土木工程材料第2版柯国军配套教学课件PPT 14土木工程材料.ppt 29页

'第14章绝热材料和吸声材料返回总目录 绝热材料吸声材料思考题本章内容 绝热材料是防止住宅、生产车间、公共建筑及各种热工设备中热量传递的材料，也就是具有保温隔热性能的材料。在土木工程中，绝热材料主要用于墙体和屋顶保温隔热，以及热工设备、采暖和空调管道的保温，在冷藏设备中则大量用作保温。在建筑物中合理采用绝热材料，能提高建筑物使用效能，保证正常的生产、工作和生活，能减少热损失，节约能源。据统计，具有良好的绝热功能的建筑，其能源可节省25%～50%。因此，在土木工程中，合理地使用绝热材料具有重要意义。一、绝热材料的作用及影响因素1.绝热材料的作用原理热从本质上是由组成物质的分子、原子和电子等，在物质内部的移动、转动和振动所产生的能量，即热能。在任何介质中，当两点之间存在温度差时，就会产生热能传递现象，热能将由温度较高点传递至温度较低点。传热的基本形式有热传导、热对流和热辐射三种。通常情况下，三种传热方式是共存的，但因保温隔热性能良好的材料是多孔且封闭的，虽然在材料的孔隙内有着空气，起着对流和辐射作用，但与热传导相比，热对流和热辐射所占的比例很小，故在热工计算时通常不予考虑，而主要考虑热传导。绝热材料 不同的土木工程材料具有不同的热物理性能，衡量其保温隔热性能优劣的指标主要是导热系数W/(m•K)。导热系数越小，则通过材料传递的热量越少，其保温隔热性能越好。工程中，通常把导热系数＜0.23W/(m•K)的材料称为绝热材料。2.影响材料导热性的主要因素1)材料的组成及微观结构不同的材料其导热系数是不同的。一般来说，导热系数以金属最大，非金属次之，液体再之，气体最小。对于同一种材料，其微观结构不同，导热系数也有很大的差异，一般地，结晶体结构的最大，微晶体结构的次之，玻璃体结构的最小。但对于绝热材料来说，由于孔隙率大，气体(空气)对导热系数的影响起主要作用，而固体部分的结构不论是晶态还是玻璃态，对导热系数的影响均不大。2)表观密度与孔隙特征由于材料中固体物质的热传导能力比空气大得多，故表观密度小的材料，因其孔隙率大，导热系数小。在孔隙率相同时，孔隙尺寸愈大，导热系数愈大；连通孔隙的比封闭孔隙的导热系数大。对于纤维状材料，当纤维之间压实至某一表观密度时，其导热系数最小，该表观密度称为最佳表观密度。当纤维材料的表观密度小于最佳表观密度时，其导热系数反而增大，这是由于孔隙增大且相互连通，引起空气对流的结果。绝热材料 3)材料的湿度材料吸湿受潮后，其导热系数增大，这在多孔材料中最为明显。这是由于水的导热系数0.58W/(m•K)远大于密闭空气的导热系数0.023W/(m•K)。当绝热材料中吸收的水份结冰时，其导热系数会进一步增大。因为冰的导热系数2.33W/(m•K)比水的大。因此，绝热材料应特别注意防水防潮。蒸汽渗透是值得注意的问题。水蒸气能从温度较高的一侧渗入材料。当水蒸气在材料孔隙中达到最大饱和度时就凝结成水，从而使温度较低的一侧表面上出现冷凝水滴。这不仅大大提高了导热性，而且还会降低材料的强度和耐久性。防止的方法是在可能出现冷凝水的界面上，用沥青卷材、铝箔或塑料薄膜等憎水性材料加做隔蒸汽层。4)温度材料的导热系数随温度的升高而增大。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，当温度在0～50℃范围内时并不显著，只有对处于高温或负温下的材料，才要考虑温度的影响。绝热材料 5)热流方向对于各向异性的材料，如木材等纤维质的材料，当热流平行于纤维方向时，热流受阻小，故导热系数大。而热流垂直于纤维方向时，热流受阻大，故导热系数小。以松木为例，当热流垂直于木纹时，导热系数为0.17W/(m•K)，而当热流平行于木纹时，则导热系数为0.35W/m•K。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，也必须测定材料的表观密度。至于湿度，通常对多数绝热材料可取空气相对湿度为80%～85%时材料的平衡湿度作为参考值，应尽可能在这种湿度条件下测定材料的导热系数。二、常用绝热材料绝热材料按化学成分可分为有机和无机两大类；按材料的构造可分为纤维状、松散粒状和多孔状三种。通常可制成板、片、卷材或管壳等多种型式的制品。一般来说，无机绝热材料的表观密度较大，但不易腐朽，不会燃烧，有的能耐高温。有机绝热材料则质轻，绝热性能好，但耐热性较差。现将土木工程中常用的绝热材料简介如下。绝热材料 1.纤维状保温隔热材料这类材料主要是以矿棉、石棉、玻璃棉及植物纤维等为主要原料，制成板、筒、毡等形状的制品，广泛用于住宅建筑和热工设备、管道等的保温隔热。这类绝热材料通常也是良好的吸声材料。1)石棉及其制品石棉是一种天然矿物纤维，主要化学成分是含水硅酸镁，具有耐火、耐热、耐酸碱、绝热、防腐、隔音及绝缘等特性。常制成石棉粉、石棉纸板和石棉毡等制品。由于石棉中的粉尘对人体有害，因此民用建筑中已很小使用，目前主要用于工业建筑的隔热、保温及防火覆盖等。2)矿棉及其制品矿棉一般包括矿渣棉和岩石棉。矿渣棉所用原料有高炉硬矿渣、铜矿渣等，并加一些调节原料(钙质和硅质原料)；岩石棉的主要原料为天然岩石(白云石、花岗石或玄武岩等)。上述原料经熔融后，用喷吹法或离心法制成细纤维。矿棉具有轻质、不燃、绝热和绝缘等性能，且原料来源广，成本较低。可制成矿棉板、矿棉毡及管壳等。可用作建筑物的墙壁、屋顶、天花板等处的保温隔热和吸声材料，以及热力管道的保温材料。绝热材料 3)玻璃棉及其制品玻璃棉是用玻璃原料或碎玻璃经熔融后制成的纤维材料，包括短棉和超细棉两种。短棉的表观密度为40kg/m3～150kg/m3，导热系数为0.035W/(m•K)～0.058W/(m•K)，价格与矿棉相近。可制成沥青玻璃棉毡、板及酚醛玻璃棉毡、板等制品，广泛用在温度较低的热力设备和房屋建筑中的保温隔热，同时它还是良好的吸声材料。超细棉直径在左右，表观密度可小至18kg/m3，导热系数为0.028W/(m•K)～0.037W/(m•K)，绝热性能更为优良。4)植物纤维复合板植物纤维复合板是以植物纤维为主要材料加入胶结料和填加料而制成。其表观密度为200kg/m3～1200kg/m3，导热系数为0.058W/(m•K)，可用于墙体、地板、顶棚等，也可用于冷藏库、包装箱等。木质纤维板是以木材下脚料经机械制成木丝，加入硅酸钠溶液及普通硅酸盐水泥，经搅拌、成型、冷压、养护和干燥而制成。甘蔗板是以甘蔗渣为原料，经过蒸制、加压、干燥等工序制成的一种轻质、吸声、保温和绝热的材料。绝热材料 5)陶瓷纤维绝热制品陶瓷纤维是以氧化硅、氧化铝为主要原料，经高温熔融、蒸汽(或压缩空气)喷吹或离心喷吹(或溶液纺丝再经烧结)而制成，表观密度为140kg/m3～150kg/m3，导热系数为0.1160W/(m•K)～0.186W/(m•K)，最高使用温度为1100℃～1350℃，耐火度≥1770℃，可加工成纸、绳、带、毯、毡等制品，供高温绝热或吸声之用。2.散粒状保温隔热材料1)膨胀蛭石及其制品蛭石是一种天然矿物，经850℃～1000℃煅烧，体积急剧膨胀，单颗粒体积能膨胀约20倍。膨胀蛭石的主要特性是表观密度为80kg/m3～900kg/m3，导热系数为0.046W/(m•K)～0.070W/(m•K)，可在1000℃～1100℃温度下使用，不蛀、不腐，但吸水性较大。膨胀蛭石可以呈松散状铺设于墙壁、楼板、屋面等夹层中，作为绝热、隔声之用。使用时应注意防潮，以免吸水后影响绝热效果。绝热材料 膨胀蛭石也可与水泥、水玻璃等胶凝材料配合，浇制成板，用于墙、楼板和屋面板等构件的绝热。其制品通常用10%～15%体积的水泥，85%～90%体积的膨胀蛭石，适量的水经拌合、成型、养护而成。其制品的表观密度为300kg/m3～550kg/m3，相应的导热系数为0.08W/(m•K)～0.10W/(m•K)，抗压强度为0.2～1.0MPa，耐热温度为600℃。水玻璃膨胀蛭石制品是以膨胀蛭石、水玻璃和适量氟硅酸钠(Na2SiF6)配制而成。其表观密度为300～550kg/m3，相应的导热系数为0.079～0.084W/(m•K)，抗压强度为0.35～0.65MPa，最高耐热温度为900℃。2)膨胀珍珠岩及其制品。膨胀珍珠岩是由天然珍珠岩煅烧而成的，呈蜂窝泡沫状的白色或灰白色颗粒，是一种高效能的绝热材料。其堆积密度为40～500kg/m3，导热系数为0.047～0.070W/(m•K)，最高使用温度可达800℃，最低使用温度为-200℃。具有吸湿小、无毒、不燃、抗菌、耐腐、施工方便等特点。建筑上广泛用作围护结构、低温及超低温保冷设备、热工设备等的绝热保温材料，也可用于制作吸声制品。膨胀珍珠岩制品是以膨胀珍珠岩为主，配合适量胶结材料(水泥、水玻璃、磷酸盐、沥青等)，经拌合、成型和养护(或干燥，或焙烧)后制成板、块和管壳等制品。绝热材料 3.多孔性板块绝热材料1)微孔硅酸钙制品微孔硅酸钙制品是用粉状二氧化硅材料(硅藻土)、石灰、纤维增强材料及水等经搅拌、成型、蒸压处理和干燥等工序而制成。以托贝莫来石为主要水化产物的微孔硅酸钙表观密度约为200kg/m3，导热系数为0.047W/(m•K)，最高使用温度约为650℃。以硬硅钙石为主要水化产物的微孔硅酸钙，其表观密度约为230kg/m3，导热系数为0.056W/(m•K)，最高使用温度可达1000℃。用于围护结构及管道保温，效果较水泥膨胀珍珠岩和水泥膨胀蛭石为好。2)泡沫玻璃泡沫玻璃是由玻璃粉和发泡剂等经配料、烧制而成。气孔率为80%～95%，气孔直径为0.1mm～5.0mm，且大量为封闭而孤立的小气泡。其表观密度为150kg/m3～600kg/m3，导热系数为0.058W/(m•K)～0.128W/(m•K)，抗压强度为0.8MPa～15.0MPa。采用普通玻璃粉制成的泡沫玻璃最高使用温度为300℃～400℃，若用无碱玻璃粉生产时，则最高使用温度可达800℃～1000℃，耐久性好，易加工，可用于多种绝热需要。绝热材料 3)泡沫混凝土泡沫混凝土由水泥、水、松香泡沫剂混合后，经搅拌、成型、养护而制成的一种多孔、轻质、保温、绝热、吸声的材料。也可用粉煤灰、石灰、石膏和泡沫剂制成粉煤灰泡沫混凝土。泡沫混凝土的表观密度为300kg/m3～500kg/m3，导热系数为0.082W/(m•K)～0.186W/(m•K)。4)加气混凝土加气混凝土是由水泥、石灰、粉煤灰和发泡剂(铝粉)配制而成。是一种保温绝热性能良好的轻质材料。由于加气混凝土的表观密度小(500kg/m3～700kg/m3)，导热系数0.093W/(m•K)～0.164W/(m•K)要比烧结普通砖小几倍，因而24cm厚的加气混凝土墙体，其保温绝热效果优于37cm厚的砖墙。此外，加气混凝土的耐火性能良好。5)硅藻土硅藻土是由水生硅藻类生物的残骸堆积而成。其孔隙率为50%～80%，导热系数为0.060W/(m•K)，具有很好的绝热性能。最高使用温度可达900℃。可用作填充料或制成制品。绝热材料 6)泡沫塑料泡沫塑料以各种树脂为基料，加入一定剂量的发泡剂、催化剂、稳定剂等辅助材料，经加热发泡而制成的一种具有轻质、保温、绝热、吸声、抗震性能的材料。目前我国生产的有：聚苯乙烯泡沫塑料，其表观密度为20kg/m3～75kg/m3，导热系数为0.038W/(m•K)～0.047W/(m•K)，最高使用温度为70℃；聚氯乙烯泡沫塑料，其表观密度为12kg/m3～75kg/m3，导热系数为0.031W/(m•K)～0.045W/(m•K)，最高使用温度为70℃，遇火能自行熄灭；聚氨酯泡沫塑料，其表观密度为30kg/m3～65kg/m3，导热系数为0.035W/(m•K)～0.042W/(m•K)，最高使用温度可达120℃，最低使用温度为-60℃。此外，还有脲醛树脂泡沫塑料及其制品等。该类绝热材料可用于复合墙板及屋面板的夹芯层、冷藏及包装等绝热需要。由于这类材料造价高，且具有可燃性，因此应用上受到一定限制。今后随着这类材料性能的改善，将向着高效、多功能方向发展。4.其他绝热材料1)软木板软木也叫栓木。软木板是用栓皮、栎树皮或黄菠萝树皮为原料，经破碎后与皮胶溶液拌合，再加压成型，在温度为80℃的干燥室中干燥一昼夜而制成。软木板具有表观密度小，导热性低，抗渗和防腐性能好等特点。常用热沥青错缝粘贴，用于冷藏库隔热。绝热材料 2)蜂窝板蜂窝板是由两块较薄的面板，牢固地粘结在一层较厚的蜂窝状芯材两面而制成的板材，亦称蜂窝夹层结构。蜂窝状芯材是用浸渍过合成树脂(酚醛、聚酯等)的牛皮纸、玻璃布和铝片等，经过加工粘合成六角形空腹(蜂窝状)的整块芯材。芯材的厚度在15mm～45mm范围内；空腔的尺寸在10mm以上。常用的面板为浸渍过树脂的牛皮纸、玻璃布或不经树脂浸渍的胶合板、纤维板、石膏板等。面板必须采用合适的胶粘剂与芯材牢固地粘合在一起，才能显示出蜂窝板的优异特性，即具有比强度高，导热性低和抗震性好等多种功能。3)窗用绝热薄膜这种薄膜是以聚酯薄膜经紫外线吸收剂处理后，在真空中进行蒸镀金属粒子沉积层，然后与一层有色透明的塑料薄膜压粘而成。厚度约为12mm～50mm，用于建筑物窗玻璃的绝热，效果与热反射玻璃相同。其作用原理是将透过玻璃的大部分阳光反射出去，反射率最高可达80%，从而起到了遮蔽阳光、防止室内陈设物褪色、减少冬季热量损失、节约能源、增加美感等作用，同时还有避免玻璃片伤人的功效。绝热材料 三、绝热材料的选用及基本要求选用绝热材料时，应满足的基本要求是：导热系数不宜大于0.23W/(m•K)，表观密度不宜大于600kg/m3，抗压强度则应大于0.3MPa。由于绝热材料的强度一般都很低，因此，除了能单独承重的少数材料外，在围护结构中，经常把绝热材料层与承重结构材料层复合使用。如建筑外墙的保温层通常做在内侧，以免受大气的侵蚀，但应选用不易破碎的材料，如软木板、木丝板等；如果外墙为砖砌空斗墙或混凝土空心制品，则保温材料可填充在墙体的空隙内，此时可采用散粒材料，如矿渣、膨胀珍珠岩等。屋顶保温层则以放在屋面板上为宜，这样可以防止钢筋混凝土屋面板由于冬夏温差引起裂缝，但保温层上必须加做效果良好的防水层。总之，在选用绝热材料时，应结合建筑物的用途、围护结构的构造、施工难易、材料来源和经济核算等综合考虑。对于一些特殊建筑物，还必须考虑绝热材料的使用温度条件、不燃性、化学稳定性及耐久性等。绝热材料 四、常用绝热材料的技术性能表14-1常用绝热材料技术性能绝热材料＞0.5=0.1～0.3 续表：绝热材料材料名称表观密度(kg/m3)强度(MPa)热导率[W/(m·K)]最高使用温度(℃)用途加气混凝土400～700≥0.40.093～0.16围护结构木丝板300～600=0.4～0.50.11～0.26顶棚、隔墙板、护墙板软质纤维板150～4000.047～0.093同上、表面较光洁软木板105～437=0.15～2.50.044～0.079≤130吸水率小、不霉腐、不燃烧，用于绝热结构芦苇板250～4000.093～0.13顶棚、隔墙板聚苯乙烯泡沫塑料20～50=0.150.031～0.047屋面、墙体保温绝热等硬质聚氨泡沫塑料30～40≥0.20.037～0.055≤120(-60)屋面、墙体保温、冷藏库绝热聚氯乙烯泡沫塑料12～720.45～0.031≤70屋面、墙体保温、冷藏库绝热 为了改善声波在室内传播的质量，保持良好的音响效果和减少噪声的危害，在音乐厅、影剧院、大会堂、播音室及噪声大的工厂车间等室内的墙面、地面、顶棚等部位，应选用适当的吸声材料。一、吸声材料的作用原理声音起源于物体的振动，例如说话时喉间声带的振动和击鼓时鼓皮的振动，都能产生声音，声带和鼓皮就叫做声源。声源的振动迫使邻近的空气随着振动而形成声波，并在空气介质中向四周传播。声音沿发射的方向最响，称为声音的方向性。声音在传播过程中，一部分声能随着距离的增大而扩散，另一部分声能则因空气分子的吸收而减弱。声能的这种减弱现象，在室外空旷处颇为明显，但在室内如果房间的空间并不大，上述的这种声能减弱就不起主要作用，而重要的是室内墙壁、天花板、地板等材料表面对声能的吸收。当声波遇到材料表面时，一部分被反射，另一部分穿透材料，其余的声能转化为热能而被吸收。被材料吸收的声能E(包括部分穿透材料的声能在内)与原先传递给材料的全部声能E0之比，是评定材料吸声性能好坏的主要指标，称为吸声系数(α)，用公式表示如下：(14.1)吸声材料 假如入射声能的60%被吸收，40%被反射，则该材料的吸声系数就等于0.6。当入射声能100%被吸收而无反射时，吸声系数等于1。当门窗开启时，吸声系数相当于1。一般材料的吸声系数在0～1之间。材料的吸声性能除了与材料本身性质、厚度及材料表面状况(有无空气层及空气层的厚度)有关外，还与声波的入射角及频率有关。因此，吸声系数用声音从各个方向入射的平均值表示，并应指出是对哪一频率的吸收。一般而言，材料内部开放连通的气孔越多，吸声性能越好。同一材料，对于高、中、低不同频率的吸声系数不同。为了全面反映材料的吸声性能，规定取125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz六个频率的吸声系数来表示材料的吸声特性。任何材料对声音都能吸收，只是吸收程度有很大的不同。通常对上述六个频率的平均吸声系数大于0.2的材料，认为是吸声材料。吸声机理是声波进入材料内部互相贯通的孔隙，受到空气分子及孔壁的摩擦和粘滞阻力，以及使细小纤维作机械振动，从而使声能转化为热能。吸声材料大多为疏松多孔的材料，如矿渣棉、毯子等。多孔性吸声材料的吸声系数，一般从低频到高频逐渐增大，故对高频和中频的吸声效果较好。吸声材料 二、吸声材料的类型及其结构形式1.多孔吸声结构多孔性吸声材料是比较常用的一种吸声材料，它具有良好的中高频吸声性能。多孔性吸声材料具有大量的内外连通微孔，通气性良好。当声波入射到材料表面时，声波很快地顺着微孔进入材料内部，引起孔隙内的空气振动，由于摩擦，空气粘滞阻力和材料内部的热传导作用，使相当一部分声能转化为热能而被吸收。材料吸声性能与材料的表观密度和内部构造有关。在建筑装修中，吸声材料的厚度、材料背后空气层以及材料孔隙特征等，对吸声性能均有较大影响。1)材料表观密度和构造的影响多孔材料表观密度增加，意味着微孔减小，能使低频吸声效果有所提高，但高频吸声性能却下降。材料孔隙率高、孔隙细小，吸声性能较好；孔隙过大，效果较差。但过多的封闭微孔，对吸声并不一定有利。2)材料厚度的影响多孔材料的低频吸声系数，一般随着厚度的增加而提高，但厚度对高频影响不显著。材料的厚度增加到一定程度后，吸声效果的变化就不明显。所以为提高材料吸声效果而无限制地增加厚度是不适宜的。吸声材料 3)背后空气层的影响大部分吸声材料都是固定在龙骨上，材料背后空气层的作用相当于增加了材料的厚度，吸声效果一般随着空气层厚度增加而提高。当材料背后空气层厚度等于1/4波长的奇数倍时，可获得最大的吸声系数。根据这个原理，调整材料背后空气层厚度，可以提高其吸声效果。4)材料孔隙特征的影响吸声材料的表面空洞和开口连通空隙愈多对吸声效果愈好。当材料吸湿或变面喷涂油漆、空隙充水或堵塞，会大大降低吸声材料的吸声效果。2.薄板振动吸声结构薄板振动吸声结构的特点是具有低频吸声特性，同时还有助于声波的扩散。建筑中常用胶合板、薄木板、硬质纤维板、石膏板、石棉水泥板或金属板等，把它们固定在墙或顶棚的龙骨上，并在背后留有空气层，即成薄板振动吸声结构。吸声材料 薄板振动结构是在声波作用下发生振动，薄板振动时由于板内部和龙骨之间出现摩擦损耗，使声能转变为机械振动，而起吸声作用。由于低频声波比高频声波容易激起薄板振动，所以薄板振动吸声结构具有低频声波吸声特性。土木工程中常用的薄板振动吸声结构的共振频率约在80Hz～300Hz之间，在此共振频率附近的吸声系数最大，约为0.2～0.5，而在其他共振频率附近的吸声系数就较低。3.共振吸声结构共振吸声结构具有密闭的空腔和较小的开口孔隙，很像个瓶子。当瓶腔内空气收到外力激荡，会按一定的频率振动，这就是共振吸声器。每个独立的共振吸声器都有一个共振频率，在其共振频率附近，由于颈部空气分子在声波的作用下像活塞一样进行往复运动，因摩擦而消耗声能。若在腔口蒙一层细布或疏松的棉絮，可以加宽共振频率范围和提高吸声量。为了获得较宽频率带的吸声性能，常采用组合共振吸声结构或穿孔板组合共振吸声结构。吸声材料 4.穿孔板组合共振吸声结构穿孔板组合共振吸声结构具有适合中频的吸声特性。这种吸声结构与单独的共振吸声器相似，可看作是多个单独共振吸声器并联而成。穿孔板厚度、穿孔率、孔径、孔距、背后空气层厚度以及是否填充多孔吸声材料等，都直接影响吸声结构的吸声性能。这种吸声结构由穿孔的胶合板、硬质纤维板、石膏板、石棉水泥板、铝合板、薄钢板等，固定在龙骨上，并在背后设置空气层而构成，这种吸声材料在建筑中使用比较普遍。5.柔性吸声结构具有密闭气孔和一定弹性的材料，如聚氯乙稀泡沫塑料，表面仍为多孔材料，但因其有密闭气孔，声波引起的空气振动不是直接传递至材料内部，只能相应的产生振动，在振动过程中由于克服材料内部的摩擦而消耗声能，引起声波衰减。这种材料的吸声特性是在一定的频率范围内出现一个或多个吸收频率。6.悬挂空间吸声结构悬挂于空间的吸声体，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，产生边缘效应，加上声波的衍射作用，大大提高吸声效果。实际应用时，可根据不同的使用部位和要求，设计成各种形式的悬挂空间吸声结构。空间吸声体有平板形、球形、椭圆形和棱锥形等多种形式。吸声材料 7.帘幕吸声结构帘幕吸声结构是用具有通气性能的纺织品，安装在离开墙面或窗洞一段距离处，背后设置空气层。这种吸声体对中、高频都有一定的吸声效果。帘幕的吸声效果还与所用材料种类有关。帘幕吸声体安装拆卸方便，兼具装饰作用，应用价值高。三、吸声材料的选用及安装注意事项在室内采用吸声材料可以抑止噪声，保持良好的音质(声音清晰且不失真)，故在教室、礼堂和剧院等室内应当采用吸声材料。吸声材料的选用和安装必须注意以下各点。(1)要使吸声材料充分发挥作用，应将其安装在最容易接触声波和反射次数最多的表面上，而不应把它集中在天花板或某一面的墙壁上，并应比较均匀地分布在室内各表面上。(2)吸声材料强度一般较低，应设置在护壁线以上，以免碰撞破损。(3)多孔吸声材料往往易于吸湿，安装时应考虑到湿胀干缩的影响。(4)选用的吸声材料应不易虫蛀、腐朽，且不易燃烧。(5)应尽可能选用吸声系数较高的材料，以便节约材料用量，降低成本。(6)安装吸声材料时应注意勿使材料的表面细孔被油漆的漆膜堵塞而降低其吸声效果。吸声材料 虽然有些吸声材料的名称与绝热材料相同，都属多孔性材料，但在材料的孔隙特征上有着完全不同的要求。绝热材料要求具有封闭的互不连通的气孔，这种气孔愈多其绝热性能愈好；而吸声材料则要求具有开放的互相连通的气孔，这种气孔愈多其吸声性能愈好。至于如何使名称相同的材料具有不同的孔隙特征，这主要取决于原料组分中的某些差别和生产工艺中的热工制度、加压大小等。例如泡沫玻璃采用焦炭、磷化硅、石墨为发泡剂时，就能制得封闭的互不连通的气孔。又如泡沫塑料在生产过程中采取不同的加热、加压制度，可获得孔隙特征不同的制品。除了采用多孔吸声材料吸声外，还可将材料制作成不同的吸声结构，达到更好的吸声效果。常用的吸声结构形式有薄板共振吸声结构和穿孔板吸声结构。薄板共振吸声结构系采用薄板钉牢在靠墙的木龙骨上，薄板与板后的空气层构成了薄板共振吸声结构。在声波的交变压力作用下，迫使薄板振动。当声频正好为振动系统的共振频率时，其振动最强烈，吸声效果最显著。此种结构主要是吸收低频率的声音。如表14-2中，序号11、13、14的胶合板结构。吸声材料 穿孔板吸声结构是用穿孔的胶合板、纤维板、金属板或石膏板等为结构主体，与板后的墙面之间的空气层(空气层中有时可填充多孔材料)构成吸声结构。该结构吸声的频带较宽，对中频的吸声能力最强。如表14-2中序号12、15、16、17的穿孔胶合板结构。四、常用吸声材料及吸声系数表14-2土木工程中常用吸声材料及吸声系数吸声材料名称厚度(cm)表观密度(kg/m3)各频率下的吸声系数装置情况125Hz250Hz500Hz1000Hz2000Hz4000Hz石膏砂浆(掺有水泥、石棉纤维)1.30.250.780.970.810.820.85喷射在钢丝板上，表面滚平，后有15cm空气层水泥膨胀珍珠岩板23500.160.460.640.480.560.56贴实玻璃棉超细玻璃棉5.05.05.015.08013020200.060.100.100.500.080.120.350.850.180.310.850.850.440.760.850.850.720.850.860.860.820.990.860.80贴实酚醛玻璃纤维板(去除表面硬皮层)8.01000.250.550.800.920.980.95贴实泡沫玻璃4.012600.110.320.520.440.520.33贴实脲醛泡沫塑料5.0200.220.290.400.680.950.94贴实软木板2.52600.050.110.250.630.700.70贴实 续表：吸声材料*木丝板3.00.100.360.620.530.710.90钉在木龙骨上，后留10cm空气层穿孔纤维板(穿孔率为5%孔径5mm)1.60.130.380.720.890.820.66钉在木龙骨上，后留5cm空气层*胶合板(三夹板)0.30.210.730.210.190.080.12钉在木龙骨上，后留5cm空气层*胶合板(三夹板)0.30.600.380.180.050.050.08钉在木龙骨上，后留10cm空气层*穿孔胶合板(五夹板)(孔径5mm孔心距25mm)0.50.230.690.860.470.260.27钉在木龙骨上，后留5cm空气层，但在空气层内填充矿物棉*穿孔胶合板(五夹板)(孔径5mm孔心距25mm)0.50.200.950.610.320.230.55钉在木龙骨上，后留5cm空气层，填充矿物棉工业毛毡33700.100.280.550.600.600.59张贴在墙上地毯厚0.200.300.50铺于木搁栅楼板上石膏砂浆(掺有水泥、玻璃纤维)2.20.240.120.090.300.320.83粉刷在墙上注：①表中名称前有*者表示系有混响室法测得的结果；无*者系用驻波管法测得的结果，混响室法测得的数据比驻波管法约大0.20左右。②穿孔板吸声结构在穿孔率为0.5%～5%，板厚为1.5mm～10mm，孔径2mm～15mm，后面留腔深度为100mm～250mm时，可获得较好效果。③序号前有*者为吸声结构。 五、关于隔声材料的概念能减弱或隔断声波传递的材料称为隔声材料。必须指出吸声性能好的材料，不能简单地把它们作为隔声材料来使用。人们要隔绝的声音，按传播途径有空气声(通过空气传播的声音)和固体声(通过固体的撞击或振动传播的声音)两种，两者隔声的原理不同。对空气声的隔绝，主要是依据声学中的“质量定律”，即材料的表观密度越大，越不易受声波作用而产生振动，其声波通过材料传递的速度迅速减弱，其隔声效果越好。所以，应选用表观密度大的材料(如钢筋混凝土、实心砖等)作为隔绝空气声的材料。对固体声隔绝的最有效措施是隔断其声波的连续传递。即在产生和传递固体声的结构(如梁、框架、楼板与隔墙以及它们的交接处等)层中加入具有一定弹性的衬垫材料，如软木、橡胶、毛毡、地毯或设置空气隔离层等，以阻止或减弱固体声的继续传播。由上述可知，材料的隔声原理与材料的吸声原理是不同的，因此，吸声效果好的多孔材料其隔声效果不一定好。吸声材料 1.什么是绝热材料？影响绝热材料导热性的主要因素有哪些？工程上对绝热材料有哪些要求？2.绝热材料的基本特征如何？常用绝热材料品种有哪些？3.材料的吸声性能及其表示方法？什么是吸声材料？4.吸声材料的基本特征如何？5.吸声材料和绝热材料的性质有何异同？使用绝热材料和吸声材料时各应注意哪些问题？6.什么是隔声材料？隔绝空气声与隔绝固体声的作用原理有何不同？哪些材料适宜用做隔绝空气声或隔绝固体声的材料？7.哪些措施可以解决轻质材料绝热性能、吸声性能好，而隔声能力差的缺点？思考题'