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建筑装饰材料:影响导热性能的关键因素

时间:2023-10-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:对于同一种材料,内部结构不同也会导致传热系数的不同。在工程中,孔隙率可用体积密度来代替,从而表示出孔结构对材料导热性能的影响,材料的体积密度越小,其孔隙率越大,则传热系数就越小。一般情况下,传热系数会随温度的升高而增大。

建筑装饰材料:影响导热性能的关键因素

1.材料的性质

不同材料的传热系数差异很大,相比之下,固体的传热系数远大于液体和气体,而金属材料的传热系数远大于非金属的固体材料。对于同一种材料,内部结构不同也会导致传热系数的不同。传热系数最强的是结晶结构材料,其次是微晶体结构材料,而玻璃体结构材料的传热系数最小,但对于多孔的绝热材料而言,由于材料孔隙较多,故气体(空气)对传热系数会产生影响。

2.化学成分和微观结构

不同的化学成分和微观结构有着不同的导热性能,如金属材料的传热系数都比非金属材料大得多。一般来说,结晶结构的传热系数最大,微晶结构的次之,玻璃体结构的最小。因此,通过改变其微观结构,可使建筑装饰材料的传热系数变小。

3.孔结构

孔结构也是影响建筑装饰材料传热系数的一大因素。材料的孔结构包括两个方面的含义:一方面是孔隙率;另一方面是孔隙特征。孔隙率指的是孔隙密度;孔隙特征指的是孔隙的物理特征。其中孔隙特征包括很多方面,如孔的形状、大小、孔径分布、连通或封闭等。

在工程中,孔隙率可用体积密度来代替,从而表示出孔结构对材料导热性能的影响,材料的体积密度越小,其孔隙率越大,则传热系数就越小。在孔隙率相近的情况下对比空隙特征,孔径越大,孔隙相互连通的越多,材料的传热系数越大。

对于表观密度很小的材料,特别是纤维状材料(如超细玻璃纤维),当其表观密度低于某一极限值时,传热系数反而会增大,这是由于孔隙增大且互相连通的孔隙大大增多,而使对流作用加强的结果。因此,这类材料存在一个最佳表观密度,即在这个表观密度时传热系数最小。(www.xing528.com)

4.温度

材料本身的导热性能够随温度的变化而变化。一般情况下,传热系数会随温度的升高而增大。同时,材料孔隙中空气的导热和孔壁之间的辐射作用也有所增加。但这种影响在温度处于0℃~50℃范围内时并不明显,只有处于高温或负温下的材料,才需要考虑温度的影响。

5.湿度

材料受潮后,传热系数会增大,这是因为当材料的孔隙中有了水分后,孔隙中蒸汽的扩散起到传热的作用,水的传热系数比空气的传热系数大20倍左右,所以,水分子运动将起主要导热作用,如果孔隙中的水结成冰,其传热系数会变得更大。这种情况在多孔材料中最为明显。

6.热流方向

有些材料的组成在不同方向上结构布局不同,如木材等,纤维具有方向性,当热流平行于纤维方向时,受到阻力较小,此时,其传热系数较大;而热流垂直于纤维方向时,受到的阻力较大,此时,其传热系数较小。因此,在材料使用过程中,还要根据其特性,依照热流方向走势进行合理利用。

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