射热的一面镜子，从而利用银层把热辐射挡了回去。这样，热就不致散失，起到了保温作用。9.3绝热材料29棉被是一种棉织品保温材料棉花本身就是热的不良导体9.3绝热材料30软木板规格：400*400价格:950元木丝板规格：1220*2440价格：1809.3绝热材料•例1：什么是绝热材料？工程上对绝热材料有哪些要求？•例2：绝热材料为什么总是轻质的？使用时为什么一定要注意防潮？319.3绝热材料•1.解：绝热材料是指导热系数（λ）值应不大于0.23W／(m·K)的隔热保温效果好的建筑材料。•用于减少建筑物与外界环境之间的热量交换，它的利用很大程度上影响了建筑物能源消耗的多少。329.3绝热材料•2.解：由于材料中固体物质的导热能力要比空气的导热能力大得多，因此，一般的轻质材料，其表观密度较小，导热系数也较小。所以绝热材料总是轻质的。•材料吸湿受潮后，其导热系数就增大，这是由于当材料的孔隙中有了水分（包括水蒸气）后，则孔隙中蒸汽的扩散和水分子的热传导将起主要传热作用，而水的λ为0.58Ｗ／（ｍ·Ｋ），比空气的λ=0.029Ｗ／（ｍ·Ｋ）大20倍左右。如果孔隙中的水结成了冰，则冰的λ=2.33Ｗ／（ｍ·Ｋ），其结果使材料的导热系数更加增大。故绝热材料在应用时必须注意防水避潮。33