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新型隔热材料共19页
新型隔热材料
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周公解梦
(1)隔热材料 折叠xx本段简介隔热材料分为多孔材料,热反射材料和真空材料三类。
前者利用材料本身所含的孔隙隔热,因为空隙内的空气或惰性气体的导热系数很低,如泡沫材料、纤维材料等;热反射材料具有很高的反射系数,能将热量反射出去,如金、银、镍、铝箔或镀金属的聚酯、聚酰亚胺薄膜等。
真空绝热材料是利用材料的内部真空达到阻隔对流来隔热。
航空航天工业对所用隔热材料的重量和体积要求较为苛刻,往往还要求它兼有隔音、减振、防腐蚀等性能。
各种飞行器对隔热材料的需要不尽相同。
飞机座舱和驾驶舱内常用泡沫塑料、超细玻璃棉、高硅氧棉、真空隔热板来隔热。
导弹头部用的隔热材料早期是酚醛泡沫塑料,随着耐温性好的聚氨酯泡沫塑料的应用,又将单一的隔热材料发展为夹层结构。
导弹仪器舱的隔热方式是在舱体外蒙皮上涂一层数毫米厚的发泡涂料,在常温下作为防腐蚀涂层,当气动加热达到200°C以上时,便均匀发泡而起隔热作用。
人造地球卫星是在高温、低温交变的环境中运动,须使用高反射性能的多层隔热材料,一般是由几十层镀铝薄膜、镀铝聚酯薄膜、镀铝聚酰亚胺薄膜组成。
另外,表面隔热瓦的研制成功解决了航天飞机的隔热问题,同时也标志着隔热材料发展的更高水平。
气凝胶毡是新型的隔热材料,其为纳米级孔径的多孔材料,多用于管道保温、设备保温等,该材料的导热系数常温为/(K·m),低温下可至/(K·m)。
真空隔热板是最新的隔热材料,在国外大受推广,多用于家电行业等,这种材料的导热系数极低仅为所以在保温节能上面效果突出。
目前国内的冰箱冷藏集装箱已经完全使用这种材料。
纳基隔热软毡是一种隔热性能极强的软质工业隔热材料。
折叠xx本段原理热传递在建筑物热量交换中表现为三种方式:
传导热+对流热75%。
夏天瓦屋面温度升高后,大量辐射热进入室内导致温度持续上升,工作与生活环境极不舒服。
Dike铝箔卷材的太阳辐射吸收系数(法向全辐射放射率),放射热量很少。
被广泛应用于屋面与墙体的隔热保温。
热能传播路线(不加隔热膜):
太阳--红外线磁波--热能撞击瓦片使温度升高--瓦片成为热源放射出热能--热能撞击现浇屋面使温度升高--现浇屋面成为热源放射出热能--室内环境温度持续升高热能传播路线(加隔热膜):
太阳--红外线磁波--热能撞击瓦片使温度升高--瓦片成为热源放射出热能--热能撞击铝箔使表面温度升高--铝箔放射率极低,放射少量热能--室内保持舒适的环境温度。
折叠xx本段影响因素折叠材料类型隔热材料(绝热材料)类型不同,导热系数不同。
隔热材料的物质构成不同,其物理热性能也就不同;隔热机理存有区别,其导热性能或导热系数也就各有差异。
即使对于同一物质构成的隔热材料,内部结构不同,或生产的控制工艺不同,导热系数的差别有时也很大。
对于孔隙率较低的固体隔热材料,结晶结构的导热系数最大,微晶体结构的次之,玻璃体结构的最小。
但对于孔隙率高的隔热材料,由于气体(空气)对导热系数的影响起主要作用,固体部分无论是晶态结构还是玻璃态结构,对导热系数的影响都不大。
折叠工作温度温度对各类绝热材料导热系数均有直接影响,温度提高,材料导热系数上升。
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,在温度为0-50℃范围内并不显著,只有对处于高温或负温下的材料,才要考虑温度的影响。
折叠含湿比率绝大多数的保温绝热材料都具有多孔结构,容易吸湿。
材料吸湿受潮后,其导热系数增大。
当含湿率大于5%-10%时,导热系数的增大在多孔材料中表现得最为明显。
这是由于当材料的孔隙中有了水分(包括水蒸气)后,孔隙中蒸汽的扩散和水分子的运动将起主要传热作用,而水的导热系数比空气的导热系数大20倍左右,故引起其有效导热系数的明显升高。
如果孔隙中的水结成了冰,冰的导热系数更大,其结果使材料的导热系数更加增大。
所以,非憎水型隔热材料在应用时必须注意防水避潮。
折叠孔隙特征在孔隙率相同的条件下,孔隙尺寸越大,导热系数越大;互相连通型的孔隙比封闭型孔隙的导热系数高,封闭孔隙率越高,则导热系数越低。
折叠容重大小容重(或比重、密度)是材料气孔率的直接反映,由于气相的导热系数通常均小于固相导热系数,所以保温隔热材料往往都具有很高的气孔率,也即具有较小的容重。
一般情况下,增大气孔率或减少容重都将导致导热系数的下降。
但对于表观密度很小的材料,特别是纤维状材料,当其表观密度低于某一极限值时,导热系数反而会增大,这是由于孔隙率增大时互相连通的孔隙大大增多,从而使对流作用得以加强。
因此这类材料存在一个最佳表观密度,即在这个表观密度时导热系数最小。
折叠材料粒度常温时,松散颗粒型材料的导热系数随着材料粒度的减小而降低。
粒度大时,颗粒之间的空隙尺寸增大,其间空气的导热系数必然增大。
此外,粒度越小,其导热系数受温度变化的影响越小。
折叠热流方向导热系数与热流方向的关系,仅仅存在于各向异性的材料中,即在各个方向上构造不同的材料中。
纤维质材料从排列状态看,分为方向与热流向垂直和纤维方向与热流向平行两种情况。
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。
一般情况下纤维保温材料的纤维排列是后者或接近后者,同样密度条件下,其导热系数要比其它形态的多孔质保温材料的导热系数小得多。
对于各向异性的材料(如木材等),当热流平行于纤维方向时,受到阻力较小;而垂直于纤维方向时,受到的阻力较大。
以松木为例,当热流垂直于木纹时,导热系数为/(m·K),平行于木纹时,导热系数为/(m·K)。
气孔质材料分为气泡类固体材料和粒子相互轻微接触类固体材料两种。
具有大量或无数多开口气孔的隔热材料,由于气孔连通方向更接近于与传热方向平行,因而比具有大量封闭气孔材料的绝热性能要差一些。
折叠填充气体隔热材料中,大部分热量是从孔隙中的气体传导的。
因此,隔热材料的热导率在很大程度上决定于填充气体的种类。
低温工程中如果填充氦气或氢气,可作为一级近似,认为隔热材料的热导率与这些气体的热导率相当,因为氦气和氢气的热导率都比较大。
折叠比热容热导率=热扩散系数×比热×密度。
在热扩散系数和密度条件相同的情况下,比热越大,导热系数越高。
隔热材料的比热对于计算绝热结构在冷却与加热时所需要冷量(或热量)有关。
在低温下,所有固体的比热变化都很大。
在常温常压下,空气的质量不超过隔热材料的5%,但随着温度的下降,气体所占的比重越来越大。
因此,在计算常压下工作的隔热材料时,应当考虑这一因素。
对于常用隔热材料而言,上述各项因素中以表观密度和湿度的影响最大。
因而在测定材料的导热系数时,必须同时测定材料的表观密度。
至于湿度,对于多数隔热材料可取空气相对湿度为80%一85%时材料的平衡湿度作为参考状态,应尽可能在这种湿度条件下测定材料的导热系数。
、折叠真空热传导的方式有三种:
对流、传导和辐射。
其中对流方式导热为最重要的。
通过真空阻绝了对流导热系数就大大的降低了,原理就像是热水瓶一样。
而作为骨架的填充材料可能会通过传导方式导热,所以采用导热系数低的玻璃纤维做骨架。
外表加上铝膜包装袋对辐射进行阻隔。
所以这种材料是导热系数最小的。
折叠xx本段代表材料铝箔隔热卷材概念Dike铝箔隔热卷材,又称阻隔膜、隔热膜、隔热箔、拔热膜、反射膜等。
由铝箔贴面+聚乙烯薄膜+纤维编织物+金属涂膜通过热熔胶层压而成,铝箔卷材具有隔热保温、防水、防潮等功能。
铝箔隔热卷材的日照吸收率(太阳辐射吸收系数)极低(),具有卓越的隔热保温性能,可以反射掉93%以上的辐射热,被广泛应用于建筑屋面与外墙隔热保温。
导热系数较低的几种隔热材料(按厚度划分)1.保温隔热纸:
FiberGC-10~50系列隔热纸导热系数瓦米开,厚度~5mm,白色,纸状,具有超薄的优势,常用于IT类小型电子产品以及家电领域,极少用于建筑类的保温隔热;2.玻璃纤维棉板/毡:
导热系数瓦米开,厚度3mm~5mm,白色,分硬板和软毡状,玻璃纤维结构,用于家电产品、管道等;3.聚氨酯发泡板(PU/PIR):
导热系数~瓦米开,多色,硬质、脆性,厚度10mm~200mm;4.离心剥离纤维棉/岩棉:
导热系数一般为瓦米开,厚度30~200mm,黄色,用于建筑行业,机房、库房等;5.微纳隔热板:
导热系数瓦米开,耐温较高,多用于高温环境;6.气凝胶毡:
常温下导热系数/(K·m),厚度2mm~10mm,白色或蓝色,柔性毡,可根据要求定制成硬性板状材料,适用于设备、管道保温。
可任意造型的隔热材料RFC异形隔热件。
新型高效干燥技术隔热材料因为其热传导性能差,采取传统热风干燥其耗时很长,并且能耗过大,干燥均匀性较差,而采取微波干燥技术则绕开了其传热性能差的问题,提高了生产效率,符合现代工业生产高效节能环保的要求,解决了传统隔热材料烘干技术用时长,资金周转较慢,且干燥不均匀的问题,具体特点有:
●干燥过程快捷迅速,几分钟完成深度干燥,可使最终含水量达到千分之一以上;●干燥均匀,产品干燥品质好;●高效节能,安全环保;●热惯性小,加热的即时性易于控制。
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详情见
(2)新型建筑节能材料有哪些?
新型建筑节能材料是指在制造过程中使用新的工艺技术,具有节能,节土,利废和保护环境等特点,能改善建筑功能的一类建筑材料。
建新型建筑节能材料突出在产品制作和使用过程中具有节约能源的特点。
那么,新型建筑节能材料有哪些呢?
一、新型建筑节能材料种类主要包括新型墙体材料,保温隔热材料,防水密封材料,陶瓷材料,新型化学材料,装饰装修材料以及各种工业废渣的综合利用等。
二、各类新型建筑节能材料具体介绍1、新型墙体材料就其品种而言,新型墙体材料主要包括砖、块、板等,如粘土空心砖、掺废料的粘土砖、非粘土砖、建筑砌块、加气混凝土、轻质板材、复合板材等。
2、保温隔热材料保温材料和隔热材料统称绝热材料。
常用保温隔热材料分类:
矿物棉、岩棉、玻璃棉(是以岩石、矿渣为主要原料,经高温熔融,用离心等方法制成的棉及以热固型树脂为粘结剂生产的绝热制品。
),泡沫塑料及多孔聚合物,膨胀珍珠岩及其制品,硅酸钙绝热制品,各种复合保温隔热材料等。
保温隔热材料的应用:
(1)主要应用于建筑物墙体和屋顶的保温绝热;
(2)热工设备、热力管道的保温;(3)冷藏室及冷藏设备上也大量使用。
3、防水密封材料防水材料是建筑业及其他相关行业所需要的重要功能材料,是建材工业的一个重要组成部分。
随着我国国民经济的快速发展,工业建筑与民用建筑对防水材料提出了多品种高质量的要求。
4、节能门窗和节能玻璃建筑门窗和建筑幕墙是建筑围护结构的组成部分,是建筑物热交换、热传导最活跃、最敏感的部位,是墙体失热损失的5-6倍。
门窗和幕墙的节能约占建筑节能的40%左右,具有权其重要的地位。
5、太阳能综合利用太阳能是人类可以利用的最丰富、最洁净、最理想的能源,随着太阳能光电转换技术的不断突破,在建筑中利用太阳能成为了可能。
(3)保温隔热材料 保温隔热材料xx锁定保温隔热材料是指对热流具有显著阻抗性的材料或材料复合体,保温隔热材料的共同特点是轻质、疏松,呈多孔状或纤维状,以其内部不流动的空气阻隔热的传导其中无机材料有不燃、使用温度宽、耐化学腐蚀性较好等。
保温隔热材料导热系数一般小于/(m·k),表观密度应小于1000kg/m3。
有机材料有强度较高、吸水率较低、不透水性较佳等特色。
中文名保温隔热材料定 义对热流有阻抗性的材料要 求导热系数一般小于/(m·k)分 类可按照材质和形态进行分类目录1基本要求▪材料分类▪工业应用2发展概况▪国际发展趋势▪国内发展趋势3国内优质▪ZS-211反射隔热保温涂料▪ZS-1耐高温隔热保温涂料材料▪纳基隔热软毡4选用注意▪耐温范围▪材料的物理形态和特性▪材料的化学特性▪材料的保温隔热性能▪材料的环保等级▪材料的成本保温隔热材料基本要求xx1.导热系数一般小于/(m·k)2.表观密度应小于1000kg/m³保温隔热材料材料分类绝热材料的品种很多。
可按照材质和形态进行分类:
保按材质分类
(1)无机绝热材料
(2)有机绝热材料(3)金属绝热材料保温隔热材料工业应用工业用保温隔热材料的导热系数往往更低一些,具体指标要求与行业领域和具体应用密切相关。
为此,人们一直在寻求与研究一种能大大提高隔热保温材料反射隔热保温新型材料。
上世纪90年代,美国国家航空航天局(Nada)的科研人员为解决航天飞行器传热控制问题而研发采用的一种新型太空绝热反射瓷层(Therma-Cover),该材料是由一些悬浮于惰性乳胶中的微小陶瓷颗粒构成的,它具有高反射率、高辐射率、低导热系数、低蓄热系数等热工性能,具有卓越的隔热反射功能。
这种高科技材料在国外由航天领域推广应用到民,用于建筑和工业设施中,并已出口到我国,用于一些大型工业设施中。
但美中不足的是,该材料20美元/kg的昂贵售价实在令国内许多行业望物兴叹,难以承受。
同样是上世纪90年代,美国国家宇航局NASA为解决宇航服隔绝外界高低温而研发制成了新型材料气凝胶。
这种材料全称为二氧化硅气凝胶。
是目前已知的密度最小的固体材料,也是迄今为止保温性能最好的材料。
其最小密度可达到3kg/m³,导热系数在常温下低至/(m·K)。
这种纳米高科技材料已经有航天航空领域推广到军工民用领域,其价格也降低到民用可以承受的价格点。
至今,国内生产工业用二氧化硅气凝胶绝热毡的技术已经比较完备。
保温隔热材料发展概况xx保温隔热材料国际发展趋势当今,全球保温隔热材料正朝着高效、节能、薄层、隔热、防水外护一体化方向发展,在发展新型保温隔热材料及符合结构保温节能技术同时,更强调有针对性使用保温绝热材料,按标准规范设计及施工,努力提高保温效率及降低成本。
国内外纷纷展开薄层隔热保温涂料的研究,美国已有多家公司生产这种绝热瓷层涂料,如美国的SPMThermo-Shield、ThermalProtectiveSystems推出的Ceramic-Cover、的Therma-Cover等产品。
保温隔热材料国内发展趋势该涂料选用了具有优异耐热、耐候性、耐腐蚀和防水性能的硅丙乳液和水性氟碳乳液为成膜物质,采用被誉为空间时代材料的极细中空陶瓷颗粒为填料,由中空陶粒多组合排列制得的涂膜构成的,它对400~1800nm范围的可见光和近红外区的太阳热进行高反射,同时在涂膜中引入导热系数极低的空气微孔层来隔绝热能的传递。
这样通过强化反射太阳热和对流传递的显著阻抗性,能有效地降低辐射传热和对流传热,从而降低物体表面的热平衡温度,可使屋面温度最高降低20℃,室内温度降低5~10℃。
产品绝热等级达到,热反射率为89%,导热系数为/。
发展趋势:
建筑物隔热保温是节约能源、改善居住环境和使用功能的一个重要方面。
建筑能耗在人类整个能源消耗中所占比例一般在30-40%,绝大部分是采暖和空调的能耗,故建筑节能意义重大。
而且由于该隔热保温涂料以水为稀释介质,不含挥发性有机溶剂,对人体及环境无危害;其生产成本仅约为国外同类产品的1/5,而它作为一种新型隔热保温涂料,有着良好的经济效益、节能环保、隔热效果和施工简便等优点而越来越受到人们的关注与青睐。
且这种太空绝热反射涂料正经历着一场由工业隔热保温向建筑隔热保温为主的方向转变,由厚层向薄层隔热保温的技术转变,这也是今后隔热保温材料主要的发展方向之一。
太空反射绝热涂料通过应用陶瓷球型颗粒中空材料在涂层中形成的真空腔体层,构筑有效的热屏障,不仅自身热阻大,导热系数低,而且热反射率高,减少建筑物对太阳辐射热的吸收,降低被覆表面和内部空间温度,因此它被行家一致公认为有发展前景的高效节能材料之一。
然而目前在我国,岩棉、玻璃棉、膨胀珍珠岩等传统保温材料仍占据主要市场,这些材料尽管价格比较低,但密度大、保温隔热性能差(导热系数为/m·K)、铺设较厚材料损耗量大、吸湿性高、抗震性能和环保性能较差,使用这些保温材料是无法达到节能标准的。
另外石棉和玻璃棉等建筑保温材料本身就带有大量的有害物质,无法满足人类的健康要求。
而新型泡沫塑料类保温隔热材料(如EPS、XPS、PUF、PET等)目前在我国的产量仅占总绝热材料的40%,与传统保温材料相比,泡沫塑料(如Airex等)的导热系数低、保温隔热效果好、自重轻、吸水率低、化学稳定性好、施工方便,但由于泡沫塑料价格相对较高,因而限制了在国内的大量使用。
目前我国的新建建筑中,95%以上仍然是高能耗建筑,主要还是因为仍使用传统保温材料的缘故。
因而想要提高建筑的节能率,就必须提高新型保温隔热材料的产量及其使用。
[1] 保温隔热材料国内优质xx保温隔热材料ZS-211反射隔热保温涂料涂料为单组分骨白色浆体,耐温幅度-30--120℃,具有高效、薄层、隔热保温、装饰、防水、防火、防腐、绝缘于一体的新型太空节能反射隔热保温涂料,涂料能在物体表面由封闭微珠将其连接在一起的三维网络陶瓷纤维状结构,涂料的绝热等级达到,热反射率为90%,导热系数为/,能有效抑制太阳和红外线的辐射热和传导热,隔热抑制效率可达90%左右,能保持70%物体空间里的热量不流失。
保温隔热材料ZS-1耐高温隔热保温涂料材料耐高温隔热保温涂料都选用了纳米陶瓷空心微珠、硅铝纤维、各种反射材料为原料,耐温幅度-80—1800℃,可以直接面对火焰隔热保温,导热系数都只有/,能有效抑制并屏蔽红外线的辐射热和热量的传导,隔热抑制效率可达90%左右,可抑制高温物体的热辐射和热量的散失,对低温物体可有效保冷并能抑制环境辐射热而引起的冷量损失,也可以防止物体冷凝的发生。
。
这种太空绝热瓷层是根据美国航空和航天宇宙航行局NASA控制航天飞机热传导的工作原理研制而成的,适用于高压喷涂、无污染,具有良好的抗热辐射、薄层隔热、防水防腐蚀等性能。
该材料已转向一般工业及民用隔热保温。
该类材料主要有薄层隔热反射涂料、太阳热反射隔热涂料、水性反射隔热涂料、隔热防晒涂料、陶瓷绝热涂料等等。
主要是采用耐候性好、耐水性强、耐老化性强、有较强粘结力和弹性的、且能与保温填料、反射填料相溶性好的成膜材料,选择质轻中空、耐高温、热阻大、并具有良好反射性和辐射性的填料,折光系数高、表面光洁度高、热反射率及辐射率高的超细粉料适合作为反射填料,与成膜基料一起构成低辐射传热层,可有效隔断热量的传递。
这种薄层隔热反射涂料与多孔材料复合使用可用于建筑物、车船、石化油罐设备、粮库、冷库、集装箱、管道等不同场所涂装。
保温隔热材料纳基隔热软毡纳基隔热软毡是利用全球领先工艺制成的一种导热系数极低的软质保温隔热材料。
保温隔热材料选用注意xx选择保温隔热材料一般从以下几点考虑:
保温隔热材料耐温范围根据材料的耐温范围保温隔热材料分为:
低温保温隔热材料、中温保温隔热材料、高温保温隔热材料。
所选保温隔热材料的耐温性能必须符合使用环境。
选择低温保温隔热材料时,一般选择分类温度低于长期使用温度约10-30℃左右的材料。
选择中温保温隔热材料和高温保温隔热材料时,一般选择分类温度高于长期使用温度约100-150℃的材料。
保温隔热材料材料的物理形态和特性保温隔热材料的形态有:
板、毯、棉、纸、毡、异型件、纺织品等。
不同类型的隔热材料的物理特性(机械加工性、耐磨性、耐压性等)有所差异。
所选保温隔热材料的形态和物理特性必须符合使用环境。
保温隔热材料材料的化学特性不同类型的保温隔热材料化学特性(防水性、耐腐蚀性等)有所差异。
所选保温隔热材料的化学性能必须符合使用环境。
保温隔热材料材料的保温隔热性能隔热系统中隔热层的厚度往往有个最大值。
使用所选保温隔热材料所需的隔热层厚度必须在最大值以内。
在一些要求隔热层厚度较薄的场合往往需要选择保温隔热性能较好的保温隔热材料(如:
派基隔热软毡、纳基隔热软毡)。
保温隔热材料材料的环保等级所选保温隔热材料的环保等级必须满足设计需求。
某些出口产品中往往需要用到环保等级非常高的保温隔热材料。
保温隔热材料材料的成本确定好材料的范围之后,根据材料价格核算成本,选择性价比最好的材料。
综合起来说,选择保温隔热材料就是根据使用环境选择出形态、物理特性、化学特性、保温隔热性能符合使用环境,环保等级满足设计需求的保温隔热材料,经过核算成本,最终确定所要使用的保温隔热材料。
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