（材料学专业论文）模糊物元分析法在墙体材料优选中的应用.pdf

重庆大学硕士学位论文中文摘要 摘要 建筑墙体材料工业是典型的资源型、耗能型和劳动密集型产业。在可持续发 展战略及加强生态建设和环境保护等国策推动下，我国新型墙体材料通过墙材革 新得到了快速的发展与推广。然而新型墙体材料种类繁多，产品更是层出不穷， 且各种墙材产品在资源、能源消耗、环境影响及使用性能等各方面都存在一定差 异，而不同地区、不同工程项目对墙材产品性能要求的侧重点也不尽相同，这就 为实际工程合理、正确选用墙材产品带来了疑虑所以，如何综合众多所需考察 因素对墙材产品进行综合优选评价，为实际工程选用最佳的墙材产品显得尤为重 要。且也能进一步促进我国墙体材料工业的健康发展 本文首先对墙材优选评价的目标及评价指标体系的构建原则进行了系统分 析，采用技术专家理论分析及集中相关人群进行研讨的方式，建立了以“技术”、“经 济”、“环境”为三大评价目标的墙材优选评价指标体系，并根据该体系及墙体材料 发展应用的特点建立了相应的评价标准。 结合墙材优选评价的特征，引入了在其它领域己得到广泛应用的模糊物元分 析法，并成功地将该方法原理与墙材优选评价指标体系及评价标准结合，建立了 模糊物元分析墙材优选评价模型，并以某工程的外墙墙材产品选用为例验证了该 模型在实际应用中的合理性与可信性。最后用计算机开发了基于该模型的墙材优 选评价系统，使墙体材料在具体工程中的优选评价得以具体化、实用化。 本文通过对墙体材料优选评价体系、评价标准、模糊物元分析墙材优选评价 模型及墙材优选评价系统的建立与开发，可以结合实际建设工程的需要对墙体材 料产品进行综合评价，并优选出最适合该工程建设项目的墙材产品，从而可促进 新型墙材产品在实际工程中的合理应用，并从应用源头引领我国墙体材料工业健 康快速的发展，也可为管理部f - l 带l j 定产业政策、社会学家及其他各行各业专家提 供一定参考。 关键词：墙体材料，物元分析法，技术，经济，环境，评价 重庆大学硕士学位论文英文摘要 a b s t r a c t b u i l d i n gw a l lm a t e r i a li n d u s t yi st y p i c a l l yr e s o u r c e w a s t i n g , p o w e r w a s t i n ga n d l a b u r i n t e n s i v e o nt h ep r o m o t i o no fn a t i o n a lp o l i c ys u c h 勰s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t s t r a t a g e m , e n h a n c i n gc o n s t r u c t i o n o fz o o l o g ya n de n v i r o n m e n tp r o t e c t i o ne t e ，o u r c o u n t r y sn e w w a l lm a t e r i a lh a sb e e nd e v e l o p e da n dg e n e r a l i z e df a s tb yw a l lm a t e r i a l r e f o r m a t i o np o l i c y b u tt h e r ea r eal o to fs p e c i e s e so fn e ww a l lm a t e r i a l ，a n dn e w p r o d u c t i o ni se m e r g ei ne n d l e s s l y s o m ed i f f e r e n c ea m o n gr e s o u r c e 。e n e r g yc o n s u m p t i o n , e n v i r o n m e n ti n f l u e n c ea n dp e r f o r m a n c ee r ew e r ee x i s t e db c t w e a nd i f f e r e n tk i n d so fw a l lm a t e r i a l p r o d u c t i o n , a n dt h en e e df o rw a l lm a t e r i a lp r o d u c t i o n sp e r f o r m a n c ei s d i f f e r e n tt od i f f e r e n t p r o j e c t s ，s oi t sh a r dt oc h o o s et h er e a s o n a b l ew a l lm a t e r i a lp r o d u c t i o nf o ra c t u a lp r o j e c t s oi t s v e r yi m p o r t a n tt oh o wt oo p t i m i z a t i o na s s e s s n l e n tt h ew a l lm a t e r i a lp r o d u c t i o nb y i n t e g r a t i n ga l lk i n d so ff a c t o r sa n dc h o o s et h eb e s tw a l lm a t e r i a lp r o d u c t i o nf o ra c t l l a l p r o j e c t , a n d i t c a n b e p r o m o t i n g t h e d e v e l o p m e n t o f o u r c o u n r o , s w a l l m a t e r i a l i n d u s t r y i nt h i sp a p e r , t h ea i mo f w a l lm a t e r i a lo p t i m i z a t i o na s s e s s m e n ta n dt h ep r i n c i p l eo f a s s e s s m e n ts y s t e mh a db e e nf i r s t l ya n a l y s e d ，t h ew a l lm a t e r i a lo p t i m i z a t i o na s s e s s m e n t s y s t e mw h i c hb a s e do nt h e t e c h n o l o g y ， e c o n o m y , e n v i r o m e n t f o rt h et h r e e a s s e s s m e n ta i m sh a db e e ns e t t e d 叩b yt e c h n i q u ee x p e r t st h e o r ya n a l y s ea n d i n v e s t i g a t i o nw i t l l l o t s o fc o r r e l a t i v ep e o p l e a n dt h ea s s e s s m e n tc r i t e r i o nh a db e e n s e t t e du pb yt h es y s t e ma n dt h ec h a r a c t e r i s t i co fw a l lm a t e r i a l sd e v e l o p m e n ta n d a p p l i c a t i o n i n t e g r a t i n gt h ec h a r a c t e r i s t i co fw a l lm a t e r i a l so p t i m i z a t i o na s s e s s m e n t , i m p o r t e d t h ef u z z ym a t t e re l e m e n ta n a l y s i sw h i c hh a da p p l i e da b r o a di no t h e rf i e l d ，a n dc o m b i n e d t h ew a l lm a t e r i a lo p t i m i z a t i o na s s e s s m e n ta n da s s e s s m e n tc r i t e r i o ns u c c e s s f u l l y t h e m o d l eo ff u z z ym a t t e re l e m e n ta n a l y s i sw a l lm a t e r i a lo p t i m i z a t i o na s s e s s m e n th a db e e n s e t t e du p ，a n dt h em o d l e sr a t i o n a l i t ya n dc r e d i t a b i l i t yi na c t u a la p p l i c a t i o nh a db e e n v a l i d a t e db yt h eo p t i m i z a t i o no fe x t e r n a lw a l lm a t e r i a lf o ro n eo b j e c t t h ew a l lm a t e r i a l o p t i m i z a t i o na s s e s s m e n ts y s t e mw h i c hb a s e do nt h em o d e lh a db e e ne x p l o i t e db y c o m p u t e r , a n dm a k e st h eo p t i m i z a t i o na s s e s s m e n tf o rw a l lm a t e r i a li nt h ea c t u a lo b j e c t e m b o d i m e n ta n dp r a c t i c a b i l i t y i nt h i sp a p e r , t h ew a l lm a t e r i a l o p t i m i z a t i o n a s s e s s m e n ts y e t e m ，a s s e s s m e n t 重庆大学硕士学位论文 英文摘要 c r i t e r i o n , t h em o d eo ff u z z ym a t t e re l e m e n ta n a l y s i sw a l lm a t e r i a l o p t i m i z a t i o n 鹬s e s s m e ma n dt h ew a l lm a t e r i a lo p t i m i z a t i o na s s e s s m e n ts y e t e mh a db e e ns e t t e du p a n de x p l o i t e d i tc a nm a k ei n t e g r a t i v ea s s e s s m e n tt ow a l lm a t e r i a lw i t ht h en e e do f a c t u a lo b j e c t , a n do p t i m i z et h eb e s tr e a s o n a b l ew a l lm a t e r i a lf o rt h eo b j e c t s oi t c a n p r o m o t et h er e a s o n a b l ea p p l i c a t i o nf o rt h en e ww a l lm a t e r i a lp r o d u c t i o n , a n dl e a do u r c o u n t r y sw a l lm a t e r i a li n d u s t r yd e v e l o p i n gh e a l t h i l ya n df a s tf t o mt h ea p p l i c a t i o n b e a d s t r e a m ，g i v es o m e r e f e r e n c et o m a n a g e ri ne s t a b l i s h i n gi n d u s t r yp o l i c yo r s o c i o l o g i s ta n de x p e r ti ne v e r yw a l ko f l i f et o o k e y w o r d s ：w a l lm a t e r i a l m a t t 盯d e m e n ta n a l y s i s ，t e c h n o l o g y , e c o n o m y , e n v i r o m e n t , a s s e s s m e n t i l i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得重鏖太堂 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本 研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：7 池对茜签字日期：& 一一年尼月f f 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解重鏖盍堂有关保留、使用学位论文的 规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许 论文被查阅和借阅。本人授权重鏖太堂可以将学位论文的全部或部 分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段 保存、汇编学位论文。 保密() ，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密( ) 。 ( 请只在上述一个括号内打“4 ”) 学位论文作者签名：俄叶蓄 导师签名：肾忡 签字日期：9 o o 占年”月f 日签字目期：吨年l l 月l 日 重庆大学硕士学位论文1 绪论 1 绪论 1 1 论文的背景 1 1 1 国内外墙体材料工业的发展现状 人口膨胀、资源短缺、环境恶化是当今社会可持续发展面临的三大问题，人 类在创造社会文明的同时，也不断破坏自身赖以生存的环境空间自然资源和能 源的耗竭与贫化、环境的恶化已成为阻碍世界经济稳定高速发展的主要因素之一， 世界各国也正在为此寻求各种有效的解决途径。正是在这种国际形势下，我国也 把实施可持续发展战略、加强生态建设和环境保护作为了一项基本国策【l 】 2 1 。在此 形势下，建材行业的可持续发展及其相关的环境问题也受到了世界各国的广泛关 注。 建筑墙体材料工业是我国建材工业的重要组成部分，其用量约占建材总量的 1 2 ，产值接近建材工业总产值的1 3 ，耗能约占建材工业总能耗的1 2 ，在工程应 用中约占整个建筑物重量的6 0 ，长期以来传统墙体材料的生产占用了大量耕地， 消耗大量能源，并且严重污染环境。所以在我国开展墙体材料革新工作是保护土 地资源、节约能源、资源综合利用、改善环境的重要措施，也是可持续发展战略 的重要内容。 国外墙体材料工业的发展现状 二十世纪以来，世界各国在建筑材料方面有了很大的发展，特别是二次世界 大战以后，为恢复和重建的需要，发展更是迅速。在产品品种上，已经突破了传 统的水( 泥) 玻( 璃) 陶( 瓷) 和砖灰砂石的格局，形成了品种繁多的，包括建筑结构材 料和建筑功能材料的完备的新型建筑材料体系。其中墙体材料的发展主要体现在： 1 ) 从墙材产品结构现状分析。工业发达国家经过长期努力，在2 0 世纪4 0 _ - 5 0 年代进行了以轻质新型墙材取代粘土实心砖的转变。并根据本国的资源、气候、 习惯及经济发展水平，形成了相应的以生产各种轻质、高效能墙体材料为主体的 生产体系，粘土实心砖的比例越来越低，而轻质、利废、节能墙材比例增高，复 合多功能产品发展较快，其生产技术和应用技术不断进步，整个墙体材料产品结 构趋向合理化。如日本人口密集，土地资源缺乏，因而重视薪型墙板、加气混凝 土墙材的开发，其总产量仅次于美国，尤其是充分利用工业废渣磷石膏生产 轻板、防火纤维石膏板，产量名列世界前列。 2 ) 从墙材产品种类进行分析。国外工业发达国家形成了以混凝土砌块、石膏 板、灰砂砖、加气混凝土及复合轻质板为主要墙体材料产品的墙材产品体系。如 在美国和日本，建筑砌块已成为墙体材料的主要产品，分别占墙体材料总量的3 4 重庆大学硕士学位论文1 绪论 和3 3 。 3 ) 从墙体材料发展趋势分析天然材料进一步向合成材料发展；传统材料进 一步向多功能材料发展；单一材料进一步向复合材料发展；墙体材料的生产广泛 利用工业固体废料 3 1 【4 】 我国墙体材料工业的发展现状 我国是世界上最大的建筑材料生产和消费大国，自2 0 世纪8 0 年代中期以来， 我国主要建筑材料产品的产量一直稳居世界第一，然而我国建材行业走的是粗放 型发展道路，其快速发展是以消耗大量资源、能源和环境破坏为代价的，所以在 我国开展绿色建材的研究与应用对实施可持续发展战略具有十分重要的意义嘲，而 对于资源型、耗能型的墙材行业而言显得尤为重要。 在国际国内可持续发展战略形势下，我国于1 9 8 8 年起开始实施了墙材革新工 作，由国家建材局、建设部、农业部、国家土地管理局联合开展了墙体材料革新 和建筑节能工作，其工作大致分为了三个阶段 6 1 ； 第一阶段为试点起步阶段，从1 9 8 8 年2 月到1 9 9 1 年9 月在哈尔滨召开第一 届全国墙体材料革新与建筑节能工作会议前。国家先后确定哈尔滨市、成都市和 江苏省为试点省市；提出试点工作方案及主要任务；形成了墙改系统工程思路； 成立墙改试点领导小组和办公室，并由两部两局联合发出了“关于限制毁田烧砖积 极推进墙体材料改革的意见”。 第二阶段从1 9 9 1 年9 月到1 9 9 2 年1 1 月国务院6 6 号文件颁布前，为点面结 合、逐步展开阶段。 第三阶段是1 9 9 2 年1 1 月以后，为深入发动、全面推进实施阶段。 在国家政策宏观调控下，经过十几年的改革与发展，我国的墙材革新工作取 得了可喜的成就，在新型墙体材料产量、产品质量和结构、技术装备水平均有一 定提高墙材发展现状具体归纳如下： i ) 自国家墙材革新及“禁实”工作开展以来，新型墙材产量快速增长，经济社 会效益显著：据相关资料显示，2 0 0 2 年我国新型墙体材料产量己达3 0 0 0 亿块标砖， 占墙材总量的3 9 ；比2 0 0 0 年提高2 1 个百分点。减少粘土实心砖1 0 0 0 亿块标砖， 累计节约土地近7 0 万亩，节能1 0 0 0 万吨标煤，用工业废渣2 5 亿吨。 2 ) 技术装备水平和产品质量上了一个新台阶：通过引进具有当代先进工艺技 术水平的新型墙材生产线，并消化、吸收其先进的生产工艺来适应国内市场。使 我国新型墙材设备在产品质量、档次、功能等方面也有了很大的提高f 7 l 。 3 ) 墙体材料产品结构调整取得了一定成效，实心粘土砖的生产与应用得到进 一步限制，发展了砖、砌块、板材三大类种类齐全的新型墙体材料伪： 砖类：以多孔砖和空心砖为主导产品，并开发研制了大掺量废渣砖，其产品 2 重庆大学硕士学位论文l 绪论 主要有空心粘土砖、烧结页岩砖、蒸压灰砂砖、烧结粉煤灰砖、蒸压粉煤灰砖、 煤渣砖、烧结煤矸石砖等； 砌块：以蒸压加气混凝土砌块为主导产品，开发研制了利用工业和矿渣生产 的普通混凝土小型空心砌块、轻集料混凝土小型空心砌块、粉煤灰砌块、石膏砌 块、粉煤灰小型空心砌块、空心粘土砌块、泡沫混凝土砌块等； 板材：目前发展起来的主要产品有g r c 轻质多孔条板、g r c 平板、石膏空心 条板、纸面石膏板、石膏纤维板、纤维增强硅酸钙板、蒸压加气混凝土板等。 4 ) 新型墙体材料的生产开始向规模化方向发展。 国内外墙体材料工业发展的差距 我国墙材革新工作虽然取得了一定成就，但仔细分析现状还是存在很多问题， 与发达国家相比也存在较大差距： 1 ) 我国新型墙材企业各方面虽说有了一定发展，但大多规模小，技术装备落 后，大规模、高水平、具有高新技术的墙材装备生产企业极少，目前不少新上马 的墙材生产线处于低水平重复建设状态，导致大部分建材产品质量不高，性能欠 佳，不能满足建筑业日益发展的需要。 2 ) 大量新型墙材产品积压，生产能力未能充分发挥，尤其是质量高、性能优 良的新型墙材产品得不到广泛应用。具体表现在我国混凝上砌块产量不足生产能 力的l ，2 ，板材生产能力仅发挥了1 3 t s j 。 3 ) 与国外相比，美国混凝土砌块占墙材总量3 4 ，年产约6 3 0 0 万f ，板材 约占墙材总量4 7 ；日本混凝土砌块占墙材总量3 3 ，板材约占6 4 ；德国砌块 约占3 9 8 ，板材约占4 1 。我国此类优质墙材产品的生产应用与发达国家相比， 相差甚远 我国墙体材料的发展较过去有了很大进步，但现状不容乐观，主要体现在墙材 产品的性能质量普遍不高，而优质墙材产品因各种原因不能在实际建设工程中大 量应用，造成该类墙材产品积压及墙材生产企业生产能力发挥不足。所以墙材产 品的发展应重视建筑发展的需要，从建筑应用的角度来发展墙体材料，一方面可 以提高新型墙材在建筑中的应用，另一方面也能避免产品积压、生产能力得不到 充分发挥等现象发生：墙材生产企业产品畅销，经济效益提高，就有能力购置新 的设备，发展新的生产线，利于墙材生产企业扩大生产规模。保证产品质量、性 能，从而可促进我国墙材工业健康、良性循环。 1 1 2 国内外墙体材料产品的应用现状 国外墙体材料产品的应用现状 国外墙体材料发展相当迅速，在应用混凝土砌块、纸面石膏板、灰砂砖、加 气混凝土、复合轻质板等处于世界领先地位： 3 重庆大学硕士学位论文1 绪论 1 ) 混凝土砌块：欧洲国家中，混凝土砌块的用量占墙体材料比例约在1 0 3 0 之间。各种规格、式样、品种、颜色的砌块应有尽有，并制定了完善的混凝土 砌块产品标准、应用标准和施工规范等。 2 ) 纸面石膏板；美国是纸面石膏板最大的生产国，目前年产量己超过2 0 亿 m 2 。日本自6 0 年代开始大规模生产石膏板，年产量为6 亿m 2 。其它石膏板生产 量较大的国家有加拿大、法国、德国、俄罗斯等。在石膏原料方面，近年来。用 工业废石膏生产的石膏板和石膏砌块产量猛增。 3 ) 灰砂砖：德国是灰砂砖应用比较多和使用量较大的国家。目前有灰砂砖厂 1 6 1 家，年产量5 5 亿块左右，灰砂砖占砌筑墙体材料总量的比例仅次于粘土砖达 3 2 。灰砂砖产量较大的国家还有俄罗斯、波兰和其他国家。 4 ) 加气混凝土：俄罗斯是加气混凝土产量和用量最大的国家，其次是德国、 日本和一些东欧国家。 我国墙体材料产品的应用现状 我国建筑材料行业流行者3 个7 0 的说法，即房建材料的7 0 是墙体材料： 墙体材料的7 0 是实心粘土砖；而建筑行业节能的7 0 有赖于墙体材料的改革。 这种说法是我国当前墙体材料应用的真实写照，但也说明了我国墙材革新有着巨 大的潜力州。 1 9 9 9 年8 月2 0 日国务院办公厅以国发办 1 9 9 9 1 2 号文国务院办公厅转发建 设部等部门关于推广住宅产业现代化、提高住宅质量若干意见的通知中，明确 要求积极开展和推广新材料、新技术，完善住宅的建筑和产品体系。国家墙改办 已正式明确我国1 7 0 个大中城市于2 0 0 3 年6 月3 0 日后禁用粘士实心砖【1 0 l 。这些 均从政策上为新型墙体材料的推广应用打好了基础。 经过国家近几年的政策宏观调控发展，新型墙体材料的推广应用取得了一定 的发展，实心粘土砖在许多大中城市的应用已得到控制，然而墙体材料以粘土砖 为主导的局面至今没有得到根本改变，新型墙体材料用量仅占墙材总量的3 0 左 右，其中非粘土制品新型墙材产品用量则更低嘲。建设工程应用的新型墙材产品 又以粘土空心砖( 砌块) 、页岩空心砖( 砌块) 、混凝土小型空心砌块等为主，许 多优质的墙材产品由于经济、设计、施工中存在的质量问题，未能得到应用或应 用量很少，如加气混凝土制品应用不足1 、各种板材类墙材产品应用总量则更低 1 1 1 1 2 1 。 我国国土幅员辽阔，各地区气候、资源、能源和环境等条件都存在很大差异， 致使我国各地区墙材产品发展应用也不尽相同；又由于各地地方政策、经济发展 水平以及建设工程各方主体( 建设方、设计方、施工方、监理方) 认识和利益位 置的不同，且缺乏统一的墙材产品应用优选评价体系加以限制，在面对众多没有 4 重庆大学硕士学位论文l 绪论 统一评价、衡量标准的新型墙材产品时，造成了各单位在满足墙材应用最基本要 求的前提下各自为政、市场应用混乱的局面。 与国外发达国家相比，在墙材产品的实际应用中存在一定的差距，主要体现 在我国优质墙材产品应用总量少，许多优质墙材产品未能得到充分应用，各地区 缺乏适合相应工程项耳特点的墙材主导产品，缺乏统一的墙材选用标准规范墙材 产品的应用，导致各地区之间墙材产品应用混乱所以，如何充分考虑各地区、各 工程项目不同的实际情况，并能综合考虑我国墙材产品发展现状、建立统一的墙 材应用衡量标准，必将规范我国各地区新型墙材产品的应用，促进我国新型墙体 材料的发展。 1 1 3 现代建筑体系发展变化对墙体材料新的要求 在农业社会，人类具有崇尚自然、依赖自然的建筑观和环境观，从而形成了 基于古典美学原则的古典建筑体系；在工业社会，人类就具有征服自然、消耗自 然的建筑观和环境观，形成了一种基于经济与技术原则的现代建筑体系；在信息 社会、知识经济时代里，人们逐渐发现人类社会正面i 艋一系列重大环境与发展问 题的严重挑战，如人口剧增、资源过度消耗、气候变异、环境污染、生态破坏等， 在此背景下，建筑学的一些基本理论、目标、范围、原则和方法均受到了巨大冲 击，建筑领域也正在发生第三次革命，即走向绿色建筑体系( 生态建筑体系) ( 1 3 1 绿色建筑体系是基于生态系统良性循环原则，以“绿色”经济为基础，“绿色” 社会为内涵。“绿色，技术为支撑，“绿色，环境为标志建立的一种新型建筑体系：它 将自然、人以及人造物纳入统一研究视野，不仅研究人的生活、生产和人造物的 形态，而且也研究人赖以生存的自然的发展规律，研究自然、人与建筑的相互关 系。在目标上，它追求人( 生产和生活) 、建筑和自然三者的协调和平衡发展；在方 法上，它主张“设计追随自然”；在技术上，它提倡应用可促进生态系统良性循环、 不污染环境、高效、节能和节水的建筑技术。 传统建筑体系下，建筑师所考虑的主要是建筑的功能、经济和技术条件，建 筑师面对的问题相对较为单纯。在绿色建筑体系下。建筑的自然和人工环境条件， 以及建筑对于环境的影响，都成为建筑师思考的重点，建筑是作为生态链中的一 环出现的，建筑师必须在建筑布局、结构选型、材料选择、构造设计等方面充分 考虑建筑对于环境的正与负的影响【l 1 。 传统建筑体系的空间环境理想仅仅局限于人工建筑系统，而绿色建筑体系的 空间环境结构则必须整合自然和人工两大系统，而且这一空间结构要解决好整体 环境的可持续发展与部分环境的可持续发展问题。因此也就在建筑学领域提出了 建筑的可适应性概念，建筑的可适应性是指能够满足不同入群、工作性质的不同 需求，并且随着时间的推移和社会的发展，其空间结构和功能具有一定的可变性 重庆大学硕士学位论文1 绪论 和可调节性，以适应客观状况和主观需求变化的性能l l 蚴j 然而建筑最终是由建筑材料建成，建筑材料行业是建筑行业的基础。作为建 材行业重要组成部分的墙体材料就应是绿色建筑体系发展的重中之重，且建筑的 可适应性更是对建筑空间起围护分隔作用的墙体材料的考验。因此，建筑体系发 展变化对建筑行业所提出的要求，很大程度上就是对建筑材料行业的要求，那么 墙体材料的发展应用必须遵循这些新的要求，随着绿色建筑体系的逐步发展完善， 对墙材产品的性能要求也会随之发生改变。 所以，不能脱离建筑体系的发展需要独立考察墙材的发展要求，而应以建筑 体系的应用为出发点、用发展的眼光综合权衡对墙材产品的考察，这样墙材行业 的发展才能满足建筑体系发展的需要，才能具有很强的科学性、适应性及可持续 发展性。 综上，从墙材工业发展现状、墙材产品应用现状及建筑体系发展需求等因素 综合考虑，墙材行业的发展应用必须以满足建筑应用为基本出发点而地区性和 工程性质的不同又决定了建筑应用特点要求的多样性，且新型墙体材料种类繁多， 产品更是层出不穷，各种墙材产品在资源、能源消耗、环境影响及使用性能等各 方面都存在一定差异。所以，如何结合建筑应用的实际需求，并综合考虑墙材产 品各因素对各种墙材产品进行综合评价，为各建设工程选用合理的墙材产品，必 将能推动我国墙材行业健康快速的发展、应用。 1 2 墙体材料评价及模糊物元分析法研究、应用现状 1 2 1 墙体材料评价体系研究应用现状 在上世纪二、三十年代，西方发达国家就己着手墙体材料改革，到2 l 世纪， 墙体材料的产品结构就已趋于稳定合理化，墙材产品以混凝土砌块、石膏板、灰 沙砖、加气混凝土、轻质复合板为主，生产与应用水平较高，且己制定了较为完 善的标准和规范体系【3 1 目前墙体材料正在向纵深发展，使已广泛使用的优质墙体 材料迸一步提高生产率、利用工业废渣、节约能耗，使产品系列化与配套化，并 不断开发多功能墙材产品。 我国墙体材料的改革起步较晚，经过十几年的墙材革新工作的发展，新型墙 体材料发展迅速，取得了可喜的成绩，但与国外发达国家仍存在较大差距。且国 外发达国家与我国国情不同，我国虽然制定了一系列的经济政策和产业技术政策， 鼓励和规范新型墙材发展，但是新型墙材的发展仍然存在一定盲目性，所以在我 国也开展了一些墙体材料的评价研究。 在我国新型墙体材料发展初期，由于国家缺乏相应的法律法规政策及评价标 准，致使我国墙材产业发展混乱，各墙材企业盲目上马新项目，而产品质量良莠 6 重庆大学硕士学位论文i 绪论 不齐，为了规范引导我国墙材工业健康发展，并保护耕地、节约资源与能源、改 善环境，改善建筑功能，由建筑材科工业技术情报研究所建立了以“质量”和“环境” 为评价目标，以“产品性能”、“产品施工性”、“墙体安全性”、“产品经济性”、“资 源消耗”、“能源消耗”及“环境污染”为评价内容的墙材评价指标体系，为确定我国 墙体材料的主导产品以及新型墙体材料的发展规划提供了依据五5 】。 该体系建立完善后在广西、福州、重庆、太原、贵阳等地得到推广应用，并 确定了该类地区墙体材料主导发展产品，同时也为我国其他地区墙体材料产品进 行科学的评价，选择适宜的产品重点发展，对优化墙体材料产业结构，推动节能 利废、满足建筑功能和节能建筑要求的性能优异的新型墙体材料产品的发展，确 保墙体材料行业可持续发展，具有十分重要的意义。但是该体系仅仅以墙材行业 发展为出发点，以产品“质量”和“环境”性能为评价目标，没有考虑到建设应用中各 种实际需求情况，为我国前期墙材行业的发展起了很大推动作用，但是不能满足 现代建筑发展对墙材产品选用的需要。 东南大学和江苏省墙改办为了解决墙材发展盲目、应用混乱等闯题，通过调 研、方法论证以及专家咨询等手段，结合江苏省墙体材料发展应用的特点建立了 以“环境”、“性能”、“技术”和“经济”为评价目标的墙体材料综合评价体系，为政府 和非政府组织进行墙材发展战略性规划的决策、生产企业因地制宜地发展适合当 地的主导产品、设计及施工单位进行墙材应用的优化选择提供了依据 2 6 - 2 钔。该体系 虽然也考虑了墙材产品在实际工程中的应用闯题，但不全面，没有考虑到建筑体 系的发展变化对墙材产品的需求，也没有处理好建筑应用对墙材产品要求的多样 性和各种墙材产品性能多样性的矛盾问题，不能满足现代建筑发展对墙材产品选 用的需要。 1 2 2 模糊物元分析法研究应用现状 物元分析方法是我国著名学者蔡文教授于1 9 8 3 年首创的一门介于数学和实验 之间的学科。物元分析法是研究物元及其变化规律，并用于解决现实世界中的不 相容闯题的有效方法。 如果物元中的量值带有模糊性，便构成了模糊不相容问题。模糊物元分析就 是把模糊数学和物元分析有机地结合在一起，融化提炼，交叉渗透，对事物特征 相应的量值所具有的模糊性和影响事物众多因素间的不相容性加以分析、综合， 从而获得解决这类模糊不相容问题的一种新方法1 2 9 j 。近几年来。这一实用性很强 的理论和方法已开始应用于工程技术领域，并取得了可喜的成果。 模糊物元分析法发展2 0 几年来，已广泛应用于各行各业，并取得一定成就。 就建筑行业而言，模糊物元分析法已成功应用于混凝土绿色度的量化评价、建筑 产品的完损度评价、住宅性能的综合评价等，已充分证明了该方法用于建筑领域 7 重庆大学硕士学位论文l 绪论 的可行性及科学合理性 2 0 0 3 年合肥工业大学开展了利用模糊物元分析法对工业绿色产品的综合评 价，取得理想的研究成果，并详尽的论述了如何将模糊物元分析法原理与工业产 品的特点相结合对其进行综合评价，再一次论证了该方法在实际应用中的可行性 及科学合理性口“i 。 模糊物元分析法在建材行业的应用始于1 9 9 8 年，首先由同济大学提出利用物 元分析法选用新型建材，该方法将选用新型建材中所需考虑的评价指标进行了量 化处理，避免了选择新型建材应用中的片面性和盲目性，并为特定建设项目在选 择新型建材时提供了一种行之有效的方法l 蚓。但该方法的实际应用较少，主要是 因为缺乏物元分析法原理与建材行业特征相结合的相关分析模型与应用实例。所 以，如何将建材行业特征与模糊物元分析法紧密结合开展对建材产品的综合评价， 对于该法在建材行业的应用及促进建材行业的发展显得十分重要，就量大面广的 墙材行业而言，就显得尤其的重要。 1 2 3 存在问题及不足 墙体材料评价体系研究在我国已取得很大进展，在一定程度上已推动了我国 墙材革新工作及新型墙体材料的发展，但就我国墙体材料发展应用现状分析还存 在以下问题与不足： 目前我国墙体材料评价体系研究工作多以推动新型墙体材料发展为出发 点，为我国发展起了砖、砌块、板材三大类种类齐全的新型墙体材料产品，而较 少考虑到各种墙材产品在实际工程中的应用情况，而各墙材产品在资源、能源消 耗、环境影响及使用性能等各方面都存在差异，这就为我国建设工程在面对众多 可供选择的墙材产品时带来了疑虑； 部分评价体系研究也涉及到墙材应用问题，但是考虑很片面，没有综合考 虑各方面因素，与实际工程需要结合则更少，所以导致了我国大量优质墙材产品 积压，限制了我国新型墙材产品的发展更新； 各评价体系操作应用繁琐。 ， 模糊物元分析法己成功应用于建筑行业，在建材行业的优选应用已有初步研 究，但缺乏将建材行业的特征与物元分析法有效结合应用。所以，在充分考虑墙 材工业发展、应用特点的前提下，将模糊物元分析法引入墙体材料优选评价，不 仅切实可行，而且也具有一定创新意义。 1 3 论文的提出 1 3 1 论文研究目的和意义 建筑墙体材料工业是典型的资源型、耗能型和劳动密集型产业，在可持续发 8 重庆大学硕士学位论文1 绪论 展战略、加强生态建设和环境保护等政策推动下，我国推行了墙材革新和大力发 展新型墙体材料政策，经过l o 几年的努力，我国新型墙材产品的产量有了大幅度 增加，墙材企业技术装备水平和产品质量也有很大提高，墙材产品结构调整也取 得很大成效，发展起了砖、砌块、板材三大类种类齐全的新型墙体材料产品，但 由于各墙材产品之间资源、能源消耗、环境影响及使用性等各方箍的差异，使得 不同墙体材料产品之间缺乏可比性，为实际工程的墙体材料选用带来了疑虑，也 造成了目前墙材产品应用混乱、大量优质墙材产品积压的不利局面。 本论文的目的就是结合我国各地区、不同建筑结构体系、不同建筑部位、不 同建筑节能标准以及不同工程项目的特点，从建筑体系发展变化的观点及墙材产 品应用的角度出发，建立墙材优选评价指标体系，然后利用模糊物元分析法综合 各方面因素建立评价模型量化比较不同墙材产品的优异；为了便于建设各方使用。 利用计算机开发了墙材优选评价系统，简化该方法的应用，可使该方法在建设工 程中能被广泛推广应用。 通过墙材优选评价指标体系、相应评价标准的建立，模糊物元分析法评价模 型的建立及应用，墙材优选评价系统的开发应用，一方面可为建设项目选用正确、 合理的墙材产品，另一方面也可为管理部门制定产业政策、社会学家及其他各行 各业专家提供参考，并从源头上引导我国墙材工业健康发展，具有良好的社会效 益及现实意义。 1 3 2 论文的研究对象和主要内容 本论文以我国墙体材料产品在建筑工程中的优选应用为研究对象，其主要研 究内容如下： 国内外墙材工业发展现状的分析研究 国内外墙材产品应用现状的分析研究 建筑体系发展变化对墙材产品要求的分析研究 现有墙体材料评价体系的对比分析及从工程实际应用角度出发的墙体材料 优选评价指标体系的建立 墙材优选评价标准的建立 模糊物元分析法基本原理与墙体材料优选评价应用特征相结合的评价模型 的建立与应用 结合计算机对墙材优选评价系统的开发 1 3 3 研究方法及采用的技术路线 本论文在对我国墙体材料工业发展、应用现状理论学习、分析研究的基础上， 结合建筑体系发展变化对墙材产品的需求，通过技术专家学者理论分析的形式从 墙材应用角度构建了评价体系基本框架，并利用研讨的方法集中相关技术人群的 9 重庆大学硕士学位论文l 绪论 经验，即从科学理论和实践经验相结合的方法建立了墙材优选评价指标体系，并 在此基础上确定了相应的评价标准。 结合墙材优选评价特征引入在建筑行业已成功应用的模糊物元分析法，在对 该法基本原理和方法理论学习的基础上，综合墙材优选评价体系各方面因素建立 了墙材优选评价模型，并利用相关专家对墙材产品的评价打分，并以此实现了对 各种墙材产品的量化比较。 最后利用计算机程序将墙体材料综合评价物元、各评价因素的经典域物元、 各种墙材产品的评分结果物元、隶属度计算公式及相应的评价标准编程作为墙体 材料优选评价过程的基本数据库，开发出墙材产品优选评价系统用于建设工程墙 材应用优选评价。 1 0 重庆大学硕士学位论文2 墙体材料优选评价指标体系与评价标准 2 墙体材料优选评价指标体系与评价标准 评价指标体系，是指为完成一定研究目的而由若干个相互联系的指标组成的 指标群。指标体系的应用离不开评价标准，只有指定系统、科学的评价标准才能 指导评价指标体系的合理应用。 2 1 墙体材料优选评价目标分析 在我国推行墙材革新工作以来，新型墙材产品的产量有了大幅度增加，墙材 企业技术装备水平和产品质量也有很大提高，墙材产品结构调整也取得很大成效， 发展起了砖、砌块、板材三大类种类齐全的新型墙体材料产品，但由于各墙材产 品在资源、能源消耗、环境影响及使用性等各方面的差异，使得不同墙体材料产 品之间缺乏可比性，而不同地区、不同类型工程项目对墙材产品的需求也不尽相 同，这就为实际工程墙体材料的选用带来了疑虑，也造成了目前墙材产品应用混 乱、大量优质墙材产品积压的不利局面。 综合本论文的目的和意义，可总结墙体材料优选评价的目标是：综合考虑建 筑体系发展变化、建筑结构体系、建筑应用部位、建筑功能需求以及不同地区、 不同节能建筑标准的差异性。建立墙材优选评价指标体系，结合目前墙材工业发 展现状，利用模糊物元分析法对墙材产品进行优选评价，并利用计算机开发墙材 优选评价系统，为各实际工程项目选用正确、合理的墙材产品。墙材优选评价离 不开对其生产应用全过程的正确理解，其全过程可以简化如图2 1 所示： 经济 r 。一一一一一一一一一1 ：向自然界索取： ：资源、能源等： l 一一一一j 技术 ：满足建筑物： ： 功能需求 ： 岔 环境 r 一一一一一一一一。+ 1 ：向自然界排放： ：废弃、污染物： l 一j 图2 1 墙体材料生产、应用示意图 f i g 2 1 t h es k e t c hm a p o f p r o d u c i n ga n da p p l i c a t i o nf o rw a l lm a t e r i a l 结合上图，墙体材料的生产应用全过程可理解为：墙体材料在生产应用过程 中向自然界索取一定的资源、能源，以满足建筑物的各项功能需求，并不时向自 重庆大学硕士学位论文2 墙体材料优选评价指标体系与评价标准 然界排放废弃、污染物：其中资源、能源等可以理解为经济属性，建筑物功能需 求可以理解为技术属性，废弃、污染物的排放可以理解为环境属性。所以墙体材 料优选评价目标可以具体为“经济”、技术”、“环境 三方面的综合评价。 经济属性包括两方面的内容，一方面是对地球经济而言，墙材产品所消耗的 资源、能源量的多少以及所需资源、能源的稀缺性、环保性；另一方面是指墙材 产品在生产、运输、施工、维护等一系列过程中所有的成本构成。 技术属性也包含两方面的含义，一是指产品的整个生命周期中采用先进的生 产技术，施工方便，产品自身具有较高的技术含量；二是指产品生产工艺简单、 性能可靠，能满足相应建筑结构体系及建筑功能的需求以及安全性。 环境属性从范围上划分包括地球大环境和建筑内部空间小环境，其具体内容 又主要包括三方面，一是指产品在生产、施工过程中对环境的影响；二是指建筑 修建后在使用期间对环境的影响；三是在废弃后对环境的影响。其中环境影响的 内容大致包括水环境、大气质量、土壤、固体废弃物等方面。 综合考虑墙体材料技术，经济、环境三方面的属性，墙体材料优选评价目标 是为建筑工程项目选择综合经济性能好、环境负面影响小、从技术上能满足建筑 功能需求的墙体材料产品。 2 2 墙材优选评价指标体系的构建原则 由于墙体材料产品种类繁多，且各种墙材产品在资源、能源消耗、环境影响 及使用性能都有一定差异，因此制定系统、合理的优选评价指标体系是墙体材料