隔熱材料效果好嗎

隔熱是指在熱量傳(chuan)遞(di)過程(cheng)中，熱量從溫(wen)度較(jiao)高(gao)空間(jian)向溫(wen)度較(jiao)低空間(jian)傳(chuan)遞(di)時由于傳(chuan)導(dao)(dao)介質的(de)變(bian)化(hua)導(dao)(dao)致的(de)單位空間(jian)溫(wen)度變(bian)化(hua)變(bian)小從而(er)阻滯熱傳(chuan)導(dao)(dao)的(de)物理過程(cheng)。通常利用隔熱材料來實(shi)(shi)現(xian)，也有通過空氣動力等(deng)動態技術手段實(shi)(shi)現(xian)隔熱。

1、隔熱材料的基本要求

對絕熱(re)材(cai)料的(de)基本要求(qiu)是：導熱(re)系數不宜大于0.17W/(m·K)，表觀密度(du)應(ying)小于1000kg/m3，抗壓(ya)強度(du)應(ying)大于0.3MPa。選用時，應(ying)結合建筑物的(de)用途，圍護結構的(de)構造，施工(gong)難(nan)易，材(cai)料來源(yuan)和(he)經濟核算等(deng)綜合考(kao)慮。

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2、隔熱材料的分類

絕(jue)(jue)熱(re)材料的品(pin)種(zhong)很(hen)多，按(an)材質分類，可分為無機(ji)絕(jue)(jue)熱(re)材料、有機(ji)絕(jue)(jue)熱(re)材料和金屬(shu)絕(jue)(jue)熱(re)材料三(san)大類。按(an)形態分類，可分為纖維(wei)狀(zhuang)、微孔狀(zhuang)、氣(qi)泡狀(zhuang)和層(ceng)狀(zhuang)等。

隔熱(re)(re)(re)材料效果好(hao)不好(hao)需要從(cong)隔熱(re)(re)(re)效果種類以及(ji)影響(xiang)隔熱(re)(re)(re)材料性能(neng)的因(yin)素來分析，下面來看一下吧(ba)。

影響隔熱性能的因素

1、材料類型

隔(ge)熱(re)材(cai)料（絕熱(re)材(cai)料）類型不(bu)同(tong)，導熱(re)系數不(bu)同(tong)。隔(ge)熱(re)材(cai)料的(de)物(wu)質構成不(bu)同(tong)，其(qi)物(wu)理熱(re)性能也就不(bu)同(tong)；隔(ge)熱(re)機理存(cun)有區別，其(qi)導熱(re)性能或導熱(re)系數也就各有差異。

2、工作溫度

溫(wen)度(du)對各類絕熱(re)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)導(dao)熱(re)系數均有(you)直(zhi)接影響(xiang)，溫(wen)度(du)提高(gao)，材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)導(dao)熱(re)系數上升。因(yin)為(wei)溫(wen)度(du)升高(gao)時(shi)，材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)固體(ti)分子的(de)熱(re)運動增強，同時(shi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)孔隙中空氣的(de)導(dao)熱(re)和孔壁間的(de)輻射作用也有(you)所增加。但這種影響(xiang)，在溫(wen)度(du)為(wei)0-50℃范(fan)圍(wei)內并不顯著，只有(you)對處于高(gao)溫(wen)或負溫(wen)下的(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)，才要考慮(lv)溫(wen)度(du)的(de)影響(xiang)。

3、含濕比率

絕(jue)大多數的保溫絕(jue)熱(re)(re)材(cai)料(liao)(liao)(liao)都(dou)具(ju)有多孔結(jie)構，容易吸濕。材(cai)料(liao)(liao)(liao)吸濕受潮后，其導熱(re)(re)系(xi)數增大。當含濕率(lv)大于5%-10%時，導熱(re)(re)系(xi)數的增大在多孔材(cai)料(liao)(liao)(liao)中表(biao)現得最為(wei)明(ming)顯。非憎水型隔熱(re)(re)材(cai)料(liao)(liao)(liao)在應用時必須注意防水避潮。

4、孔隙特征

在孔(kong)(kong)隙率相同的(de)條件下(xia)，孔(kong)(kong)隙尺(chi)寸越大(da)，導(dao)熱(re)系(xi)數(shu)越大(da)；互相連通型的(de)孔(kong)(kong)隙比封閉型孔(kong)(kong)隙的(de)導(dao)熱(re)系(xi)數(shu)高，封閉孔(kong)(kong)隙率越高，則導(dao)熱(re)系(xi)數(shu)越低。

5、容重大小

容重(zhong)(或比重(zhong)、密度)是(shi)材料(liao)氣(qi)孔率(lv)的(de)(de)直接(jie)反映，由于氣(qi)相(xiang)的(de)(de)導(dao)(dao)(dao)熱系數通常(chang)均小于固相(xiang)導(dao)(dao)(dao)熱系數，所以保溫隔熱材料(liao)往(wang)往(wang)都具(ju)有(you)很高的(de)(de)氣(qi)孔率(lv)，也即(ji)具(ju)有(you)較小的(de)(de)容重(zhong)。一(yi)般情況下，增(zeng)大氣(qi)孔率(lv)或減少容重(zhong)都將導(dao)(dao)(dao)致(zhi)導(dao)(dao)(dao)熱系數的(de)(de)下降。

但對(dui)于(yu)(yu)表觀(guan)密(mi)(mi)度(du)(du)很小的材(cai)料(liao)，特別(bie)是(shi)纖維狀材(cai)料(liao)，當(dang)其表觀(guan)密(mi)(mi)度(du)(du)低于(yu)(yu)某一極限值時(shi)(shi)，導熱系數反而會增(zeng)大(da)，這(zhe)是(shi)由于(yu)(yu)孔隙(xi)率(lv)增(zeng)大(da)時(shi)(shi)互相連通的孔隙(xi)大(da)大(da)增(zeng)多，從而使(shi)對(dui)流作用得(de)以加強。因(yin)此這(zhe)類(lei)材(cai)料(liao)存在一個(ge)最佳表觀(guan)密(mi)(mi)度(du)(du)，即在這(zhe)個(ge)表觀(guan)密(mi)(mi)度(du)(du)時(shi)(shi)導熱系數最小。

6、材料粒度

常溫時(shi)，松散顆粒(li)(li)型材料(liao)的(de)導(dao)(dao)熱(re)系數(shu)(shu)隨著材料(liao)粒(li)(li)度的(de)減(jian)小(xiao)(xiao)而降低。粒(li)(li)度大時(shi)，顆粒(li)(li)之間的(de)空隙尺寸增大，其(qi)間空氣的(de)導(dao)(dao)熱(re)系數(shu)(shu)必然(ran)增大。此外，粒(li)(li)度越小(xiao)(xiao)，其(qi)導(dao)(dao)熱(re)系數(shu)(shu)受(shou)溫度變化的(de)影響越小(xiao)(xiao)。

7、熱流方向

導(dao)熱系(xi)數與熱流(liu)方(fang)向(xiang)的關系(xi)，僅(jin)僅(jin)存在于各向(xiang)異性的材(cai)料中，即(ji)在各個方(fang)向(xiang)上(shang)構造不同(tong)的材(cai)料中。

纖(xian)(xian)維(wei)(wei)質(zhi)材料(liao)從排(pai)列狀態(tai)(tai)看(kan)，分(fen)為方向(xiang)(xiang)與熱(re)流向(xiang)(xiang)垂直和(he)(he)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)方向(xiang)(xiang)與熱(re)流向(xiang)(xiang)平(ping)行兩種情(qing)況。傳(chuan)熱(re)方向(xiang)(xiang)和(he)(he)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)方向(xiang)(xiang)垂直時的(de)絕熱(re)性(xing)能比(bi)傳(chuan)熱(re)方向(xiang)(xiang)和(he)(he)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)方向(xiang)(xiang)平(ping)行時要好一些。一般(ban)情(qing)況下(xia)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)保溫材料(liao)的(de)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)排(pai)列是后者或接近后者，同樣密度(du)條件下(xia)，其(qi)導熱(re)系(xi)數要比(bi)其(qi)它形態(tai)(tai)的(de)多(duo)孔質(zhi)保溫材料(liao)的(de)導熱(re)系(xi)數小得多(duo)。

對于(yu)各向(xiang)異性的材(cai)(cai)料(如(ru)木(mu)材(cai)(cai)等(deng))，當熱流平行于(yu)纖維方向(xiang)時(shi)(shi)(shi)，受到阻(zu)力較(jiao)小；而(er)垂直于(yu)纖維方向(xiang)時(shi)(shi)(shi)，受到的阻(zu)力較(jiao)大(da)。以松木(mu)為(wei)(wei)例(li)，當熱流垂直于(yu)木(mu)紋時(shi)(shi)(shi)，導熱系數(shu)為(wei)(wei)0.17w/(m·K)，平行于(yu)木(mu)紋時(shi)(shi)(shi)，導熱系數(shu)為(wei)(wei)0.35W/(m·K)。

氣(qi)孔(kong)質材(cai)料(liao)分為氣(qi)泡類固(gu)體材(cai)料(liao)和粒子(zi)相(xiang)互(hu)輕(qing)微接觸類固(gu)體材(cai)料(liao)兩種。具(ju)有(you)大量或無數多開(kai)口氣(qi)孔(kong)的隔熱(re)(re)材(cai)料(liao)，由(you)于氣(qi)孔(kong)連通方向更接近于與(yu)傳熱(re)(re)方向平(ping)行，因而比具(ju)有(you)大量封閉氣(qi)孔(kong)材(cai)料(liao)的絕熱(re)(re)性(xing)能要差一些。

8、填充氣體

隔熱材料中，大部(bu)分熱(re)量是從孔隙(xi)中的(de)氣(qi)(qi)體(ti)傳導的(de)。因(yin)此，隔熱(re)材料的(de)熱(re)導率在很大程度上決(jue)定于填(tian)充氣(qi)(qi)體(ti)的(de)種類。低溫(wen)工(gong)程中如果填(tian)充氦氣(qi)(qi)或氫氣(qi)(qi)，可作為一級近似(si)，認為隔熱(re)材料的(de)熱(re)導率與這(zhe)些氣(qi)(qi)體(ti)的(de)熱(re)導率相當，因(yin)為氦氣(qi)(qi)和(he)氫氣(qi)(qi)的(de)熱(re)導率都比較大。

9、比熱容

熱(re)導(dao)率=熱(re)擴(kuo)(kuo)散系數×比(bi)熱(re)×密度。在熱(re)擴(kuo)(kuo)散系數和密度條件(jian)相(xiang)同(tong)的情況下(xia)，比(bi)熱(re)越大(da)，導(dao)熱(re)系數越高(gao)。

隔熱(re)(re)材料的(de)(de)比(bi)熱(re)(re)對于計算絕熱(re)(re)結(jie)構(gou)在(zai)(zai)冷卻與(yu)加(jia)熱(re)(re)時所(suo)需要冷量(liang)(或熱(re)(re)量(liang))有關。在(zai)(zai)低溫下(xia)，所(suo)有固體的(de)(de)比(bi)熱(re)(re)變化都很大。在(zai)(zai)常溫常壓(ya)下(xia)，空氣(qi)的(de)(de)質量(liang)不超過隔熱(re)(re)材料的(de)(de)5%，但隨著(zhu)溫度(du)的(de)(de)下(xia)降(jiang)，氣(qi)體所(suo)占的(de)(de)比(bi)重(zhong)越來越大。因(yin)此，在(zai)(zai)計算常壓(ya)下(xia)工作的(de)(de)隔熱(re)(re)材料時，應當考慮(lv)這一因(yin)素。

對于(yu)(yu)常用隔(ge)熱(re)材料(liao)而(er)言(yan)，上述各項因(yin)素中(zhong)以表觀密(mi)度(du)和(he)濕度(du)的影響最大。因(yin)而(er)在(zai)(zai)測定材料(liao)的導熱(re)系數(shu)時，必須同時測定材料(liao)的表觀密(mi)度(du)。至(zhi)于(yu)(yu)濕度(du)，對于(yu)(yu)多數(shu)隔(ge)熱(re)材料(liao)可取空氣相對濕度(du)為80%一(yi)85%時材料(liao)的平(ping)衡(heng)濕度(du)作為參考狀態，應(ying)盡(jin)可能在(zai)(zai)這種濕度(du)條件下測定材料(liao)的導熱(re)系數(shu)。

10、真空

熱(re)傳(chuan)(chuan)導的(de)(de)方式(shi)(shi)有三種：對(dui)流、傳(chuan)(chuan)導和輻射。其中對(dui)流方式(shi)(shi)導熱(re)為(wei)最重(zhong)要(yao)的(de)(de)。通過(guo)真(zhen)空阻絕(jue)了對(dui)流導熱(re)系(xi)(xi)數(shu)就大(da)大(da)的(de)(de)降低(di)了，原理(li)就像(xiang)是熱(re)水瓶一樣。而作為(wei)骨(gu)架的(de)(de)填充材(cai)料可(ke)能會通過(guo)傳(chuan)(chuan)導方式(shi)(shi)導熱(re)，所以(yi)采用導熱(re)系(xi)(xi)數(shu)低(di)的(de)(de)玻(bo)璃纖維(wei)做骨(gu)架。外(wai)表(biao)加上鋁膜包裝袋對(dui)輻射進行阻隔。所以(yi)這種材(cai)料是導熱(re)系(xi)(xi)數(shu)最小的(de)(de)。