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絕熱材料都有什麼 有什麼特點

絕熱材料是什麼

絕熱材料是指用於建築圍護或者熱工設備、阻抗熱流傳遞的材料或者材料複合體, 既包括保溫材料, 也包括保冷材料。 絕熱材料一方面滿足了建築空間或熱工設備的熱環境, 另一方面也節約了能源。 因此, 有些國家將絕熱材料看作是繼煤炭、石油、天然氣、核能之後的“第五大能源”。


絕熱材料分類

絕熱材料一般是輕質、疏鬆、多孔的纖維狀材料。

1、絕熱材料按成分分類

按其成分不同可以分為有機材料和無機材料兩大類。

熱力設備及管道保溫用的材料多為無機絕熱材料。 此類材料具有不腐爛、不燃燒、耐高溫等特點, 如石棉、矽藻土、珍珠岩、氣凝膠氈、玻璃纖維、泡沫混凝土和矽酸鈣等。

低溫保冷工程多用有機絕熱材料。 此類材料具有表觀密度小、導熱係數低、原料來源廣、不耐高溫、吸濕時易腐爛等特點, 如軟木、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨基甲酸酯、牛毛氈和羊毛氈等。


2、絕熱材料按使用溫度分類

按照絕熱材料的使用溫度限度可以分為高溫用、中溫用和低溫用絕熱材料三種。

高溫用絕熱材料, 使用溫度可在700℃以上。 這類纖維質材料有矽酸鋁纖維和矽纖維等;多孔質材料有矽藻土、蛭石加石棉和耐熱粘合劑等製品。

中溫用絕熱材料, 使用溫度在100——700℃之間。 中溫用纖維質材料有氣凝膠氈、石棉、礦渣棉和玻璃纖維等;多孔質材料有矽酸鈣、膨脹珍珠岩、蛭石和泡沫混凝土等。

低溫用絕熱材料, 使用溫度在100℃以下的保冷工程中。

3、絕熱材料按形狀分類

按照絕熱材料形狀不同可分為鬆散粉末狀、纖維狀、粒狀、瓦狀和磚等幾種材料。

4、絕熱材料按施工方法分類

按照施工方法的不同可分為濕抹式絕熱材料、填充式絕熱材料、綁紮式絕熱材料、包裹及纏繞式絕熱材料和澆灌式絕熱材料。


濕抹式:即將石棉、石棉矽藻土等保溫材料加水調和成膠泥塗抹在熱力設備及管道的外表面上。

填充式:是在設備或在管道外面做成罩子, 其內部填充絕熱材料, 如填充礦渣棉、玻璃棉等。

綁紮式:是將一些預製保溫板或管殼放在設備或管道外面, 然後用鐵絲綁紮, 外面再塗保護層材料。 屬於這類的材料有石棉製品、膨脹珍珠岩製品、膨脹蛭石製品和矽酸鈣製品等。

包裹及纏繞式:是把絕熱材料做成氈狀或繩狀,

直接包裹或纏繞在被絕緣的物體上。 屬於這類的材料有礦渣棉氈、玻璃棉氈以及石棉繩和稻草繩等。

澆灌式:是將發泡材料在現場灌入被保溫的管道、設備的模殼中, 經現場發泡成保溫(冷)層結構。 也有直接噴塗在管道、設備外壁上, 暫態發泡, 形成保溫(冷)層。

絕熱材料保護層材質

絕熱結構是由絕熱層和保護層兩部分組成的。 絕熱材料填充於絕熱層, 其外部的保護層, 因施工方法不同所用材料不同。

塗抹式保護層, 所用材料有瀝青膠泥和石棉水泥砂漿。

金屬保護層, 所用材料有黑鐵皮、鍍鋅鐵皮、聚氯乙烯鋼板和不銹鋼板等。

絕熱材料的選用要點

絕熱材料在建築中常見的應用類型及設計選用應符合GB/T 17369-1998《建築絕熱材料的應用類型和基本要求》的規定。

選用時除應考慮材料的導熱係數(導熱係數不大於0.175W/(m·K))外,還應考慮材料的吸水率、燃燒性能、強度等指標。不同絕熱材料的性能特點見相應的分類指南。

絕熱材料的性能優劣性

保溫性能優劣主要通過導熱係數反映:導熱係數 λ = W/(m·k)

導熱係數表徵材料在穩定傳熱狀況下的導熱能力。其導熱系數值越小越好。

λ值0.20w/(m.k)作為保溫材料和非保溫材料的分界值。λ>0.20w/(m.k)的材料一般不應作為保溫材料使用。


絕熱材料的導熱系數值

氣凝膠氈——0.018w/(m.k)
靜止的空氣——0.026w/(m.k)
水——0.552 w/(m.k)
冰——2.2 w/(m.k)
鐵——350 w/(m.k)
超細玻璃棉——0.041 w/(m.k)

聚乙烯發泡塑膠——0.038 w/(m.k)

氣凝膠氈——適用區間在-200℃——650℃,絕對疏水,導熱係數λ隨溫度升高上升的趨勢最為平緩。


絕熱材料隨著使用年限的增長,其導熱係數λ值也不斷增大,是因為任何一種絕熱材料在常規使用環境下都會吸濕。水的導熱係數遠遠高於絕熱材料的初始導熱係數,所以絕熱材料本體中吸濕進入了水蒸汽(或水),勢必使材料的導熱係數不斷增大,最終失掉其絕熱功能。

絕熱材料的透濕係數

透濕係數δ g/(m.s. pa)和 濕阻因數u 決定絕熱材料的使用壽命。

U =D/δ
μ——產品的濕阻因數;
D——單位是g/(m.s. pa);
δ——單位是g/(m.s. pa)
空氣中的水蒸汽擴散係數D=0.01988/P
P——當地大氣壓,Pa。空氣中水蒸氣擴散係數D與當地的大氣壓P有關,

μ值越大材料抗水蒸氣滲透的能力愈強,材料的使用壽命也愈長。

常用纖維材料μ值為3—5
發泡聚乙烯塑膠μ值為—1000左右
發泡聚苯乙烯塑膠μ值為—100左右
B2級橡塑發泡材料μ值為—3000左右
B1級橡塑發泡材料μ值為3500—8000
金屬鋁板、鋁箔μ值為∞。

選用時除應考慮材料的導熱係數(導熱係數不大於0.175W/(m·K))外,還應考慮材料的吸水率、燃燒性能、強度等指標。不同絕熱材料的性能特點見相應的分類指南。

絕熱材料的性能優劣性

保溫性能優劣主要通過導熱係數反映:導熱係數 λ = W/(m·k)

導熱係數表徵材料在穩定傳熱狀況下的導熱能力。其導熱系數值越小越好。

λ值0.20w/(m.k)作為保溫材料和非保溫材料的分界值。λ>0.20w/(m.k)的材料一般不應作為保溫材料使用。


絕熱材料的導熱系數值

氣凝膠氈——0.018w/(m.k)
靜止的空氣——0.026w/(m.k)
水——0.552 w/(m.k)
冰——2.2 w/(m.k)
鐵——350 w/(m.k)
超細玻璃棉——0.041 w/(m.k)

聚乙烯發泡塑膠——0.038 w/(m.k)

氣凝膠氈——適用區間在-200℃——650℃,絕對疏水,導熱係數λ隨溫度升高上升的趨勢最為平緩。


絕熱材料隨著使用年限的增長,其導熱係數λ值也不斷增大,是因為任何一種絕熱材料在常規使用環境下都會吸濕。水的導熱係數遠遠高於絕熱材料的初始導熱係數,所以絕熱材料本體中吸濕進入了水蒸汽(或水),勢必使材料的導熱係數不斷增大,最終失掉其絕熱功能。

絕熱材料的透濕係數

透濕係數δ g/(m.s. pa)和 濕阻因數u 決定絕熱材料的使用壽命。

U =D/δ
μ——產品的濕阻因數;
D——單位是g/(m.s. pa);
δ——單位是g/(m.s. pa)
空氣中的水蒸汽擴散係數D=0.01988/P
P——當地大氣壓,Pa。空氣中水蒸氣擴散係數D與當地的大氣壓P有關,

μ值越大材料抗水蒸氣滲透的能力愈強,材料的使用壽命也愈長。

常用纖維材料μ值為3—5
發泡聚乙烯塑膠μ值為—1000左右
發泡聚苯乙烯塑膠μ值為—100左右
B2級橡塑發泡材料μ值為—3000左右
B1級橡塑發泡材料μ值為3500—8000
金屬鋁板、鋁箔μ值為∞。
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