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绝热材料和吸声材料与结构

发表时间: 2023-11-02 13:41:57

作者: 绝热保温商城

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建筑物采用适当的绝热材料,不仅能满足人们对居住环境的要求,而且有着明显的节能效果。采用适当的吸声材料,可以保持室内良好的音响效果和减少噪声污染。

建筑物采用适当的绝热材料,不仅能满足人们对居住环境的要求,而且有着明显的节能效果。采用适当的吸声材料,可以保持室内良好的音响效果和减少噪声污染。在建筑上,习惯上把用于控制室内热量外流的材料叫做保温材料;把防止室外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。

常用绝热材料及其性能:

绝热材料根据化学成分可分为无机材料和有机材料两大类,根据结构形式又分为纤维状材料、散粒状材料和多孔材料。


(1)无机纤维状绝热材料

1.石棉及其制品

具有耐火、耐热、耐酸碱、绝热、防腐、隔声及绝缘等性能。可与水泥、碳酸镁等结合成石棉制品绝热材料,用于建筑工程的高效保温及防火覆盖等。

2. 矿棉及其制品

具有轻质、不燃、绝热和电绝缘等性能,原料来源丰富,成本较低。可制成矿棉板、矿棉毡及管套等,可用于建筑物的墙壁、屋顶、天花板等处的保温材料及热力管道的保温材料。

3. 玻璃棉及其制品

玻璃棉包括短棉和超细棉两种。

短棉可制成沥青玻璃棉毡、板等制品;超细棉可制成普通超细棉毡、板,也可制作无碱超细玻璃棉毡等,用于房屋建筑中的保温及管道的保温材料。

4. 陶瓷纤维

陶瓷纤维可制成毡、毯、纸、绳等制品,最高使用温度可达1100 -1300 ℃,用于高温绝热。


(2)无机散粒状绝热材料

1. 膨胀蛭石及其制品

导热系数在0.046-0.070W/(m·K)之间,最高使用温度为1000-1100℃,主要用于填充墙壁、楼板及平屋顶保温等,使用时应注意防潮。

膨胀蛭石除用作填充材料外,也可与水泥、水玻璃等胶凝材料配合制成砖、板、管件等用于围护结构及管道保温。

2. 膨胀珍珠岩

导热系数在0.047-0.070W/(m·k)之间,最高使用温度为800℃,最低使用温度为-200℃,质轻、吸湿性好、化学稳定性好、不燃烧、耐腐蚀、施工方便。广泛用于建筑工程的围护结构、低温和超低温制冷设备、热工设备等的绝热保温。


(3)无机多孔类绝热材料

1. 硅藻土

导热系数为0.060W/(m·k),孔隙率为50%-80%,最高使用温度约为900 ℃,具有很好的保温绝热性能,常用作填充料或制作硅藻土砖等。

2. 微孔硅酸钙制品

导热系数为0.047-0.056W/(m·k),最高使用温度约为650-1000 ℃,用于建筑物的围护结构和管道保温,效果比水泥膨胀珍珠岩和水泥膨胀蛭石好。

3. 泡沫玻璃

具有导热系数小、抗压强度高、抗冻性好、耐久性好等优点,可锯切、钻孔、粘接,是一种高级绝热材料。可用来砌筑墙体,也可用于冷藏设备的保温。

4. 泡沫混凝土和加气混凝土


(4)有机绝热材料

1. 泡沫塑料

具有轻质、保温、防震特点,可用于屋面、墙面保温、冷库绝热和制成夹心复合板。

2. 植物纤维类绝热板

①软木板:具有表观密度小、导热系数小、抗渗和防腐性能好的特点。

②蜂窝板:具有强度大、导热系数小、抗震性好的优点,可制成轻质高强的结构用板材,也可制成绝热性能良好的非结构用板材和隔声材料。


吸声材料和结构:

吸声材料是指能在一定程度上吸收由空气传递的声波能量的建筑材料。

吸声材料:材料本身具有吸声特性。如玻璃棉、岩棉等纤维或多孔材料。

吸声结构:材料本身可以不具有吸声特性,但材料经打孔、开缝等简单的机械加工和表面处理制成某种结构而产生吸声。如穿孔石膏板、穿孔铝板吊顶等。

作用:音质设计(控制反射声、消除音质缺陷);噪声控制(吸声、消声、隔声、减振)。


主要吸声材料的种类:

吸声材料和吸声结构

1、多孔吸声材料:微孔很多且相互连通,吸收多,反射少,效果好,如纤维板、毛毡、矿棉;微孔靠得很近却不相通,效果不好,如泡沫树脂、多孔橡胶。

2、共振吸声结构:薄膜、薄板共振吸声结构;空腔、穿孔板共振吸声结构。

3、空间吸声体。


计量:

1、吸声系数:

2、吸声量:

3、平均吸声系数:


多孔吸声材料:

吸声机理:声波入射到多孔材料表面时,声波能顺着微孔穿入材料内部,由于存在摩擦和空气的粘滞阻力,使一部分声能转变成热能;另外,气体压缩放热、膨胀吸热,进行热交换,也能使声能被吸收。


吸声材料吸声原理:

1、声波导致空气在吸声材料中行进反射、折射过程中产生摩擦而损耗声能,转变为热能。

2、吸声材料也容易透声。


影响多孔材料吸声系数的因素:

1、材料中的空气流阻:单位厚度时,材料两边空气气压和空气流速之比--最佳流阻。

2、结构因子:反映多孔材料内部纤维或颗粒排列的情况,是衡量材料微孔或狭缝分布情况的物理量。

3、孔隙率:材料中孔隙体积和材料总体积之比。

4、容重的影响:随着容重的增加,中低频吸声系数有所提高。

5、材料厚度:随着材料厚度的增加,中低频的吸声系数有所提高。

6、背后空气层的吸声效果与铺满多孔吸声材料的效果相当。

7、饰面影响:

(1)要选择具有良好的透气性的饰面材料(金属网 格、塑料窗纱、玻璃丝布);

(2)可采用厚度≤0.05mm的极薄的柔性塑料薄膜、穿孔薄膜和穿孔率>20%的薄穿孔板罩面;

(3)在进行表面粉饰时,要防止涂料将孔隙封闭,宜用水质涂料,喷涂为宜,不易采用油漆涂刷。

8、温度的影响:高温高湿不仅会引起材料变质,且会影响到吸声性能。在一般建筑中,温度变化范围约几十度,所以声速变化不大。

9、吸湿、吸水的影响:吸水首先使高频声吸声系数降低,随着吸湿量的增加,影响范围扩大。

10、气流的影响:在高气流下用玻璃丝布、尼龙丝布罩面,当气流大于20m/s时,要外加金属穿孔板罩面。


共振消声原理:

1、共振结构在声波激发下振动,振动的结构由于本身的内摩擦和与空气间的摩擦把部分振动能量转变为热能而损耗。因此振动的结构消耗声能,产生吸声效果。

2、适应频带:中、低频;

3、共振会放大声音吗?共振≠共鸣!

共鸣:机械能激发物体振动向空气辐射声能;

共振:空气中传播的声能激发物体机械振动。

微穿孔板:

空腔共振器:空腔孔颈空气柱由于共振而激烈运动,消耗能量,腔内空气起弹簧缓冲作用。

穿孔板共振器:穿孔板与墙间空腔,形成共振腔。

隔声隔振材料与结构:

把发声的物体或需要安静的场所封闭在一个小的空间中,使它与周围环境隔绝,这种方法叫隔声。

典型的隔声措施是:隔声罩、隔声间、隔声屏。

不同类型的隔声构件的隔声量:

新型声屏障(包括桥梁和路基声屏障)必须能满足正常使用60年,每天行车210对,700万次的抗疲劳性能(一般房屋建筑的抗疲劳性能为200万次)。

台风地区,新型声屏障(包括桥梁和路基声屏障)应能抵抗17级超强台风的承载能力。

新型声屏障(包括桥梁和路基声屏障)的自振频率应避开各种速度下的高速列车脉动力频率,保证结构不发生共振。

新型声屏障(包括桥梁和路基声屏障)的施工应简便、迅速,不影响路线的正常工期。

新型声屏障在保证吸声指标的同时考虑吸声材料与背板结构的连接,便于现场安装。

绝热材料和吸声材料与结构
建筑物采用适当的绝热材料,不仅能满足人们对居住环境的要求,而且有着明显的节能效果。采用适当的吸声材料,可以保持室内良好的音响效果和减少噪声污染。
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