土木工程第十一章其他工程材料讲课讲稿.ppt

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1、土木工程第十一章其他工程材料11.1.1导热性11.1.1.1传热方式热量的传递方式有三种:传导换热、对流换热和辐射换热。热量以上述三种方式从建筑物中散发出去,其传递方式主要是导热,同时也有对流和热辐射存在。主要的散热区域是墙体、顶棚和屋顶、楼板、门窗,建筑物的缝隙和开着的门窗会大大增加热量的散发。11.1.1.2热阻和导热系数当材料的两表面间出现了温度差,热量就会自动地从高温的一面向低温一面传导。材料的热阻:式中:R——热阻,m2·K/W;Q一平均热流量,W;T1——试件热面温度平均值,K;T2——试件冷面温度平均值,K;A——试件的有效传热面积,m2。如

2、果热阻与温度呈线性关系,且试件能代表整体材料,试件具有足够的厚度,则材料的导热系数可用下式计算:式中:λ——导热系数,W/(m·K);d——试件平均厚度,m。材料导热系数又的物理意义是,厚度为1m的材料,当温度差为1K时,在1s内通过1m2面积的热量。材料的导热系数愈小,表示其绝热性能愈好。11.1.1.3影响导热系数的因素影响材料导热系数的主要因素有材料的物质构成、微观结构、孔隙构造、温度、湿度和热流方向等。11.1.2绝热材料的类型(1)多孔型(2)纤维型(3)反射型11.1.3常用绝热材料绝热材料通常应具备下列基本条件:导热系数小于0.23w/(m·K

3、),足够的抗压强度(一般不低于O.3MPa),使用温度为-40~+60℃,在温度、湿度变化时保持尺寸稳定性,以及防火性能。11.2吸声材料、隔声材料声音起源于物体的振动。声源的振动迫使邻近的空气跟着振动而形成声波,并在空气介质中向四周传播。人耳能够听见的声频范围是128Hz~10kHz。声音的大小常用声压级表示:式中:Lp——声压级,dB(分贝);p——声压,Pa;po——基准声压,相当于人耳刚能听到的声压,数值为2×10-5Pa。11.2.1材料的吸声性(1)吸声系数吸声系数是评定材料吸声性能好坏的指标。吸声系数定义为在给定频率和条件下,吸收及透射的声能通

4、量与入射声能通量之比。即:吸收及透射的声能通量α=入射声能通量材料的吸声特性与声波的方向有关,在混响室内装有声音扩散体,使声波入射角各向均衡,因此所测得的吸声系数具有代表性。材料的吸声特性还与声波的频率有关,为了全面反映材料的吸声特性,通常测量250Hz、500Hz、1000Hz和2000Hz四个频带的实用吸声系数。(2)降噪系数、降噪量以250Hz、500Hz、1000Hz和2000Hz四个频带实用吸声系数的算术平均值作为降噪系数(NRC)。在建筑物室内使用吸声材料后的降噪效果,可以用现场实测的混响时间来衡量,或按下式计算降噪量:式中ΔLp——吸声降噪量,

5、dB;T1、T2——吸声处理前、后的室内混响时间,s。11.2.2吸声材料及其构造(1)多孔吸声材料材料中开放的、互相连通的、细致的气孔越多,其吸声性能越好。(2)柔性吸声材料这种材料的吸声特性是在一定的频率范围内出现一个或多个吸收频率。(3)帘幕吸声体这种吸声体对中、高频都有一定的吸声效果。(4)悬挂空间吸声体悬挂于空间的吸声体,增加了有效的吸声面积,加上声波的衍射作用,大大提高了实际的吸声效果。(5)薄板振动吸声结构该吸声结构主要吸收低频率的声波。(6)穿孔板组合共振吸声结构这种吸声结构具有适合中频的吸声特性,使用普遍。(7)空腔共振吸声结构在其共振频率

6、附近,吸声系数较大,而对离共振频率较远的声波吸收很小。11.2.3隔声材料建筑上将主要起隔绝声音作用的材料称为隔声材料,隔声材料主要用于外墙、门窗、隔墙、隔断等。隔声可分为隔绝空气声(通过空气传播的声音)和隔绝固体声(通过撞击或振动传播的声音)两种。(1)空气声的隔绝材料隔绝空气声的能力,可以用材料对声波的透射系数或材料的隔声量来衡量:式中:τ一声波透射系数;Et——透过材料的声能;E0——人射总声能;R——材料的隔声量,dB.材料的τ越小,则R越大,说明材料的隔声性能越好。材料的隔声性能与入射声波的频率有关,常用125~4000Hz六个倍频带的隔声量来表示

7、材料的隔声性能。对于普通教室之间的隔墙和楼板,要求达到大于等40dB的隔声量,也即透射声能小于入射声能的万分之一。隔绝空气声,主要服从质量定律,即材料的体积密度越大,质量越大,隔声性能越好,因此应选用密实的材料作为隔声材料,如砖、混凝土、钢板等。如采用轻质材料或薄壁材料,需辅以多孔吸声材料或采用夹层结构,如夹层玻璃就是一种很好的隔声材料。(2)固体声(撞击声)的隔绝材料隔绝固体声的能力是用材料的撞击声压级来衡量的。隔绝固体声最有效的措施是采用不连续的结构处理,即在墙壁和承重梁之间、房屋的框架和墙板之间加弹性衬垫,如毛毡、软木、橡皮等材料,或在楼板上加弹性地毯

8、。11.3装饰材料在建筑上,把铺设、粘贴或涂刷在建筑

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