隔熱材料效果好嗎

隔(ge)熱是指在熱量傳遞(di)過程(cheng)中(zhong)，熱量從(cong)溫(wen)度較(jiao)高空間(jian)向溫(wen)度較(jiao)低空間(jian)傳遞(di)時由(you)于(yu)傳導介質(zhi)的(de)變化導致的(de)單位空間(jian)溫(wen)度變化變小從(cong)而阻滯熱傳導的(de)物理過程(cheng)。通(tong)常(chang)利(li)用隔(ge)熱材料來實(shi)現(xian)，也(ye)有通(tong)過空氣動(dong)力(li)等(deng)動(dong)態技(ji)術手(shou)段(duan)實(shi)現(xian)隔(ge)熱。

1、隔熱材料的基本要求

對絕熱材料(liao)的基本要求(qiu)是：導(dao)熱系(xi)數(shu)不(bu)宜大于(yu)0.17W/(m·K)，表(biao)觀密度(du)應小于(yu)1000kg/m3，抗壓強度(du)應大于(yu)0.3MPa。選用時，應結(jie)合(he)建(jian)筑(zhu)物的用途(tu)，圍護結(jie)構(gou)的構(gou)造，施(shi)工難(nan)易，材料(liao)來源和經濟核算等綜合(he)考慮。

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2、隔熱材料的分類

絕熱(re)(re)材料的(de)品種很多，按材質分類，可(ke)分為(wei)無機絕熱(re)(re)材料、有機絕熱(re)(re)材料和金(jin)屬絕熱(re)(re)材料三大(da)類。按形態分類，可(ke)分為(wei)纖維狀(zhuang)(zhuang)、微孔(kong)狀(zhuang)(zhuang)、氣泡狀(zhuang)(zhuang)和層狀(zhuang)(zhuang)等。

隔熱(re)材料(liao)效果好不(bu)好需(xu)要(yao)從隔熱(re)效果種類(lei)以及(ji)影(ying)響隔熱(re)材料(liao)性能的因素來分析，下面來看一下吧(ba)。

影響隔熱性能的因素

1、材料類型

隔(ge)熱材(cai)料(liao)（絕熱材(cai)料(liao)）類型不(bu)同(tong)，導(dao)熱系數不(bu)同(tong)。隔(ge)熱材(cai)料(liao)的物質構(gou)成(cheng)不(bu)同(tong)，其(qi)物理(li)熱性能也就不(bu)同(tong)；隔(ge)熱機理(li)存有區別，其(qi)導(dao)熱性能或導(dao)熱系數也就各有差異。

2、工作溫度

溫度(du)對各類(lei)絕熱材(cai)料(liao)導(dao)熱系數均有(you)直(zhi)接影(ying)響，溫度(du)提高，材(cai)料(liao)導(dao)熱系數上升。因為(wei)溫度(du)升高時，材(cai)料(liao)固體分子(zi)的(de)熱運動增(zeng)強(qiang)，同時材(cai)料(liao)孔隙中(zhong)空氣的(de)導(dao)熱和孔壁間的(de)輻射作用也有(you)所增(zeng)加。但(dan)這種影(ying)響，在溫度(du)為(wei)0-50℃范(fan)圍內并不顯著，只(zhi)有(you)對處于高溫或負溫下(xia)的(de)材(cai)料(liao)，才(cai)要(yao)考(kao)慮溫度(du)的(de)影(ying)響。

3、含濕比率

絕大(da)(da)多數(shu)的(de)保溫絕熱材(cai)(cai)料都具有(you)多孔結構，容易吸(xi)濕。材(cai)(cai)料吸(xi)濕受潮后(hou)，其導熱系(xi)數(shu)增大(da)(da)。當(dang)含濕率大(da)(da)于5%-10%時，導熱系(xi)數(shu)的(de)增大(da)(da)在多孔材(cai)(cai)料中表(biao)現得最為明顯。非憎水(shui)(shui)型(xing)隔熱材(cai)(cai)料在應用時必須注意防水(shui)(shui)避潮。

4、孔隙特征

在(zai)孔(kong)隙(xi)(xi)率相同的(de)(de)條(tiao)件下，孔(kong)隙(xi)(xi)尺寸越大，導熱(re)系(xi)(xi)數越大；互相連通型的(de)(de)孔(kong)隙(xi)(xi)比封(feng)閉(bi)型孔(kong)隙(xi)(xi)的(de)(de)導熱(re)系(xi)(xi)數高(gao)，封(feng)閉(bi)孔(kong)隙(xi)(xi)率越高(gao)，則導熱(re)系(xi)(xi)數越低。

5、容重大小

容(rong)重(或比重、密度(du))是材料(liao)氣(qi)孔(kong)率的直接反映，由于氣(qi)相(xiang)(xiang)的導熱系數(shu)通常均小于固相(xiang)(xiang)導熱系數(shu)，所以保溫隔熱材料(liao)往往都具有(you)很高的氣(qi)孔(kong)率，也(ye)即(ji)具有(you)較小的容(rong)重。一般情況下，增大氣(qi)孔(kong)率或減(jian)少容(rong)重都將導致(zhi)導熱系數(shu)的下降。

但對(dui)于表觀(guan)密(mi)度(du)(du)很小(xiao)的材(cai)(cai)料，特(te)別是纖維狀材(cai)(cai)料，當其表觀(guan)密(mi)度(du)(du)低于某(mou)一(yi)極限值時，導熱系(xi)數反(fan)而會增(zeng)大(da)，這是由于孔隙率(lv)增(zeng)大(da)時互相連通的孔隙大(da)大(da)增(zeng)多(duo)，從而使(shi)對(dui)流作用(yong)得以加強。因此(ci)這類材(cai)(cai)料存在一(yi)個(ge)最佳表觀(guan)密(mi)度(du)(du)，即在這個(ge)表觀(guan)密(mi)度(du)(du)時導熱系(xi)數最小(xiao)。

6、材料粒度

常(chang)溫時，松散顆粒(li)(li)型材料的(de)導熱系(xi)(xi)數隨著材料粒(li)(li)度(du)的(de)減小而降低。粒(li)(li)度(du)大(da)時，顆粒(li)(li)之間的(de)空隙尺(chi)寸(cun)增(zeng)大(da)，其間空氣的(de)導熱系(xi)(xi)數必(bi)然增(zeng)大(da)。此外(wai)，粒(li)(li)度(du)越小，其導熱系(xi)(xi)數受溫度(du)變(bian)化(hua)的(de)影響越小。

7、熱流方向

導(dao)熱(re)系(xi)數與熱(re)流(liu)方向的關系(xi)，僅僅存在于各向異(yi)性的材料中，即在各個方向上(shang)構造不同的材料中。

纖(xian)維(wei)質材料(liao)(liao)從排列狀(zhuang)態看(kan)，分為方向(xiang)(xiang)與熱(re)流向(xiang)(xiang)垂直和(he)纖(xian)維(wei)方向(xiang)(xiang)與熱(re)流向(xiang)(xiang)平(ping)行兩(liang)種(zhong)情況。傳(chuan)熱(re)方向(xiang)(xiang)和(he)纖(xian)維(wei)方向(xiang)(xiang)垂直時的(de)絕(jue)熱(re)性能比傳(chuan)熱(re)方向(xiang)(xiang)和(he)纖(xian)維(wei)方向(xiang)(xiang)平(ping)行時要好一些。一般情況下(xia)纖(xian)維(wei)保溫(wen)材料(liao)(liao)的(de)纖(xian)維(wei)排列是后者或接近后者，同樣密度條件下(xia)，其導(dao)熱(re)系數(shu)要比其它形(xing)態的(de)多孔質保溫(wen)材料(liao)(liao)的(de)導(dao)熱(re)系數(shu)小得多。

對于各向(xiang)異性的材料(liao)(如木材等)，當(dang)熱(re)(re)流平行(xing)于纖(xian)(xian)維(wei)(wei)方向(xiang)時(shi)(shi)，受到阻力(li)較小；而垂直于纖(xian)(xian)維(wei)(wei)方向(xiang)時(shi)(shi)，受到的阻力(li)較大。以松木為(wei)(wei)(wei)例(li)，當(dang)熱(re)(re)流垂直于木紋(wen)(wen)時(shi)(shi)，導(dao)熱(re)(re)系數為(wei)(wei)(wei)0.17w/(m·K)，平行(xing)于木紋(wen)(wen)時(shi)(shi)，導(dao)熱(re)(re)系數為(wei)(wei)(wei)0.35W/(m·K)。

氣(qi)(qi)孔(kong)質材(cai)(cai)料(liao)分為氣(qi)(qi)泡類固體材(cai)(cai)料(liao)和(he)粒子相互輕微接(jie)觸(chu)類固體材(cai)(cai)料(liao)兩種。具(ju)有(you)大(da)量(liang)或(huo)無數多開(kai)口氣(qi)(qi)孔(kong)的(de)隔熱(re)(re)材(cai)(cai)料(liao)，由(you)于(yu)氣(qi)(qi)孔(kong)連通(tong)方向更接(jie)近于(yu)與(yu)傳熱(re)(re)方向平行，因而比(bi)具(ju)有(you)大(da)量(liang)封閉氣(qi)(qi)孔(kong)材(cai)(cai)料(liao)的(de)絕熱(re)(re)性能要差一些。

8、填充氣體

隔熱材料中(zhong)，大部分熱(re)(re)(re)量是(shi)從孔(kong)隙中(zhong)的(de)氣(qi)體(ti)傳導的(de)。因此，隔熱(re)(re)(re)材料(liao)(liao)的(de)熱(re)(re)(re)導率在很大程度(du)上決定于填充氣(qi)體(ti)的(de)種(zhong)類。低溫工(gong)程中(zhong)如(ru)果填充氦氣(qi)或(huo)氫氣(qi)，可作為一級近似，認為隔熱(re)(re)(re)材料(liao)(liao)的(de)熱(re)(re)(re)導率與這些氣(qi)體(ti)的(de)熱(re)(re)(re)導率相當，因為氦氣(qi)和(he)氫氣(qi)的(de)熱(re)(re)(re)導率都(dou)比較(jiao)大。

9、比熱容

熱(re)導(dao)(dao)率=熱(re)擴散(san)系(xi)數(shu)(shu)×比(bi)熱(re)×密(mi)度。在熱(re)擴散(san)系(xi)數(shu)(shu)和密(mi)度條件相同的情況下，比(bi)熱(re)越大，導(dao)(dao)熱(re)系(xi)數(shu)(shu)越高。

隔熱(re)(re)材(cai)料的比(bi)熱(re)(re)對(dui)于(yu)計(ji)算絕熱(re)(re)結構在冷(leng)卻(que)與加熱(re)(re)時所需要冷(leng)量(或熱(re)(re)量)有關(guan)。在低溫下(xia)，所有固體的比(bi)熱(re)(re)變化(hua)都很大。在常(chang)溫常(chang)壓(ya)下(xia)，空氣的質量不超過隔熱(re)(re)材(cai)料的5%，但隨著溫度的下(xia)降，氣體所占的比(bi)重越(yue)來越(yue)大。因此，在計(ji)算常(chang)壓(ya)下(xia)工作的隔熱(re)(re)材(cai)料時，應(ying)當(dang)考慮(lv)這一因素。

對于常用隔熱(re)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)而(er)言，上述各項因素中以表觀密度(du)(du)和濕(shi)(shi)度(du)(du)的(de)影響最大。因而(er)在測(ce)(ce)定材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)導熱(re)系數時(shi)，必須(xu)同時(shi)測(ce)(ce)定材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)表觀密度(du)(du)。至于濕(shi)(shi)度(du)(du)，對于多數隔熱(re)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)可(ke)取(qu)空氣相對濕(shi)(shi)度(du)(du)為80%一85%時(shi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)平衡濕(shi)(shi)度(du)(du)作為參考狀態，應盡可(ke)能(neng)在這種濕(shi)(shi)度(du)(du)條(tiao)件(jian)下測(ce)(ce)定材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)導熱(re)系數。

10、真空

熱(re)傳導(dao)(dao)(dao)的(de)方式有三種：對(dui)流(liu)、傳導(dao)(dao)(dao)和輻射。其(qi)中對(dui)流(liu)方式導(dao)(dao)(dao)熱(re)為最(zui)重要的(de)。通過真空阻絕了(le)對(dui)流(liu)導(dao)(dao)(dao)熱(re)系(xi)數(shu)(shu)(shu)就(jiu)大大的(de)降低(di)了(le)，原理就(jiu)像是(shi)熱(re)水瓶一樣。而(er)作為骨架的(de)填充材料可能會(hui)通過傳導(dao)(dao)(dao)方式導(dao)(dao)(dao)熱(re)，所以(yi)采用導(dao)(dao)(dao)熱(re)系(xi)數(shu)(shu)(shu)低(di)的(de)玻璃纖維做骨架。外表加上(shang)鋁(lv)膜包裝袋對(dui)輻射進行阻隔(ge)。所以(yi)這種材料是(shi)導(dao)(dao)(dao)熱(re)系(xi)數(shu)(shu)(shu)最(zui)小的(de)。