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本节主要介绍绝热材料、吸声材料的作用原理及基本要求。简要介绍常用绝热材料和吸声材料品种。通过学习了解这类材料的特点。
一、绝热材料
(一)绝热材料的绝热机理
1.热量传递方式
(1)导热"导热"是指由于物体各部分直接接触的物质质点(分子、原子、自由电子)作热运动而引起的热能传递过程。
(2)对流"对流"是指由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传向低温的地方。
(3)热辐射"热辐射"是一种靠电磁波来传递能量的过程。
2.热量传递过程
在每一实际的传热过程中,往往都同时存在着两种或三种传热方式。例如,通过实体结构本身的传热过程,主要是靠导热,但一般建筑材料内部或多或少地有些孔隙,在孔隙内除存在气体的导热外,同时还有对流和热辐射存在。
Q=λ/a(t1-t2) .F .Z ( 1-46)
式中Q一一总的传热量, J或kcal; λ一一材料的导热系数,W/(m.K)或kcal/m. h .℃;
a一一壁体的厚度, m;
t1、t2一一壁体内、外表面的温度,K或℃;
F——热传导面积, m2;
Z——传热时间, S或h。
绝大多数建筑材料的导热系数介于0. 029 -3. 49W / (m · K) (0. 025 - 3. 0kcal/ (m. h. ℃)之间, λ值越小说明该材料越不易导热。建筑中,一般把值小于0.23 W/(m·K)的材料叫做绝热材料。
3.绝热材料的绝热作用机理
(1)多孔型
在常温固体下对流和辐射传热在总的传热中所占比例很小,故以气孔中气体的导热为 主。但由于空气的导热系数仅为O. 029W /(m · K) (即0. 025kcal/m · h · ℃) ,大大小于固体的导热系数,故热量通过气孔传递的阻力较大,从而传热速度大大减缓。
(2)纤维型
纤维型绝热材料的绝热机理基本上和通过多孔材料的情况相似。传 热方向和纤维方向垂直时的绝热性能比传热方向和纤维方向平行时要好一些。
(3)反射型
当外来的热辐射能量I0投射到物体上时,通常会将其中一部分能量IB反射掉,另一部分IA被吸收(一般建筑材料都不能穿透热射线,故透射部分忽略不计)。根据能量守恒原理,则:
IA + IB=I0
凡是反射能力强的材料,吸收热辐射的能力就小,反之,如果吸收能力强,则其反射率就小。