建筑材料 第11章 绝热材料和吸声材料.docx

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建筑材料第11章绝热材料和吸声材料

▪主要内容：

▪绝热材料的分类及基本要求

▪绝热材料的基本性能及影响因素

▪吸声和隔声材料的定义

▪影响多孔性材料吸声性能的因素

▪隔声材料的分类和影响隔声效果的因素

▪装饰材料的基本要求

▪常用装饰材料

▪基本概念

▪使用效果

▪分类及基本要求

▪影响绝热性的因素

▪常用绝热材料

▪绝热材料：

建筑物中起保温、隔热作用的材料

▪控制室内热量外流的材料称为保温材料，防止热量进入室内的材料称为隔热材料。

▪使用效果：

提高建筑物的使用性能，减少热损失、节约能源，降低成本。

▪一、绝热材料的类型

▪

（1）多孔型

▪

▪导热为主

▪对流和辐射在总的传热中所占比例很小

▪

（2）纤维型

纤维的存在使热量在固相中的传热路线大大增加，传热速度大为减缓。

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。

（3）反射型

利用某些材料对热辐射的反射作用（如铝箔的热反射率为0.95），在需要绝热的部位表面贴上这种材料，就可以将绝大部分外来热辐射（如太阳光）反射掉，从而起到绝热的作用。

绝热材料的基本要求

绝热材料的导热系数不大于0.23W/（m·K）

表观密度不大于600kg/m3

强度大于0.3MPa

具有一定温度稳定性，且吸湿性要小。

二、绝热材料的基本性能及影响因素

（1）导热系数

绝大多数建筑材料的导热系数介于0.029~3.49W/（m·K）之间，λ值越小说明该材料越不易导热，绝热效果越好。

建筑中，一般把小于0.23W/（m·K）的材料叫做绝热材料。

即使用同一种材料，其导热系数也并不是常数，它与材料的湿度和温度等因素有关。

（2）温度稳定性

材料在受热作用下保持其原有性能不变的能力，称为绝热材料的温度稳定性。

绝热材料的温度稳定性应高于实际使用温度。

（3）吸湿性

绝热材料从潮湿环境中吸收水分的能力称为吸湿性。

由于水的导热系数是空气的24倍，故吸湿性越大，材料的绝热效果越差。

由于大多数绝热材料都具有一定的吸水、吸湿能力，故在实际使用时，需在其表层加防水层或隔汽层。

（4）强度

由于绝热材料含有大量孔隙，故其强度一般均不大，因此不宜将绝热材料用于承受外界荷载部位。

影响绝热性的因素

1、材料的性质

金属比非金属的导热性强：

原因：

金属内存在自由电子

晶体结构、微晶体结构和玻璃体结构的导热性逐渐减小，绝热性逐渐增加

2、表观密度和空隙特征

表观密度小、孔隙率大的材料具有较好的绝热性能；

孔隙率相同时，孔隙尺寸越小，绝热性性越好；

封闭孔隙的导热性比贯通孔的绝热性能好。

3、湿度

吸湿含水率越大，绝热性能越差。

4、温度

导热系数随温度的升高而增大

5、热流方向

对于各向异性的材料，不同方向的导热性不同。

如纤维质的材料（木材），热流平行纤维方向的导热性比垂直纤维方向的导热性好。

三、常用绝热材料

（一）无机绝热材料

1、纤维类：

由岩棉、矿渣棉、玻璃棉为原料制成的纸、毡、板等制品

特性：

密度小（<100～160kg/m3），导热系数低（0.05W/m·K），耐热性好（250～700℃）

应用：

围护结构和热力管道的保温层

2、松散颗粒类

膨胀蛭石及膨胀珍珠岩及其制品

3、多孔类

泡沫混凝土，加气混凝土，泡沫玻璃，微孔硅酸钙，发泡粘土

名称

▪表观密度，kg/m3

▪导热系数，W/（m·K）

1

矿棉

矿棉毡

酚醛树脂矿棉板

45～150

135～160

＜150

0.049～0.44

0.048～0.052

＜0.046

2

玻璃棉（短）

玻璃棉（超细）

100～150

＞80

0.035～0.058

0.028～0.037

3

陶瓷纤维

130～150

0.116～0.186

4

微孔硅酸钙

泡沫玻璃

250

150～600

0.041

0.06～0.13

5

泡沫塑料

15～50（堆积密度）

0.028～0.055

6

膨胀蛭石

膨胀珍珠岩

80～200（堆积密度）

40～300（堆积密度）

0.046～0.07

0.025～0.048

第二节吸声隔声材料

一、吸声材料

吸声材料是一种能在较大程度上吸收由空气传递的声波能量的建筑材料。

应用：

音乐厅、影剧院、大会堂、播音室等的内部墙面、地面、天棚等。

效果：

改善声波在室内传播的质量，获得良好的音响效果。

在一定面积上被吸收的声能（E）与入射声能（E0）之比称为材料的吸声系数α，即：

吸声系数介于0与1之间，是衡量材料吸声性能的重要指标。

吸声系数越大，材料的吸声效果越好。

材料的吸声性能除与声波方向有关外，还与声波的频率有密切关系。

为了全面地反映材料的吸声频率特性，工程上通常将对125、250、500、1000、2000、4000（Hz）六个频率的平均吸声系数大于0.2的材料，称之为吸声材料。

二、影响多孔性材料吸声性能的因素

（1）材料的表观密度。

对同一种多孔材料（如超细玻璃纤维），当其表观密度增大时（即孔隙率减小时），对低频声波的吸声效果有所提高，而对高频吸声效果则有所降低。

（2）材料的厚度。

增加多孔材料的厚度，可提高对低频声波的吸声效果，而对高频声波则没有多大影响，因而为提高材料的吸声能力盲目增加材料的厚度是不可取的。

（3）材料的孔隙特征。

孔隙越多、越细小，吸声效果越好。

当多孔材料表面涂刷油漆或材料吸湿时，则因材料表面的孔隙被水分或涂料所堵塞，使其吸声效果大大降低。

（4）材料背后的空气层

空气层相当于增大了材料的有效厚度，因此它的吸声性能一般来说随空气层厚度增加而提高

三、常用吸声材料（或吸声结构）

1、多孔性吸声材料

声波进入材料内部互相贯通的孔隙，空气分子受到磨擦和粘滞阻力，使空气产生振动，从而使声能转化为机械能，最后因磨擦而转变为热能被吸收。

木丝板，纤维板，玻璃棉，泡沫砼。

2、薄板振动吸声结构

在声波作用下板发生振动，振动时板内部和龙骨间出现摩擦损耗，起吸声作用。

胶合板、薄木板、硬质纤维板、石膏板、石棉水泥板或金属板。

3、共振吸声结构

具有封闭的空腔和较小的开口，当空腔内空气受到外力激荡，会发生共振消耗声能，若在腔口蒙一层细布或疏松的棉絮，可加宽和提高共振频率范围的吸声量。

4、穿孔板组合共振吸声结构

将穿孔的胶合板、硬质纤维板、石膏板、石棉水泥板、铝合板、薄钢板等周边固定在龙骨上，并在背后设置空气层而构成。

可看作是多个单独共振器并联而成，对中频声波的吸声效果较好。

5、悬挂空间吸声体

将吸声材料设计成各种形式，悬挂在顶棚上，由于声波与吸声材料的两个或两个以上的表面接触，增加了有效的吸声面积，加上声波的衍射作用，大大提高了吸声效果。

四、隔声材料

隔声材料：

能够隔绝或阻挡声音传播

应用：

建筑内外墙体

效果：

能够阻挡外界或邻室的声音而获得安静的环境。

声音按其传播途径可分为：

空气声：

通过空气直接或间接传播

固体声：

通过固体撞击或振动传播

对空气声的隔声措施：

采用密实、沉重的（如粘土砖、钢板、钢筋混凝土等）隔声材料。

对固体声的隔声措施：

采用不连续的结构处理，如在墙和承重梁之间、房屋的框架和墙板之间加弹性衬垫（毛毡、软木、橡皮等）或在楼板上加地毯。

第三节装饰材料

装饰材料：

是铺设或涂刷在建筑物表面，起装饰效果的材料

装饰材料分类：

装饰材料按其装饰部位分为外墙、内墙、地面及吊顶装饰材料。

按组成成分分为有机装饰材料（如塑料地板、有机高分子涂料等）和无机装饰材料。

无机装饰材料:

金属材料（如铝合金）与非金属材料（如陶瓷、玻璃制品、水泥类装饰制品等）。

一、装饰材料的基本要求

一外观要求

1、颜色2、光泽

3、透明性4、表面质感

5、形状和尺寸6、立体造型

二物理、化学和力学性能要求

装饰材料除具有外观要求外，还应具有某些物理、化学和力学方面的基本性能，如一定的强度、耐水性、抗火性和耐腐蚀性等。

室外装饰材料：

兼顾建筑物的美观和对建筑物的保护作用，要选用能耐大气侵蚀、不易褪色、不易沾污、不泛霜的材料。

室内装饰材料；妥善处理装饰效果和使用安全的矛盾，要优先选用环保型材料和不燃烧或难燃烧等消防安全材料。

三墙体饰面及地面装饰的功能

外墙除承重外，要遮风挡雨、防水、保温隔热、隔声等；同时还有一定的耐久性和美观的要求。

外墙饰面材料的主要功能是保护墙体和装饰立面，满足功能需要。

内墙饰面除保护墙体和增加美观外，还应为室内的使用创造更好的条件。

如墙面应易于保持清洁；应有较好的反光性，使室内的亮度比较均匀；应有适当的保温、隔声、防水等功能。

室内墙、地、顶的装饰应是家具、陈设的陪衬，不宜喧宾夺主。

地面是为了保护楼板或地坪，保证使用条件及装饰室内。

选用地面材料时应注意房间的使用功能，选择与其要求相适应的材料性能，如强度、耐磨性、防水、防火、保温、隔声等。

颜色应服从整个室内的色彩处理方案，同时又要有利于保洁。

14.3.2常用装饰材料

一石材

（一）天然石材

1、花岗石板

花岗石是火成岩，属硬石材，呈均粒状结构，耐磨性和耐久性优于大理石，适用于室内、外装饰。

2、大理石板

大理石是变质岩，属于中硬石材，比花岗石易于雕琢、磨光、加工。

属于中硬石材，比花岗石易于雕琢、磨光、加工。

其主要成分为碳酸钙，在大气中易风化和被酸侵蚀，一般不宜作室外装饰材料。

（二）人造石材

人造石材一般指人造大理石和人造花岗石，可以制作成弧形、曲面等天然石材难以加工的复杂形状。

人造石材具有天然石材的质感，但重量轻、强度高、耐腐、耐污染，可锯切、钻孔，施工方便。

1、树脂型人造石材

以不饱和树脂为胶粘剂，石英砂、大理石碎粒或粉等无机材料为集料，经搅拌混合、浇注成型、固化、脱膜、烘干、抛光等工序制成。

产品光泽好，基色浅，可调制成各种鲜明的颜色。

2、水泥型人造石材

以各种水泥为胶粘剂，与砂和大理石或花岗石碎粒等集料经配料、搅拌、成型、养护、磨光、抛光等工序制成。

耐腐蚀性能较差，且表面容易出现微小龟裂和泛霜，不宜用作卫生洁具，也不宜用于外墙装饰。

3、复合型人造石材

将无机材料（如水泥砂浆）成型的坯体浸渍在有机单体中，然后使单体聚合。

板材的基层一般用性能稳定的水泥砂浆，面层用树脂和大理石碎粒或粉调制的浆体制成。

4、烧结型人造石材

烧结型的生产工艺类似于陶瓷，是把高岭土、石英、斜长石等混合配料，制成泥浆，成型后经1000℃左右的高温焙烧而成。

二建筑陶瓷

以粘土、长石、石英为基本原料，经配料、制坯、干燥、焙烧而制成的成品，称为陶瓷制品。

用于建筑工程中的陶瓷制品，则称为建筑陶瓷。

（1）建筑陶瓷制品的技术性质

外观质量

吸水率

耐急冷、急热性

弯曲强度

耐磨性抗冻性

抗化学腐蚀性

（2）常用建筑陶瓷制品

1、釉面砖2、墙地砖

3、陶瓷锦砖4、建筑琉璃制品

5、陶瓷劈离砖6、卫生陶瓷

1、釉面砖

以粘土、石英、长石、助熔剂、颜料以及其他矿物原料，经破碎、研磨、筛分、配料等工序加工成含一定水分的生料，再经模具压制成型、烘干、素烧、施釉和釉烧而成。

釉面砖具有色泽柔和而典雅、美观耐用、防火耐酸、易清洁等特点。

用作建筑内部墙面，如厨房，卫生，浴室等。

2、墙地砖

产品包括内墙砖、外墙砖和地砖三类。

强度高、耐磨、化学性能稳定、不燃、吸水率低、易清洁等优点。

3、陶瓷锦砖

以优质瓷土为主要原料，经压制烧成的片状小瓷砖。

具有耐磨、耐火、吸水率小，抗压强度高、易清洁等特点。

用在建筑门厅、走廊、卫生间等内墙和地面。

4、陶瓷劈离砖

又称劈裂砖、和双层砖，以粘土为主要原料，经配料，真空挤压成型、烘干、焙烧、劈离（将一块双联砖分为两块砖）等工序制成。

产品具有均匀的粗糙表面和良好的耐久性。

广泛用于地面和外墙装饰。

5、卫生陶瓷

用耐火粘土或难熔粘土经配料制浆、灌浆成型、上釉焙烧而成。

卫生陶瓷结构形式多样，颜色分为白色和彩色，表面光洁，不透水，易于清洗，并耐化学腐蚀。

6、建筑琉璃制品

用难熔粘土制坯、经干燥、上釉后焙烧而成。

三建筑玻璃

玻璃是无定型非结晶体,为均质的各向同性材料，玻璃是以石灰石（CaCO3）、纯碱（Na2CO3）、长石、石英砂（SiO2）等为主要原料，在1550~1600℃高温下熔融、成型并经急冷而制成的固体材料。

建筑玻璃的制造工艺有垂直引上法、浮法和压延法等。

（1）垂直引上法

垂直引上法是将玻璃液垂直向上拉引制造平板玻璃的生产工艺过程。

玻璃的分类：

按其化学组成进行分类：

（1）钠玻璃

（2）钾玻璃（3）铝镁玻璃（4）铅玻璃

（5）硼硅玻璃（6）石英玻璃

按用途分类

（1）平板玻璃：

主要利用其透光感透视特性，用作建筑物的门窗、橱窗及屏风等装饰。

（2）饰面玻璃：

主要利用其表面色彩图案花纹及光学效果等特性，用于建筑物的立面装饰和地坪装饰。

（3）安全玻璃：

主要利用其高强度、抗冲击及破碎后无损伤人的危险性等特性，用于装饰建筑物安全门窗、阳台走廊、采光天棚、玻璃幕墙等等。

主要种类为：

钢化玻璃、夹丝玻璃、夹层玻璃等。

（4）功能玻璃：

这类玻璃一般是有吸热或反射热、吸收或反射紫外线，光控或电控变色等特性，多用于高级建筑物的门窗、橱窗等装饰用，在玻璃幕墙中亦多采用功能玻璃。

5）玻璃砖：

这一类是块状玻璃制品，主要用于屋面和墙面装饰。

该类包括：

特厚玻璃、玻璃空心砖、玻璃锦砖、泡沫玻璃等。

四建筑塑料装饰制品

1、塑料壁纸

以一定材料为基材，表面进行涂塑后，再经过印花、压花或发泡等多种工艺而制成的一种墙面装饰材料。

广泛用于室内墙面、顶棚和柱面的裱糊装饰。

2、塑料地板

塑料地板的装饰性好，色彩及图案不受限制，耐磨性好，地板施工铺设方便，可以粘贴在水泥混凝土或木材等基层上，构成饰面层。

3、塑料装饰板

主要用作护墙板、屋面板和平顶板。

质量轻，能降低建筑物质自重。

五建筑装饰涂料

基本组成成分：

（1）成膜基料

（2）分散介质（3）颜料和填料

根据需要还可加入各种辅助材料如催干剂、流平剂、防结皮剂、固化剂、增塑剂等。

1、按主要成膜物质的性质分为：

有机涂料、无机涂料和有机无机复合涂料

2、按使用部位分有外墙涂料、内墙涂料和地面涂料等

3、按分散介质种类分有溶剂型和水性两类。

六木材与竹材

装饰用木材的树种包括杉木、红松、水曲柳、柞木、栎木、色木、楠木、黄扬木等。

凡木纹美丽的可作室内装饰之用，木纹细致、材质耐磨的可供铺设拼花地板。

竹材也可用于某些特色装修，竹地板采用天然原竹，经锯片、干燥、四面修平、上胶、油压拼板、开槽、砂光、涂漆等工艺，同时经过防霉、防蛀、防火处理而制得。

产品表面光洁、耐磨，花纹与色泽自然。

七装饰金属

（一）铝合金

（二）不锈钢

（三）彩色压型钢板

（四）复合钢板