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引言:衡量保溫材料保溫效果的重要指標(biāo)是什么?“指標(biāo)”會(huì)不會(huì)因外界環(huán)境影響而改變?
一、什么是判斷保溫效果的指標(biāo)?
熱力學(xué)第二定律解釋:有溫差的地方一定會(huì)有熱量的傳遞。從常規(guī)的保溫形式來看,熱量傳遞的快慢與保溫材料本身的熱阻有一定的關(guān)系。
但是,一方面是熱阻測試有難度,另一方面是熱阻與材料的厚度一般是呈正比關(guān)系,即材料厚度越大,熱阻越大。因此,衡量保溫材料的保溫效果時(shí),通常是以導(dǎo)熱系數(shù)為依據(jù),它是一個(gè)絕對(duì)值,是材料本身固有的屬性,不因?yàn)椴牧系暮穸取⑿螒B(tài)等因素發(fā)生改變。在保溫材料行業(yè)發(fā)展相對(duì)成熟的今天,導(dǎo)熱系數(shù)的測試標(biāo)準(zhǔn)、方法、設(shè)備等方面也已較為完善,能為人們選擇保溫材料時(shí)提供參考依據(jù)。
接下來,我們就“影響導(dǎo)熱系數(shù)的主要因素”主題展開闡述。
二、影響導(dǎo)熱系數(shù)的因素
熱量傳遞包括熱傳導(dǎo)、熱輻射和熱對(duì)流三部分;導(dǎo)熱系數(shù)的高低則直接與熱量傳遞的三個(gè)部分相關(guān)。
保溫材料有個(gè)顯著特點(diǎn),就是疏松多孔。以我們常見的、多應(yīng)用在暖通空調(diào)、排水管等日常場景的橡塑保溫材料為例,其閉孔結(jié)構(gòu)可有效降低或者是阻擋熱對(duì)流的形成,讓材料有更好的保溫效果。
再舉個(gè)例子,氣凝膠的保溫隔熱性能,也是基于其多孔納米結(jié)構(gòu),導(dǎo)致熱傳導(dǎo)的路徑長且窄,熱傳導(dǎo)速度慢。
保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)與熱量傳遞的3個(gè)大方向相關(guān)。而保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)雖不受材料本身厚度、形態(tài)影響,但也會(huì)因?yàn)橥饨绛h(huán)境、條件的變動(dòng)有所浮動(dòng);也會(huì)因自身材料性質(zhì)等不同,表現(xiàn)出與其他保溫材料不同的導(dǎo)熱系數(shù)。
首先,比較直觀的一點(diǎn)是不同保溫材料,導(dǎo)熱系數(shù)也大有不同。比如無機(jī)物及有機(jī)物導(dǎo)熱系數(shù)略低,但泡沫等導(dǎo)熱系數(shù)更低。
其次,材料本身的密度對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)也有重要影響。一般情況下保溫材料的密度越高,材料越密實(shí),則導(dǎo)熱系數(shù)越高。然而,這并不是一成不變的。此前,我們針對(duì)巖棉保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)與密度的關(guān)系進(jìn)行了探討:巖棉密度與導(dǎo)熱系數(shù)不是簡單的線性關(guān)系,當(dāng)巖棉密度過高時(shí)氣體空間會(huì)減少,導(dǎo)致熱輻射和對(duì)流熱損失增大,最終導(dǎo)熱系數(shù)再增加,保溫效果也隨之降低。
再者,濕度也是影響材料導(dǎo)熱系數(shù)的因素之一。當(dāng)環(huán)境濕度過高,或者保溫材料受潮后,導(dǎo)熱系數(shù)有可能會(huì)上升,影響保溫效果。因此,我們一般建議保溫材料的保存應(yīng)選擇干燥通風(fēng)的地方放置。
溫度也是影響保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)的關(guān)鍵因素之一,且導(dǎo)熱系數(shù)基本上是根據(jù)溫度的升高而上升。
以上,是影響保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)的幾個(gè)重要因素。而保溫材料有可能會(huì)受到多種因素的疊加影響,我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用時(shí),還需要根據(jù)使用的場景環(huán)境合理選擇,并根據(jù)保溫材料性質(zhì)等合理使用及存放,保證材料的保溫效果。