隔熱材料效果好嗎

隔熱(re)是指(zhi)在熱(re)量傳遞過(guo)程中，熱(re)量從(cong)溫(wen)度較高空(kong)間向溫(wen)度較低空(kong)間傳遞時(shi)由于傳導介質的(de)變(bian)化(hua)(hua)導致的(de)單位空(kong)間溫(wen)度變(bian)化(hua)(hua)變(bian)小從(cong)而阻滯熱(re)傳導的(de)物理過(guo)程。通(tong)常(chang)利用隔熱(re)材料來實現，也有通(tong)過(guo)空(kong)氣(qi)動力等動態技術手段實現隔熱(re)。

1、隔熱材料的基本要求

對絕熱(re)材料(liao)的(de)基本要求是(shi)：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(qiang)度(du)應(ying)大于0.3MPa。選(xuan)用(yong)時，應(ying)結合建筑物的(de)用(yong)途，圍(wei)護結構(gou)的(de)構(gou)造(zao)，施工難易，材料(liao)來源和經濟核算等綜合考慮。

該圖片由注冊用戶"溫暖·生活家"提供，版權聲明反饋

2、隔熱材料的分類

絕(jue)熱(re)材(cai)料(liao)的品種(zhong)很多，按材(cai)質(zhi)分類，可(ke)分為無機絕(jue)熱(re)材(cai)料(liao)、有機絕(jue)熱(re)材(cai)料(liao)和(he)金屬絕(jue)熱(re)材(cai)料(liao)三大類。按形態(tai)分類，可(ke)分為纖(xian)維狀(zhuang)(zhuang)、微孔狀(zhuang)(zhuang)、氣泡狀(zhuang)(zhuang)和(he)層狀(zhuang)(zhuang)等。

隔熱(re)材料效(xiao)果(guo)好不好需(xu)要從隔熱(re)效(xiao)果(guo)種類以及影(ying)響隔熱(re)材料性能的因素來分析，下面來看(kan)一下吧。

影響隔熱性能的因素

1、材料類型

隔熱(re)(re)材料(liao)（絕熱(re)(re)材料(liao)）類型(xing)不(bu)同，導(dao)熱(re)(re)系數不(bu)同。隔熱(re)(re)材料(liao)的物質構(gou)成不(bu)同，其物理熱(re)(re)性(xing)(xing)能也(ye)就不(bu)同；隔熱(re)(re)機理存有(you)(you)區(qu)別(bie)，其導(dao)熱(re)(re)性(xing)(xing)能或導(dao)熱(re)(re)系數也(ye)就各有(you)(you)差異。

2、工作溫度

溫(wen)(wen)(wen)度對(dui)各類(lei)絕熱材(cai)料導熱系數(shu)均(jun)有直(zhi)接影(ying)響(xiang)，溫(wen)(wen)(wen)度提高(gao)(gao)，材(cai)料導熱系數(shu)上升(sheng)。因為溫(wen)(wen)(wen)度升(sheng)高(gao)(gao)時，材(cai)料固體(ti)分子的(de)(de)熱運動(dong)增強(qiang)，同時材(cai)料孔隙中空(kong)氣的(de)(de)導熱和(he)孔壁間(jian)的(de)(de)輻射作用(yong)也有所增加。但這(zhe)種影(ying)響(xiang)，在溫(wen)(wen)(wen)度為0-50℃范(fan)圍內并不顯著，只有對(dui)處于高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)或負溫(wen)(wen)(wen)下的(de)(de)材(cai)料，才要考慮溫(wen)(wen)(wen)度的(de)(de)影(ying)響(xiang)。

3、含濕比率

絕大(da)多(duo)數的保溫絕熱(re)材(cai)料(liao)都具有多(duo)孔結構，容易吸(xi)濕。材(cai)料(liao)吸(xi)濕受(shou)潮(chao)后，其(qi)導(dao)熱(re)系數增大(da)。當含濕率大(da)于5%-10%時，導(dao)熱(re)系數的增大(da)在多(duo)孔材(cai)料(liao)中表現得最為明顯。非憎水型隔熱(re)材(cai)料(liao)在應(ying)用時必須注意(yi)防水避潮(chao)。

4、孔隙特征

在(zai)孔隙率(lv)相同的條件下，孔隙尺寸越(yue)大，導(dao)(dao)熱(re)(re)系數越(yue)大；互相連(lian)通型的孔隙比封閉型孔隙的導(dao)(dao)熱(re)(re)系數高，封閉孔隙率(lv)越(yue)高，則導(dao)(dao)熱(re)(re)系數越(yue)低。

5、容重大小

容(rong)重(zhong)(zhong)(或比重(zhong)(zhong)、密度)是材(cai)料氣孔率的(de)直接反映(ying)，由于(yu)氣相(xiang)的(de)導(dao)熱(re)系數通常均小(xiao)于(yu)固相(xiang)導(dao)熱(re)系數，所以保溫隔熱(re)材(cai)料往(wang)(wang)往(wang)(wang)都具有很(hen)高的(de)氣孔率，也即(ji)具有較小(xiao)的(de)容(rong)重(zhong)(zhong)。一般(ban)情況下，增大氣孔率或減(jian)少容(rong)重(zhong)(zhong)都將導(dao)致(zhi)導(dao)熱(re)系數的(de)下降(jiang)。

但對(dui)(dui)于(yu)表(biao)觀密(mi)度很小的(de)材(cai)料，特別是纖維狀材(cai)料，當(dang)其(qi)表(biao)觀密(mi)度低于(yu)某(mou)一極限值時(shi)，導(dao)熱系數反而(er)會(hui)增大，這(zhe)(zhe)是由(you)于(yu)孔隙率增大時(shi)互相(xiang)連通的(de)孔隙大大增多，從而(er)使(shi)對(dui)(dui)流(liu)作用(yong)得以加強。因此這(zhe)(zhe)類材(cai)料存在(zai)(zai)一個最(zui)佳表(biao)觀密(mi)度，即在(zai)(zai)這(zhe)(zhe)個表(biao)觀密(mi)度時(shi)導(dao)熱系數最(zui)小。

6、材料粒度

常溫時(shi)(shi)，松散顆粒(li)型材料(liao)的(de)(de)導熱(re)系數隨著材料(liao)粒(li)度的(de)(de)減小(xiao)而降低。粒(li)度大時(shi)(shi)，顆粒(li)之(zhi)間的(de)(de)空隙(xi)尺寸增大，其間空氣(qi)的(de)(de)導熱(re)系數必(bi)然增大。此外，粒(li)度越(yue)小(xiao)，其導熱(re)系數受溫度變化的(de)(de)影響越(yue)小(xiao)。

7、熱流方向

導熱(re)系數與熱(re)流(liu)方向的(de)關系，僅僅存在于各(ge)向異性的(de)材料中(zhong)，即(ji)在各(ge)個方向上構造不(bu)同(tong)的(de)材料中(zhong)。

纖(xian)維質(zhi)材(cai)(cai)(cai)料從(cong)排(pai)列狀態(tai)(tai)看(kan)，分為(wei)方(fang)向(xiang)(xiang)與熱流向(xiang)(xiang)垂直(zhi)和纖(xian)維方(fang)向(xiang)(xiang)與熱流向(xiang)(xiang)平(ping)行(xing)兩種(zhong)情況。傳熱方(fang)向(xiang)(xiang)和纖(xian)維方(fang)向(xiang)(xiang)垂直(zhi)時(shi)的絕熱性(xing)能比(bi)傳熱方(fang)向(xiang)(xiang)和纖(xian)維方(fang)向(xiang)(xiang)平(ping)行(xing)時(shi)要好(hao)一些。一般情況下纖(xian)維保溫材(cai)(cai)(cai)料的纖(xian)維排(pai)列是后(hou)者(zhe)或接近后(hou)者(zhe)，同樣(yang)密度(du)條(tiao)件(jian)下，其導熱系(xi)數要比(bi)其它(ta)形態(tai)(tai)的多孔質(zhi)保溫材(cai)(cai)(cai)料的導熱系(xi)數小得(de)多。

對于(yu)(yu)各(ge)向異性的材料(如木材等(deng))，當熱(re)流平行(xing)于(yu)(yu)纖(xian)維方(fang)(fang)向時(shi)，受到阻力(li)較(jiao)(jiao)小；而垂直(zhi)于(yu)(yu)纖(xian)維方(fang)(fang)向時(shi)，受到的阻力(li)較(jiao)(jiao)大。以松木為例，當熱(re)流垂直(zhi)于(yu)(yu)木紋時(shi)，導(dao)熱(re)系(xi)數(shu)為0.17w/(m·K)，平行(xing)于(yu)(yu)木紋時(shi)，導(dao)熱(re)系(xi)數(shu)為0.35W/(m·K)。

氣(qi)孔(kong)質材料(liao)分為(wei)氣(qi)泡類固體材料(liao)和粒子相互輕微(wei)接觸類固體材料(liao)兩種。具有(you)大(da)量或無(wu)數多開口(kou)氣(qi)孔(kong)的(de)隔(ge)熱(re)材料(liao)，由于氣(qi)孔(kong)連通方向(xiang)更接近于與(yu)傳熱(re)方向(xiang)平行，因而比具有(you)大(da)量封閉氣(qi)孔(kong)材料(liao)的(de)絕熱(re)性能要差一(yi)些(xie)。

8、填充氣體

隔熱材料中(zhong)，大部分熱(re)量是從孔(kong)隙中(zhong)的(de)氣(qi)體(ti)(ti)傳導(dao)的(de)。因(yin)此，隔(ge)熱(re)材料的(de)熱(re)導(dao)率在很(hen)大程(cheng)度上(shang)決定于填充(chong)氣(qi)體(ti)(ti)的(de)種類。低(di)溫(wen)工程(cheng)中(zhong)如果填充(chong)氦氣(qi)或(huo)氫氣(qi)，可作為(wei)(wei)一級近似，認為(wei)(wei)隔(ge)熱(re)材料的(de)熱(re)導(dao)率與(yu)這(zhe)些氣(qi)體(ti)(ti)的(de)熱(re)導(dao)率相當，因(yin)為(wei)(wei)氦氣(qi)和氫氣(qi)的(de)熱(re)導(dao)率都比較大。

9、比熱容

熱(re)(re)(re)(re)導(dao)率=熱(re)(re)(re)(re)擴(kuo)散系數×比熱(re)(re)(re)(re)×密度(du)。在熱(re)(re)(re)(re)擴(kuo)散系數和密度(du)條件相同的情況下，比熱(re)(re)(re)(re)越大，導(dao)熱(re)(re)(re)(re)系數越高。

隔(ge)熱(re)(re)(re)材料(liao)的(de)比熱(re)(re)(re)對于(yu)計算絕熱(re)(re)(re)結構在冷卻(que)與(yu)加(jia)熱(re)(re)(re)時(shi)所(suo)需要冷量(liang)(liang)(或(huo)熱(re)(re)(re)量(liang)(liang))有(you)關。在低(di)溫下(xia)，所(suo)有(you)固體的(de)比熱(re)(re)(re)變化都很(hen)大。在常溫常壓下(xia)，空氣的(de)質量(liang)(liang)不超過隔(ge)熱(re)(re)(re)材料(liao)的(de)5%，但隨著溫度的(de)下(xia)降，氣體所(suo)占的(de)比重越來越大。因(yin)此，在計算常壓下(xia)工作的(de)隔(ge)熱(re)(re)(re)材料(liao)時(shi)，應當考慮這一因(yin)素。

對于(yu)常用隔(ge)熱材(cai)(cai)料(liao)(liao)而言(yan)，上述各項因素中以表觀(guan)密度(du)(du)和(he)濕度(du)(du)的(de)影響最大。因而在(zai)測定材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)導熱系數(shu)時，必(bi)須同時測定材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)表觀(guan)密度(du)(du)。至于(yu)濕度(du)(du)，對于(yu)多數(shu)隔(ge)熱材(cai)(cai)料(liao)(liao)可(ke)取空(kong)氣相對濕度(du)(du)為80%一(yi)85%時材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)平衡濕度(du)(du)作(zuo)為參考狀(zhuang)態(tai)，應盡可(ke)能(neng)在(zai)這種(zhong)濕度(du)(du)條件下測定材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)導熱系數(shu)。

10、真空

熱傳導(dao)(dao)(dao)(dao)的(de)方(fang)式有三種：對(dui)流、傳導(dao)(dao)(dao)(dao)和輻射(she)。其(qi)中對(dui)流方(fang)式導(dao)(dao)(dao)(dao)熱為最(zui)重要的(de)。通(tong)過真空(kong)阻絕了對(dui)流導(dao)(dao)(dao)(dao)熱系數(shu)(shu)就(jiu)(jiu)大(da)大(da)的(de)降低了，原理(li)就(jiu)(jiu)像(xiang)是熱水瓶一樣。而作為骨(gu)架(jia)的(de)填充材(cai)料可能會通(tong)過傳導(dao)(dao)(dao)(dao)方(fang)式導(dao)(dao)(dao)(dao)熱，所(suo)以(yi)采用導(dao)(dao)(dao)(dao)熱系數(shu)(shu)低的(de)玻(bo)璃(li)纖維(wei)做(zuo)骨(gu)架(jia)。外表加上鋁膜包裝袋對(dui)輻射(she)進行(xing)阻隔。所(suo)以(yi)這種材(cai)料是導(dao)(dao)(dao)(dao)熱系數(shu)(shu)最(zui)小的(de)。