熱絕緣體

熱絕緣體是阻滯熱傳遞的材料，熱絕緣體是不良熱導體，包括塑膠、木材、軟木、玻璃纖維和空氣等。絕緣體是指極不容易傳導熱或電的物體。也叫非導體。熱的絕緣體一般有土、氣體，橡膠等。電的絕緣體有陶瓷、雲母、油脂、橡膠等。

基本介紹

• 中文名：熱絕緣體
• 外文名：thermal insulator
• 簡介：阻滯熱傳遞的材料
• 別稱：熱的不良導體
• 舉例：石棉，瓷、紙、木頭等

基本介紹

絕緣體可以分為熱絕緣體和電絕緣體兩種，熱絕緣體即可以阻止熱流動的物質：電絕緣體即可以阻止電荷流動的物質。電絕緣體是相對於導體和半導體而言的。

完全意義上的熱絕緣體，根據熱力學第二定律是不可能存在的。但是有一些材料，如二氧化矽，就非常接近真正的電絕緣體，從而產生了快閃記憶體技術。一種更大類別的材料。如橡膠和很多的塑膠等，對於家庭和辦公室配線來說都是“完美”的絕緣體，不存在安全性方面的隱患，並且效率也很高。在沒有發明出更好的合成物質之前，在大自然的固有物質中，雲母和石棉都可以作為很好的熱和電絕緣體。

絕熱材料

在建築學中，將用於控制室內熱量外流的材料稱為保溫材料；把阻止室外熱量進人室內的材料稱為隔熱材料；保溫、隔熱材料統稱為絕熱材料，也是熱絕緣體。建築物選擇合適的絕熱材料，既可以保證室內有適宜的溫度，為人們構築一個溫暖、舒適的環境，從而提高人們的生活質量，又可以減少建築物的採暖和空調能耗而節約能源。

據統計，具有良好絕熱功能的建築，其能源可節省25%~50%。因此，在建築工程中，合理選擇和使用絕熱材料具有重要意義。

類型

多孔型

對於多孔材料，當熱量從高溫面向低溫面傳遞時，固相中的導熱方向垂直於材料平面；當碰到氣孔後，固相導熱的方向發生變化，總的傳熱路線大大增加，從而使傳熱速度減慢。另外由於氣孔壁面存在著溫差，也會發生傳熱，但由於空氣的導熱率遠遠小於固體的導熱係數，所以熱量通過氣孔傳遞的阻力較大，使傳熱速度大大減緩。

纖維型

纖維型絕熱材料的傳熱機理基本上和多孔材料的情況相似。平行於纖維方向的傳熱量要大於垂直於纖維方向的傳熱量。

反射型

反射型是具有反射性的材料，由於大量熱輻射在表面被反射掉，使通過材料的熱量大大減少，從而達到了絕熱的目的。材料反射率越大，絕熱性越好。

材料的導熱性

材料的導熱性是指通過材料本身進行傳導熱量的一種能力，用導熱係數 表示。導熱係數 值越小，材料的保溫隔熱性能就越好。導熱係數是評定材料隔熱性能的重要指標。

不同的建築材料具有不同的保溫隔熱性能。保溫隔熱性能良好的材料常是多孔的。不同的建築材料具有不同的保溫隔熱性能，衡量材料隔熱性能的主要指標是導熱性。

主要因素

性質

不同的材料導熱係數是不同的，導熱係數值以金屬最大，非金屬次之，液體較小，氣體最小。對於同一種材料，內部結構不同，導熱係數也不同，一般結晶結構最大，微晶體結構次之，玻璃體結構最小。

特徵

由於材料中固體物質的導熱能力比空氣要大得多，故表觀密度小的材料，因其孔隙率大，導熱係數就小，即導熱係數隨孔隙率的增大而減小。對於鬆散纖維狀材料，當表觀密度低於某一極限時，導熱係數反而會增大，這是由於孔隙增大而且互相連通的孔隙大大增多，而使對流作用加強的結果。

溫度與濕度

材料的導熱係數隨溫度的升高而增大，因為溫度升高時，材料固體分子的熱運動增強，但這種影響在溫度0℃~50℃時並不明顯，只有對處於高溫或負溫下的材料，才考慮溫度的影響。

材料吸濕受潮後，其導熱係數增大，在多孔材料中最為明顯。這是由於受潮後材料的孔隙中有了水分，而水的導熱係數 =0.58 W/(m·K)比空氣的導熱係數 =0.029 W/(m·K)大20倍左右。如孔隙中的水結成冰，凍的導熱係數 =2.33 W/(m·K)，則導熱率會更大。故絕熱材料在套用時，必須注意防水避潮。

熱流方向

對於各向異性的材料(如木材等纖維質的材料)，當熱流平行於纖維方向時，熱流受到的阻力小；當熱流垂直於纖維方向時，受到的阻力最大。

上述各項因素中以表觀密度和濕度的影響最大，因此，在測定材料的導熱係數時，必須測定材料的表觀密度。至於濕度，多數絕熱材料可取空氣相對濕度為80%~85%時材料的平衡濕度作為參考值，儘可能在這種濕度條件下來測定材料的導熱係數。

在建築上採用絕熱保溫材料，能提高建築物的使用效能，減少基本建築材料的用量，減輕圍護結構的質量，提高建築施工的工業化程度，大幅度節能降耗，對促進建築業的發展，緩解能源緊張以及提高人民的居住水平具有重要意義。

常用材料

常用絕熱保溫材料的主要組成、特性和套用見表1。

表1 常用絕熱保溫材料的主要組成、特性和套用

品 種	主要組成材料	主要性質	主要套用
礦渣棉	熔融礦渣用離心法製成的纖維絮狀物	體積密度為110~130 k/m^3，導熱係數小於0.044W/(m·K)，最高使用溫度為600℃	絕熱保溫填充材料
岩棉	熔融岩石用離心法製成的纖維絮狀物	體積密度為80~150 kg/m^3，導熱係數小於0.044 W/(m·K)	絕熱保溫填充材料
瀝青岩棉氈	以瀝青粘結岩棉，經壓制而成	體積密度為130~160 kg/m^3，導熱係數為0.049~0.052 W/(m·K)，最高使用溫度為250℃	牆體、屋面、冷藏庫等
岩棉板(管殼、氈、帶等)	以酚醛樹脂粘結岩棉，經壓制而成	體積密度為80~160kg/m^3，導熱係數為0.040~0.050 W/(m·K)，最高使用溫度為400~600℃	牆體、屋面、冷藏庫、熱力管道等
玻璃棉	熔融玻璃用離心法等製成的纖維絮狀物	體積密度為8~40 kg·m^3，導熱係數為0.040~0.050 W/(m·K)。最高使用溫度為400℃	絕熱保溫填充材料
玻璃棉氈(帶、毯、管; 殼)	玻璃棉、樹脂膠等	體積密度為8~120 kg/m^3，導熱係數為0.040~0.058W(m·K)，最高使用溫度為350~400℃	牆體、屋面等
膨脹珍珠岩	珍珠岩等經焙燒、膨脹而得	堆積密度為40~300 kg/m^3，導熱係數為0.025～0.048 W/(m·K)，最高使用溫度為800℃	保溫絕熱填充材料
膨脹珍珠岩製品(塊、板、; 管殼等)	以水玻璃、水泥、瀝青等膠結膨脹珍珠岩而成	體積密度200~500kg/m^3，導熱係數為0.055~0.116 W/(m·K)，抗壓強度為0.2~1.2 MPa，以水玻璃膨脹珍珠岩製品的性能較好	屋面、牆體、管道等，但瀝青珍珠岩制; 品僅適合在常溫或負; 溫下使用