隔熱材料效果好嗎

隔熱(re)是(shi)指在熱(re)量傳(chuan)(chuan)遞過(guo)(guo)程中，熱(re)量從溫度(du)較(jiao)高空間向溫度(du)較(jiao)低空間傳(chuan)(chuan)遞時(shi)由于傳(chuan)(chuan)導(dao)介(jie)質的(de)變(bian)化導(dao)致(zhi)的(de)單位(wei)空間溫度(du)變(bian)化變(bian)小從而阻滯熱(re)傳(chuan)(chuan)導(dao)的(de)物理過(guo)(guo)程。通常利(li)用隔熱(re)材料來實(shi)現，也有通過(guo)(guo)空氣動(dong)(dong)力等(deng)動(dong)(dong)態技術手段實(shi)現隔熱(re)。

1、隔熱材料的基本要求

對絕熱材料的(de)基本要求是：導熱系數不宜大于0.17W/(m·K)，表觀密度應(ying)小于1000kg/m3，抗壓強度應(ying)大于0.3MPa。選用時，應(ying)結(jie)合建(jian)筑物的(de)用途(tu)，圍護結(jie)構(gou)的(de)構(gou)造，施工難易(yi)，材料來源和經濟核算等綜(zong)合考慮。

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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(lei)，可分為無機絕熱(re)(re)材料、有機絕熱(re)(re)材料和金屬(shu)絕熱(re)(re)材料三大類(lei)。按形態分類(lei)，可分為纖維狀(zhuang)(zhuang)、微孔狀(zhuang)(zhuang)、氣泡狀(zhuang)(zhuang)和層狀(zhuang)(zhuang)等。

隔(ge)(ge)熱材(cai)(cai)料(liao)效(xiao)果(guo)好不好需要從(cong)隔(ge)(ge)熱效(xiao)果(guo)種類以(yi)及影響(xiang)隔(ge)(ge)熱材(cai)(cai)料(liao)性能的因素來(lai)分析，下面來(lai)看一(yi)下吧(ba)。

影響隔熱性能的因素

1、材料類型

隔熱(re)材(cai)料（絕熱(re)材(cai)料）類型不(bu)(bu)同，導(dao)(dao)熱(re)系數不(bu)(bu)同。隔熱(re)材(cai)料的物(wu)質(zhi)構成(cheng)不(bu)(bu)同，其物(wu)理熱(re)性能也就(jiu)(jiu)不(bu)(bu)同；隔熱(re)機理存有(you)區(qu)別(bie)，其導(dao)(dao)熱(re)性能或導(dao)(dao)熱(re)系數也就(jiu)(jiu)各(ge)有(you)差異。

2、工作溫度

溫(wen)度(du)對各(ge)類(lei)絕(jue)熱(re)材(cai)(cai)料(liao)導(dao)熱(re)系數均有直(zhi)接影響(xiang)，溫(wen)度(du)提高，材(cai)(cai)料(liao)導(dao)熱(re)系數上升。因為溫(wen)度(du)升高時(shi)，材(cai)(cai)料(liao)固(gu)體(ti)分子的(de)(de)(de)熱(re)運(yun)動(dong)增(zeng)強，同(tong)時(shi)材(cai)(cai)料(liao)孔隙中空氣的(de)(de)(de)導(dao)熱(re)和孔壁間的(de)(de)(de)輻(fu)射作(zuo)用也有所增(zeng)加。但這種影響(xiang)，在溫(wen)度(du)為0-50℃范(fan)圍內并不顯(xian)著(zhu)，只(zhi)有對處于高溫(wen)或負溫(wen)下的(de)(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)，才(cai)要考慮溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)影響(xiang)。

3、含濕比率

絕大多(duo)數的保溫(wen)絕熱(re)材(cai)料都具有多(duo)孔結構，容易(yi)吸濕。材(cai)料吸濕受潮(chao)后，其導(dao)熱(re)系數增(zeng)大。當含濕率大于5%-10%時，導(dao)熱(re)系數的增(zeng)大在多(duo)孔材(cai)料中表現得(de)最為明顯。非憎水型隔熱(re)材(cai)料在應用(yong)時必須注意防水避(bi)潮(chao)。

4、孔隙特征

在孔隙率相同的條件下(xia)，孔隙尺(chi)寸越(yue)大，導熱系數越(yue)大；互相連通型(xing)的孔隙比封閉型(xing)孔隙的導熱系數高，封閉孔隙率越(yue)高，則導熱系數越(yue)低。

5、容重大小

容(rong)重(zhong)(或比重(zhong)、密(mi)度)是(shi)材料氣(qi)孔率的直接反(fan)映，由(you)于氣(qi)相的導(dao)熱(re)系數(shu)(shu)通常均小(xiao)于固相導(dao)熱(re)系數(shu)(shu)，所以保溫隔熱(re)材料往往都具有(you)很高的氣(qi)孔率，也即具有(you)較小(xiao)的容(rong)重(zhong)。一般情(qing)況下，增大氣(qi)孔率或減(jian)少容(rong)重(zhong)都將導(dao)致導(dao)熱(re)系數(shu)(shu)的下降。

但對于表觀(guan)(guan)密(mi)度(du)很小的材料，特別是纖維狀(zhuang)材料，當其(qi)表觀(guan)(guan)密(mi)度(du)低于某一極限(xian)值(zhi)時，導熱系數反而會增(zeng)(zeng)大(da)，這是由于孔(kong)隙(xi)(xi)率增(zeng)(zeng)大(da)時互相連通的孔(kong)隙(xi)(xi)大(da)大(da)增(zeng)(zeng)多，從(cong)而使(shi)對流作用得以加(jia)強。因(yin)此這類材料存在(zai)一個最(zui)佳表觀(guan)(guan)密(mi)度(du)，即在(zai)這個表觀(guan)(guan)密(mi)度(du)時導熱系數最(zui)小。

6、材料粒度

常溫時(shi)，松散顆粒(li)型材料(liao)的導熱系數(shu)隨著材料(liao)粒(li)度的減小而降低。粒(li)度大時(shi)，顆粒(li)之(zhi)間(jian)的空(kong)隙尺寸(cun)增(zeng)大，其(qi)間(jian)空(kong)氣的導熱系數(shu)必(bi)然增(zeng)大。此外，粒(li)度越小，其(qi)導熱系數(shu)受溫度變化的影響(xiang)越小。

7、熱流方向

導熱系(xi)數與(yu)熱流方(fang)向的(de)關系(xi)，僅僅存在于各(ge)向異性的(de)材(cai)料中，即在各(ge)個方(fang)向上構造(zao)不同的(de)材(cai)料中。

纖維(wei)(wei)(wei)質(zhi)材(cai)料從排(pai)列狀(zhuang)態看，分為方(fang)(fang)(fang)向(xiang)與(yu)(yu)熱(re)流向(xiang)垂直和(he)纖維(wei)(wei)(wei)方(fang)(fang)(fang)向(xiang)與(yu)(yu)熱(re)流向(xiang)平行兩種(zhong)情(qing)況。傳(chuan)熱(re)方(fang)(fang)(fang)向(xiang)和(he)纖維(wei)(wei)(wei)方(fang)(fang)(fang)向(xiang)垂直時的(de)絕(jue)熱(re)性能比(bi)傳(chuan)熱(re)方(fang)(fang)(fang)向(xiang)和(he)纖維(wei)(wei)(wei)方(fang)(fang)(fang)向(xiang)平行時要(yao)好一(yi)些。一(yi)般情(qing)況下纖維(wei)(wei)(wei)保溫材(cai)料的(de)纖維(wei)(wei)(wei)排(pai)列是后者或接近后者，同樣密度條件下，其導(dao)熱(re)系數(shu)要(yao)比(bi)其它(ta)形態的(de)多孔(kong)質(zhi)保溫材(cai)料的(de)導(dao)熱(re)系數(shu)小(xiao)得多。

對于各向異(yi)性的材料(如木材等)，當熱流平(ping)行(xing)于纖維(wei)方(fang)向時，受到(dao)阻力(li)較小(xiao)；而垂直于纖維(wei)方(fang)向時，受到(dao)的阻力(li)較大(da)。以松木為例，當熱流垂直于木紋(wen)時，導(dao)熱系(xi)數為0.17w/(m·K)，平(ping)行(xing)于木紋(wen)時，導(dao)熱系(xi)數為0.35W/(m·K)。

氣(qi)(qi)(qi)孔(kong)質材(cai)(cai)料(liao)分為氣(qi)(qi)(qi)泡類(lei)固體(ti)(ti)材(cai)(cai)料(liao)和粒子相互輕微接觸類(lei)固體(ti)(ti)材(cai)(cai)料(liao)兩種。具(ju)有(you)大量或無數多開(kai)口氣(qi)(qi)(qi)孔(kong)的(de)隔熱材(cai)(cai)料(liao)，由于氣(qi)(qi)(qi)孔(kong)連通(tong)方向更接近于與(yu)傳熱方向平行(xing)，因而(er)比具(ju)有(you)大量封(feng)閉氣(qi)(qi)(qi)孔(kong)材(cai)(cai)料(liao)的(de)絕熱性(xing)能要差一些。

8、填充氣體

隔熱材料中(zhong)，大(da)部分(fen)熱(re)(re)(re)量(liang)是從孔隙(xi)中(zhong)的(de)(de)氣(qi)體傳導的(de)(de)。因此，隔(ge)熱(re)(re)(re)材料(liao)(liao)的(de)(de)熱(re)(re)(re)導率(lv)在(zai)很大(da)程(cheng)度上決定(ding)于填充(chong)氣(qi)體的(de)(de)種類。低溫工程(cheng)中(zhong)如(ru)果填充(chong)氦氣(qi)或氫氣(qi)，可(ke)作為(wei)一級近似，認(ren)為(wei)隔(ge)熱(re)(re)(re)材料(liao)(liao)的(de)(de)熱(re)(re)(re)導率(lv)與這些(xie)氣(qi)體的(de)(de)熱(re)(re)(re)導率(lv)相當(dang)，因為(wei)氦氣(qi)和氫氣(qi)的(de)(de)熱(re)(re)(re)導率(lv)都比較大(da)。

9、比熱容

熱導率=熱擴散系數(shu)×比熱×密度。在熱擴散系數(shu)和密度條件相同的情況下，比熱越大(da)，導熱系數(shu)越高。

隔(ge)熱(re)(re)材(cai)料(liao)的(de)(de)比熱(re)(re)對于(yu)計算絕熱(re)(re)結構在冷卻與加熱(re)(re)時所需要(yao)冷量(liang)(或熱(re)(re)量(liang))有關。在低(di)溫(wen)下，所有固(gu)體(ti)(ti)的(de)(de)比熱(re)(re)變化(hua)都(dou)很大。在常(chang)溫(wen)常(chang)壓下，空氣的(de)(de)質量(liang)不超過(guo)隔(ge)熱(re)(re)材(cai)料(liao)的(de)(de)5%，但隨著溫(wen)度(du)的(de)(de)下降，氣體(ti)(ti)所占的(de)(de)比重(zhong)越來越大。因此，在計算常(chang)壓下工作的(de)(de)隔(ge)熱(re)(re)材(cai)料(liao)時，應當考慮這(zhe)一因素。

對(dui)于常(chang)用隔(ge)熱(re)材(cai)料(liao)而(er)言，上(shang)述各項(xiang)因素中以表(biao)觀密(mi)(mi)度和濕(shi)(shi)度的(de)(de)影響(xiang)最大。因而(er)在測(ce)(ce)定(ding)材(cai)料(liao)的(de)(de)導熱(re)系數(shu)時(shi)，必須(xu)同時(shi)測(ce)(ce)定(ding)材(cai)料(liao)的(de)(de)表(biao)觀密(mi)(mi)度。至于濕(shi)(shi)度，對(dui)于多(duo)數(shu)隔(ge)熱(re)材(cai)料(liao)可取空(kong)氣(qi)相對(dui)濕(shi)(shi)度為(wei)80%一85%時(shi)材(cai)料(liao)的(de)(de)平(ping)衡(heng)濕(shi)(shi)度作為(wei)參考狀態，應(ying)盡可能在這種濕(shi)(shi)度條件下(xia)測(ce)(ce)定(ding)材(cai)料(liao)的(de)(de)導熱(re)系數(shu)。

10、真空

熱(re)傳(chuan)(chuan)導(dao)的(de)方(fang)式(shi)有(you)三種(zhong)：對(dui)流、傳(chuan)(chuan)導(dao)和輻(fu)射(she)。其中(zhong)對(dui)流方(fang)式(shi)導(dao)熱(re)為(wei)(wei)最重要(yao)的(de)。通過真空阻絕(jue)了對(dui)流導(dao)熱(re)系(xi)(xi)數(shu)就大(da)大(da)的(de)降低(di)(di)了，原理就像(xiang)是熱(re)水瓶一樣。而作為(wei)(wei)骨架(jia)的(de)填充材料可能會通過傳(chuan)(chuan)導(dao)方(fang)式(shi)導(dao)熱(re)，所(suo)以(yi)采用(yong)導(dao)熱(re)系(xi)(xi)數(shu)低(di)(di)的(de)玻(bo)璃纖(xian)維做骨架(jia)。外表加(jia)上鋁膜包裝袋對(dui)輻(fu)射(she)進(jin)行阻隔。所(suo)以(yi)這種(zhong)材料是導(dao)熱(re)系(xi)(xi)數(shu)最小的(de)。