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絕熱材料和吸聲材料與結構

發表時間: 2023-11-02 13:41:57

作者: 廣東弗耐斯絕熱材料有限公司

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建筑物采用適當的絕熱材料,不僅能滿足人們對居住環境的要求,而且有著明顯的節能效果。采用適當的吸聲材料,可以保持室內良好的音響效果和減少噪聲污染。

建筑物采用適當的絕熱材料,不僅能滿足人們對居住環境的要求,而且有著明顯的節能效果。采用適當的吸聲材料,可以保持室內良好的音響效果和減少噪聲污染。在建筑上,習慣上把用于控制室內熱量外流的材料叫做保溫材料;把防止室外熱量進入室內的材料叫做隔熱材料。保溫、隔熱材料統稱為絕熱材料。

常用絕熱材料及其性能:

絕熱材料根據化學成分可分為無機材料和有機材料兩大類,根據結構形式又分為纖維狀材料、散粒狀材料和多孔材料。


(1)無機纖維狀絕熱材料

1.石棉及其制品

具有耐火、耐熱、耐酸堿、絕熱、防腐、隔聲及絕緣等性能??膳c水泥、碳酸鎂等結合成石棉制品絕熱材料,用于建筑工程的***保溫及防火覆蓋等。

2. 礦棉及其制品

具有輕質、不燃、絕熱和電絕緣等性能,原料來源豐富,成本較低??芍瞥傻V棉板、礦棉氈及管套等,可用于建筑物的墻壁、屋頂、天花板等處的保溫材料及熱力管道的保溫材料。

3. 玻璃棉及其制品

玻璃棉包括短棉和超細棉兩種。

短棉可制成瀝青玻璃棉氈、板等制品;超細棉可制成普通超細棉氈、板,也可制作無堿超細玻璃棉氈等,用于房屋建筑中的保溫及管道的保溫材料。

4. 陶瓷纖維

陶瓷纖維可制成氈、毯、紙、繩等制品,***使用溫度可達1100 -1300 ℃,用于高溫絕熱。


(2)無機散粒狀絕熱材料

1. 膨脹蛭石及其制品

導熱系數在0.046-0.070W/(m·K)之間,***使用溫度為1000-1100℃,主要用于填充墻壁、樓板及平屋頂保溫等,使用時應注意防潮。

膨脹蛭石除用作填充材料外,也可與水泥、水玻璃等膠凝材料配合制成磚、板、管件等用于圍護結構及管道保溫。

2. 膨脹珍珠巖

導熱系數在0.047-0.070W/(m·k)之間,***使用溫度為800℃,***使用溫度為-200℃,質輕、吸濕性好、化學穩定性好、不燃燒、耐腐蝕、施工方便。廣泛用于建筑工程的圍護結構、低溫和超低溫制冷設備、熱工設備等的絕熱保溫。


(3)無機多孔類絕熱材料

1. 硅藻土

導熱系數為0.060W/(m·k),孔隙率為50%-80%,***使用溫度約為900 ℃,具有很好的保溫絕熱性能,常用作填充料或制作硅藻土磚等。

2. 微孔硅酸鈣制品

導熱系數為0.047-0.056W/(m·k),***使用溫度約為650-1000 ℃,用于建筑物的圍護結構和管道保溫,效果比水泥膨脹珍珠巖和水泥膨脹蛭石好。

3. 泡沫玻璃

具有導熱系數小、抗壓強度高、抗凍性好、耐久性好等優點,可鋸切、鉆孔、粘接,是一種高級絕熱材料??捎脕砥鲋w,也可用于冷藏設備的保溫。

4. 泡沫混凝土和加氣混凝土


(4)有機絕熱材料

1. 泡沫塑料

具有輕質、保溫、防震特點,可用于屋面、墻面保溫、冷庫絕熱和制成夾心復合板。

2. 植物纖維類絕熱板

①軟木板:具有表觀密度小、導熱系數小、抗滲和防腐性能好的特點。

②蜂窩板:具有強度大、導熱系數小、抗震性好的優點,可制成輕質高強的結構用板材,也可制成絕熱性能良好的非結構用板材和隔聲材料。


吸聲材料和結構:

吸聲材料是指能在一定程度上吸收由空氣傳遞的聲波能量的建筑材料。

吸聲材料:材料本身具有吸聲特性。如玻璃棉、巖棉等纖維或多孔材料。

吸聲結構:材料本身可以不具有吸聲特性,但材料經打孔、開縫等簡單的機械加工和表面處理制成某種結構而產生吸聲。如穿孔石膏板、穿孔鋁板吊頂等。

作用:音質設計(控制反射聲、消除音質缺陷);噪聲控制(吸聲、消聲、隔聲、減振)。


主要吸聲材料的種類:

吸聲材料和吸聲結構

1、多孔吸聲材料:微孔很多且相互連通,吸收多,反射少,效果好,如纖維板、毛氈、礦棉;微孔靠得很近卻不相通,效果不好,如泡沫樹脂、多孔橡膠。

2、共振吸聲結構:薄膜、薄板共振吸聲結構;空腔、穿孔板共振吸聲結構。

3、空間吸聲體。


計量:

1、吸聲系數:

2、吸聲量:

3、平均吸聲系數:


多孔吸聲材料:

吸聲機理:聲波入射到多孔材料表面時,聲波能順著微孔穿入材料內部,由于存在摩擦和空氣的粘滯阻力,使一部分聲能轉變成熱能;另外,氣體壓縮放熱、膨脹吸熱,進行熱交換,也能使聲能被吸收。


吸聲材料吸聲原理:

1、聲波導致空氣在吸聲材料中行進反射、折射過程中產生摩擦而損耗聲能,轉變為熱能。

2、吸聲材料也容易透聲。


影響多孔材料吸聲系數的因素:

1、材料中的空氣流阻:單位厚度時,材料兩邊空氣氣壓和空氣流速之比--***流阻。

2、結構因子:反映多孔材料內部纖維或顆粒排列的情況,是衡量材料微孔或狹縫分布情況的物理量。

3、孔隙率:材料中孔隙體積和材料總體積之比。

4、容重的影響:隨著容重的增加,中低頻吸聲系數有所提高。

5、材料厚度:隨著材料厚度的增加,中低頻的吸聲系數有所提高。

6、背后空氣層的吸聲效果與鋪滿多孔吸聲材料的效果相當。

7、飾面影響:

(1)要選擇具有良好的透氣性的飾面材料(金屬網 格、塑料窗紗、玻璃絲布);

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

(3)在進行表面粉飾時,要防止涂料將孔隙封閉,宜用水質涂料,噴涂為宜,不易采用油漆涂刷。

8、溫度的影響:高溫高濕不僅會引起材料變質,且會影響到吸聲性能。在一般建筑中,溫度變化范圍約幾十度,所以聲速變化不大。

9、吸濕、吸水的影響:吸水首先使高頻聲吸聲系數降低,隨著吸濕量的增加,影響范圍擴大。

10、氣流的影響:在高氣流下用玻璃絲布、尼龍絲布罩面,當氣流大于20m/s時,要外加金屬穿孔板罩面。


共振消聲原理:

1、共振結構在聲波激發下振動,振動的結構由于本身的內摩擦和與空氣間的摩擦把部分振動能量轉變為熱能而損耗。因此振動的結構消耗聲能,產生吸聲效果。

2、適應頻帶:中、低頻;

3、共振會放大聲音嗎?共振≠共鳴!

共鳴:機械能激發物體振動向空氣輻射聲能;

共振:空氣中傳播的聲能激發物體機械振動。

微穿孔板:

空腔共振器:空腔孔頸空氣柱由于共振而激烈運動,消耗能量,腔內空氣起彈簧緩沖作用。

穿孔板共振器:穿孔板與墻間空腔,形成共振腔。

隔聲隔振材料與結構:

把發聲的物體或需要安靜的場所封閉在一個小的空間中,使它與周圍環境隔絕,這種方法叫隔聲。

典型的隔聲措施是:隔聲罩、隔聲間、隔聲屏。

不同類型的隔聲構件的隔聲量:

新型聲屏障(包括橋梁和路基聲屏障)必須能滿足正常使用60年,每天行車210對,700萬次的抗疲勞性能(一般房屋建筑的抗疲勞性能為200萬次)。

臺風地區,新型聲屏障(包括橋梁和路基聲屏障)應能抵抗17級超強臺風的承載能力。

新型聲屏障(包括橋梁和路基聲屏障)的自振頻率應避開各種速度下的高速列車脈動力頻率,保證結構不發生共振。

新型聲屏障(包括橋梁和路基聲屏障)的施工應簡便、迅速,不影響路線的正常工期。

新型聲屏障在保證吸聲指標的同時考慮吸聲材料與背板結構的連接,便于現場安裝。

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