建筑装饰功能材料课件章

1、烟台南山学院烟台南山学院主讲：主讲：刘刘 慧慧 考试要求：考试要求：1 1、平时作业（、平时作业（8 8次）和次）和 ppt ppt讲解（讲解（1010组组,20min),20min)（20%20%） 邮箱邮箱，密码：，密码：jiancaijiancai （周三下午第（周三下午第8 8节）节）2 2、期中考试（、期中考试（10%10%）3 3、平时上课点到情况（、平时上课点到情况（10%10%）5 5、期末考试（、期末考试（60%60%） 3 绪论绪论一、建筑材料的定义及按功能的分类一、建筑材料的定义及按功能的分类( (一一) ) 建筑材料的定义：建筑材料的定义：定义一：建筑工程中用到的所有材

2、料定义一：建筑工程中用到的所有材料定义二：构成建筑物本身的材料定义二：构成建筑物本身的材料( (二二) ) 建筑材料的分类：建筑材料的分类：1 1、按化学成分：、按化学成分： 无机材料无机材料金属材料金属材料非金属材料非金属材料黑色金属黑色金属 有色金属有色金属烧土材料烧土材料石材石材胶凝材料胶凝材料混凝土混凝土有机材料有机材料复合材料复合材料天然材料天然材料合成高分子材料合成高分子材料沥青材料沥青材料无机基复合材料无机基复合材料 有机基复合材料有机基复合材料 无机有机基复合材料无机有机基复合材料 42 2 按使用功能分：按使用功能分：结构材料结构材料 围护及隔断材料围护及隔断材料保温材料保温

3、材料声学材料声学材料( (吸声及隔声材料吸声及隔声材料) )防水材料防水材料嵌缝及密封材料嵌缝及密封材料耐腐蚀防腐蚀材料耐腐蚀防腐蚀材料耐磨材料耐磨材料防火耐火材料防火耐火材料 防辐射材料防辐射材料 装饰材料装饰材料 生态功能材料生态功能材料( (三三) ) 功能材料与建筑材料的关系：功能材料与建筑材料的关系：1 1、功能材料是建筑材料的一部分、功能材料是建筑材料的一部分2 2、功能材料的品种多，作用大、功能材料的品种多，作用大3 3、功能材料发展快，更新快、功能材料发展快，更新快4 4、功能材料的综合作用远超过普通建筑材料、功能材料的综合作用远超过普通建筑材料 5二、建筑材料及建筑功能材料在

4、人类生活中的地位及在建筑工程中二、建筑材料及建筑功能材料在人类生活中的地位及在建筑工程中的作用的作用 能源、信息、材料是人类社会现代文明的三大支柱，材料是一能源、信息、材料是人类社会现代文明的三大支柱，材料是一切技术发展的物质基础。也是人类社会发展的物质基础切技术发展的物质基础。也是人类社会发展的物质基础1 1、建筑功能材料的发展是现代建筑业迅速发展的重要因素、建筑功能材料的发展是现代建筑业迅速发展的重要因素. . 高效保温材料可以使墙体减薄，自重减轻，可建高层建筑物高效保温材料可以使墙体减薄，自重减轻，可建高层建筑物 高效防水材料可以使施工方法简单，使建筑物的维修期延长。高效防水材料可以使施

5、工方法简单，使建筑物的维修期延长。 材料材料能源储存、转化利用能源储存、转化利用信息系统信息系统设备设备建筑技术建筑技术建筑材料建筑材料提出要求提出要求促进和推动促进和推动62 2、建筑功能材料与人们的生活休戚相关、建筑功能材料与人们的生活休戚相关好的装饰材料可以使居住好的装饰材料可以使居住环境优美、清洁环境优美、清洁；良好的吸声材料可以使居住良好的吸声材料可以使居住环境安静舒适环境安静舒适；好的保温材料可以使室内好的保温材料可以使室内温度适宜温度适宜，又能，又能节约能源节约能源； 减薄了墙体可以使居住面积更加宽敞，减薄了墙体可以使居住面积更加宽敞，节省空间节省空间。长长6米米(外墙用外墙用6

6、1CM砖砖) 宽宽 4米米 (隔墙用隔墙用37CM砖砖 长长6米米(内隔墙用内隔墙用24CM砖砖) 原墙体占用的面积为原墙体占用的面积为60.31+80.19+60.12=4.1M2现墙体占用的面积为现墙体占用的面积为60.13+80.09+60.09=2.04M2 长长6米米(外墙用外墙用26CM复合墙体复合墙体) 宽宽 4米隔墙米隔墙 隔用隔用18CM墙板墙板 长长6米米(内隔墙用内隔墙用18CM板板) 如果使用新型的墙体材料：如果使用新型的墙体材料： 二者比较后者增加的面积为二者比较后者增加的面积为2.06M2 三、三、建筑功能材料建筑功能材料的定义的定义 以材料的力学性能以外的功能为特

7、征的材料以材料的力学性能以外的功能为特征的材料，称为建筑功能材料称为建筑功能材料。 （微晶玻璃米黄色平板和（微晶玻璃米黄色平板和白色圆弧板主体装饰材料白色圆弧板主体装饰材料) )人民大会堂广东厅人民大会堂广东厅故宫石雕竹纹栏杆故宫石雕竹纹栏杆故宫钦安殿龙纹望柱头故宫钦安殿龙纹望柱头人造石材人造石材广州奥林匹克中心广州奥林匹克中心 用于建筑物的玻璃大多不具用于建筑物的玻璃大多不具备备耐热防火功能。耐热防火功能。 如：涂法玻璃遇火如：涂法玻璃遇火1 1分钟即分钟即炸裂，钢化玻璃遇火炸裂，钢化玻璃遇火5 58 8分钟炸分钟炸裂。而高强度单片铯钾防火玻璃裂。而高强度单片铯钾防火玻璃是一种具有防火功能的

8、建筑外墙是一种具有防火功能的建筑外墙用的幕墙或门窗玻璃，是采用物用的幕墙或门窗玻璃，是采用物理与化学方法对涂法玻璃处理而理与化学方法对涂法玻璃处理而得的。它在得的。它在10001000高温下可坚持高温下可坚持7575109109分钟不炸裂，从而有效分钟不炸裂，从而有效的限制了火灾及烟雾波及范围，的限制了火灾及烟雾波及范围，大大提高了玻璃外墙的安全性。大大提高了玻璃外墙的安全性。 广州奥林匹克中心外墙使用了此广州奥林匹克中心外墙使用了此单片铯钾防火玻璃。单片铯钾防火玻璃。 中空玻璃中空玻璃 特厚玻璃特厚玻璃玻璃空心砖玻璃空心砖钢化玻璃阳光房钢化玻璃阳光房20102010年年5 5月月7 7日，广

9、州，一夜暴雨的黄石日，广州，一夜暴雨的黄石花园一片泽国花园一片泽国。 歌剧院是国家大剧院内最宏伟的建筑。歌剧院主要供大歌剧院是国家大剧院内最宏伟的建筑。歌剧院主要供大型歌剧、舞剧演出使用，混响时间为型歌剧、舞剧演出使用，混响时间为1.61.6秒，席位数秒，席位数23982398个。个。墙面上安装了弧形的金属网，金属网后面的墙是多边形，墙面上安装了弧形的金属网，金属网后面的墙是多边形，做到了视觉的弧形，听觉空间的多边形，达到建筑声学和做到了视觉的弧形，听觉空间的多边形，达到建筑声学和剧场美学的完美结合。剧场美学的完美结合。18四、建筑功能材料的发展趋势四、建筑功能材料的发展趋势1 1、品种增多、

10、品种增多2 2、多种功能集于一种材料或者说一种材料有多种功能。、多种功能集于一种材料或者说一种材料有多种功能。如保温吸声材料板、如保温吸声材料板、防水保温屋面材料、防水保温屋面材料、防水装饰屋面，防水装饰屋面，防火保温板、防火保温板、装饰保温板、装饰保温板、保温承重墙、保温承重墙、装饰吸声板等装饰吸声板等3 3、高性能材料不断出现：、高性能材料不断出现：高保温、高吸声、高防火、高防水、高耐磨等高保温、高吸声、高防火、高防水、高耐磨等4 4、充分利用地方资源生产功能材料、充分利用地方资源生产功能材料-降低成本降低成本课程简介：课程简介： 绪论绪论第第1 1章章 建筑功能材料的基本参数建筑功能材料

11、的基本参数p 1. 1.建筑功能材料的状态参数：密度、密实建筑功能材料的状态参数：密度、密实 度与孔隙率、空隙率与填充率度与孔隙率、空隙率与填充率p 2 . 2 .建筑功能材料的力学性质：强度、弹性建筑功能材料的力学性质：强度、弹性与塑性与塑性3 .3 .建筑功能材料与水有关的性质建筑功能材料与水有关的性质l 亲水性与憎水性亲水性与憎水性l 吸湿性与吸水性吸湿性与吸水性l 耐水性耐水性l 抗冻性抗冻性第第2 2章章 建筑纳米功能材料建筑纳米功能材料p 纳米材料的基本性能纳米材料的基本性能( (尺寸效应、量尺寸效应、量子效应、界面效应）、纳米特殊功能材料子效应、界面效应）、纳米特殊功能材料第第3

12、 3章章 建筑智能材料建筑智能材料p 智能材料的概念、功能、构成、种智能材料的概念、功能、构成、种类、智能化类、智能化例如：高温下陶瓷涂层的自动成膜机制、例如：高温下陶瓷涂层的自动成膜机制、高温陶瓷的高温氧化自适应性、智能混凝高温陶瓷的高温氧化自适应性、智能混凝土土第第4 4章章 建筑嵌缝密封材料建筑嵌缝密封材料第第5 5章章 建筑防火材料建筑防火材料第第6 6章章 建筑防腐蚀材料建筑防腐蚀材料第第7 7章章 建筑耐磨材料建筑耐磨材料第第8 8章章 建筑光学材料建筑光学材料第第9 9章章 建筑声学材料建筑声学材料 一一. .建筑功能材料建筑功能材料的定义的定义 以材料的力学性能以外的功能为特征

13、的材料以材料的力学性能以外的功能为特征的材料，称为建筑功能材料称为建筑功能材料。 二、建筑材料及建筑功能材料在人类生活中的二、建筑材料及建筑功能材料在人类生活中的地位及在建筑工程中的作用地位及在建筑工程中的作用 能源、信息、材料是人类社会现代文明的三能源、信息、材料是人类社会现代文明的三大支柱，材料是一切技术发展的物质基础。也大支柱，材料是一切技术发展的物质基础。也是人类社会发展的物质基础是人类社会发展的物质基础二二. .建筑功能材料的主要功能建筑功能材料的主要功能 它大大改善了建筑物的使用功能，使之具备更加优它大大改善了建筑物的使用功能，使之具备更加优异的技术经济效果和更适合人们的生活和工作

14、要求。异的技术经济效果和更适合人们的生活和工作要求。 例如，例如，它赋予建筑物它赋予建筑物防水、防防水、防火、绝热、采光、防腐火、绝热、采光、防腐等功能。等功能。随着随着建筑物用途的拓展以及人们建筑物用途的拓展以及人们物质需求的提高物质需求的提高，使其对建筑功使其对建筑功能材料方面的要求越来越高能材料方面的要求越来越高。三三. .建筑建筑功能材料功能材料种类种类 目前目前，国内外现代建筑中常用的建筑功能材料国内外现代建筑中常用的建筑功能材料有有：p 绝热材料绝热材料p 防水密封材料防水密封材料p 防火材料防火材料p 声学材料声学材料p 光学材料光学材料p 防腐蚀材料防腐蚀材料 p 耐磨材料耐磨

15、材料p 智能材料智能材料p 纳米材料纳米材料1.吸热玻璃：吸热玻璃：茶色、灰色、蓝色玻璃即属于吸热玻璃。能吸茶色、灰色、蓝色玻璃即属于吸热玻璃。能吸收大量收大量红外线辐射能红外线辐射能、并保持、并保持较高可见光透过率较高可见光透过率的平板玻璃。的平板玻璃。生产吸热玻璃的方法生产吸热玻璃的方法有两种：有两种：l一是在普通钠钙硅酸一是在普通钠钙硅酸盐玻璃的原料中加入一盐玻璃的原料中加入一定量的有定量的有吸热性能的着吸热性能的着色剂；色剂；l一种是在平板玻璃一种是在平板玻璃表表面喷镀一层或多层金属面喷镀一层或多层金属或金属氧化物薄膜或金属氧化物薄膜而制而制成。成。热反射玻璃热反射玻璃2.热反射玻璃：

16、热反射玻璃：玻璃玻璃表面镀一层金属或者金属表面镀一层金属或者金属氧化物薄膜，对太阳光有氧化物薄膜，对太阳光有较高的反射能力，但仍有较高的反射能力，但仍有良好的良好的透光性透光性有较强烈有较强烈热热反射性能反射性能，可有效地反射，可有效地反射太阳光线，包括大量红外太阳光线，包括大量红外线。线。3.中空玻璃：中空玻中空玻璃：中空玻璃是将两片或三片玻璃是将两片或三片玻璃通过有效的密封材璃通过有效的密封材料密封和间隔材料分料密封和间隔材料分隔开，并在两片玻璃隔开，并在两片玻璃之间装有吸收水气的之间装有吸收水气的干燥剂，从而保证中干燥剂，从而保证中空玻璃内部长时间为空玻璃内部长时间为干燥的空气层，无水干

17、燥的空气层，无水气、灰尘存在。气、灰尘存在。 4. 4.微孔硅酸钙微孔硅酸钙： 容重轻，导热系数低，抗折抗压容重轻，导热系数低，抗折抗压强度高，遇水不变型使用寿命长，强度高，遇水不变型使用寿命长，可锯切施工方便，无毒，不腐蚀可锯切施工方便，无毒，不腐蚀管道及设备等优点，是管道及设备等优点，是新型硬质新型硬质保温材料保温材料。 高温微孔硅酸钙，其高温微孔硅酸钙，其使用温度在使用温度在10001000摄氏摄氏度以上，主要用于锅度以上，主要用于锅炉，窑炉炉，窑炉管道管道以及墙以及墙体屋面的体屋面的保温隔热和保温隔热和防火隔音层防火隔音层。 5 5. .玻璃棉玻璃棉 除适用于围护结构除适用于围护结构及

18、管道绝热外，还可及管道绝热外，还可用于低温保冷工程。用于低温保冷工程。夹心墙玻璃棉制品6. 6.岩棉岩棉岩棉大棚保温，恒温间 7.陶瓷纤维（硅酸铝纤维） 陶瓷纤维，纤维状轻质耐火材料，具有优良的热陶瓷纤维，纤维状轻质耐火材料，具有优良的热稳定性和抗拉强度，广泛应用高温反应设备和加热设稳定性和抗拉强度，广泛应用高温反应设备和加热设备的备的壁衬隔热。壁衬隔热。尤其在石化行业尤其在石化行业乙烯裂乙烯裂 解炉解炉上得到了上得到了广泛的应用。广泛的应用。 陶瓷纤维以其优良的绝热性能，在冶金行业的步进陶瓷纤维以其优良的绝热性能，在冶金行业的步进炉、罩式炉、辊底式炉、台车式炉、退火炉、推钢式炉、罩式炉、辊底

19、式炉、台车式炉、退火炉、推钢式连续加热炉、环型炉、高炉、电炉等各种加热及热处连续加热炉、环型炉、高炉、电炉等各种加热及热处 理装置上得到了广泛应用。理装置上得到了广泛应用。 陶瓷纤维不含致癌物质，陶瓷纤维不含致癌物质，是替代岩棉制品的理想保是替代岩棉制品的理想保温材料温材料，大量应用于发电机组锅炉本体和各种高压，大量应用于发电机组锅炉本体和各种高压 、中压蒸汽管线。中压蒸汽管线。 比隔热砖与浇筑料等比隔热砖与浇筑料等传统耐材节能达传统耐材节能达10%-10%-30%30%，所以陶瓷纤维在，所以陶瓷纤维在石化、电力及其它行业石化、电力及其它行业中得到广泛的应用。中得到广泛的应用。四、建筑功能材料

20、的基本性质四、建筑功能材料的基本性质 0.1建筑功能材料的常用参数建筑功能材料的常用参数一、密度、体积密度、孔隙率一、密度、体积密度、孔隙率(一一)密度密度 定义：材料在绝对密实状态下定义：材料在绝对密实状态下(不含任何孔隙不含任何孔隙)单单 位体积的质量位体积的质量计算公式：计算公式：=m/v g/cm3(二二)体积密度：体积密度：定义：材料在自然状态下单位体积的质量定义：材料在自然状态下单位体积的质量计算公式：计算公式： 0=mw/v0 kg/m3 或或 g/cm3mw- 任意含水状态下材料的质量任意含水状态下材料的质量 ( kg 或或 g )( (三三) ) 孔隙率孔隙率1 1、孔隙率、

21、孔隙率定义：材料内部所有孔隙的体积占材料在自然状态下定义：材料内部所有孔隙的体积占材料在自然状态下体积的百分率。体积的百分率。表示方法：表示方法：%100)1 (00dpVVp2 2、开口孔隙率、开口孔隙率定义：材料内部开孔孔隙的体积占材料在自然状态下体定义：材料内部开孔孔隙的体积占材料在自然状态下体 积的百分率。积的百分率。表示方法：表示方法：%1001)(000wswswkkVmmVVVVp3 3、闭口孔隙率、闭口孔隙率定义：材料内部闭口孔隙的体积占材料在自然状态下体积定义：材料内部闭口孔隙的体积占材料在自然状态下体积的百分率。的百分率。表示方法：表示方法：KKPbbPPVVVVVp)(0

22、03、孔隙率对材料性能的影响、孔隙率对材料性能的影响(1)P：体积密度：体积密度强度强度耐磨性耐磨性耐水性耐水性(2)P ：吸水性吸水性吸湿性吸湿性吸声性吸声性体积密度体积密度耐磨性耐磨性耐水性耐水性强度强度吸水性吸水性吸湿性吸湿性吸声性吸声性(3)Pk ： 保温、抗冻性保温、抗冻性 (4)Pb ：0.2材料与水有关的性质材料与水有关的性质( (一一) )吸水性与吸湿性吸水性与吸湿性1 1、吸水性：是指材料在水中吸收水分的性质。、吸水性：是指材料在水中吸收水分的性质。表示方法表示方法： (1)(1)质量吸水率质量吸水率W Wm m ：材料在吸水饱和状态下，所吸水的材料在吸水饱和状态下，所吸水的

23、质量占材料绝干质量的百分率。质量占材料绝干质量的百分率。 %100%100mmmmmWswswm%1001%100woswoswvVmmVVW (2) (2)体积吸水率体积吸水率Wv Wv ：材料在吸水饱和状态下，吸入水的材料在吸水饱和状态下，吸入水的体积占材料自然状态体积的百分率。体积占材料自然状态体积的百分率。质量吸水率和体积吸水率质量吸水率和体积吸水率之间的关系之间的关系：mwodvWW382 2、吸湿性、吸湿性(1)(1)定义：材料在空气中吸收水蒸气的性质。定义：材料在空气中吸收水蒸气的性质。(2)(2)表示方法：表示方法：含水率：指材料所含水的质量与材料绝干质量的百分比含水率：指材料

24、所含水的质量与材料绝干质量的百分比%100mmmmmww平衡含水率：材料吸湿或干燥至与空气湿度相平平衡含水率：材料吸湿或干燥至与空气湿度相平衡时的含水率。衡时的含水率。3 3、含水对材料性质的影响、含水对材料性质的影响 材料吸水或吸湿后，强度下降，体积密度和导热材料吸水或吸湿后，强度下降，体积密度和导热性增加，材料的保温性、吸声性下降，抗冻性下性增加，材料的保温性、吸声性下降，抗冻性下降，耐腐蚀性下降。降，耐腐蚀性下降。39( (二二) )耐水性耐水性1 1、定义：材料长期在饱和水的作用下，保持其原有性质的能力。、定义：材料长期在饱和水的作用下，保持其原有性质的能力。2 2、表示方法：软化系数

25、、表示方法：软化系数K Kp p，dswpffK Kp0.85 Kp0.85 耐水性材料耐水性材料Kp0.75 Kp0.75 可用于潮湿环境中。可用于潮湿环境中。( (三三) )抗冻性：抗冻性：1 1、定义：材料在饱和水作用下，抵抗冻融循环作用，、定义：材料在饱和水作用下，抵抗冻融循环作用，保持其原有性质的能力。保持其原有性质的能力。2 2、表示方法：、表示方法： (1)(1)抗冻标号抗冻标号 Fn n=25,Fn n=25,50,7550,75 300300等等 (2)(2)耐快速冻融循环次数：耐快速冻融循环次数：3 3、影响材料抗冻性的因素：主要是材料的组成结构，、影响材料抗冻性的因素：主

26、要是材料的组成结构，重点是材料的孔隙率和孔隙状态和材料的饱水程度重点是材料的孔隙率和孔隙状态和材料的饱水程度材料的开放孔隙越多，饱水程度越大，抗冻性越差材料的开放孔隙越多，饱水程度越大，抗冻性越差第一章第一章. .建筑绝热保温材料建筑绝热保温材料l一一. . 绝热保温材料概述绝热保温材料概述l二二. . 绝热保温材料绝热机理、分类、性质绝热保温材料绝热机理、分类、性质l三三. . 常用的绝热保温材料常用的绝热保温材料l四四. . 围护结构保温和绝热性能围护结构保温和绝热性能41一、绝热材料概述一、绝热材料概述1.1 1.1 建筑节能建筑节能1.1.1 1.1.1 节约能源迫在眉睫节约能源迫在眉

27、睫 20062006年发布年发布中国节能技术政策大纲中国节能技术政策大纲。在大纲中指出：能。在大纲中指出：能源是人类赖以生存的物质基础。源是人类赖以生存的物质基础。 我国的基本国情：人均能源资源占有量少、国内保障程度低，我国的基本国情：人均能源资源占有量少、国内保障程度低，从长远和总量上看能源供给不足。从长远和总量上看能源供给不足。 我国能源资源的相对含量：总量较为丰富，人均量极少。煤我国能源资源的相对含量：总量较为丰富，人均量极少。煤炭、石油、天然气人均剩余可采储量分别只有世界平均水平炭、石油、天然气人均剩余可采储量分别只有世界平均水平的的58.6%58.6%、7.69%7.69%和和7.0

28、5%7.05%。1.1.2 1.1.2 建筑节能建筑节能 建筑节能含义的三个发展阶段：建筑节能含义的三个发展阶段： 第一阶段：就叫第一阶段：就叫“建筑节能建筑节能”； 第二阶段叫第二阶段叫“在建筑中保持能源在建筑中保持能源”，意思是减少建筑中能源，意思是减少建筑中能源的散失；的散失； 第三阶段第三阶段( (近来近来) )称为称为“提高建筑中的能源利用效率提高建筑中的能源利用效率”。也就。也就是说，建筑节能并不是消极意义上的节省，而是从积极意义是说，建筑节能并不是消极意义上的节省，而是从积极意义上提高利用效率。上提高利用效率。421 1.1.2.1 .1.2.1 我国建筑能耗的特点我国建筑能耗的

29、特点 (1)(1)建筑能耗约占社会总能耗的建筑能耗约占社会总能耗的1/31/3 我国建筑能耗的总量逐年上升，上世纪我国建筑能耗的总量逐年上升，上世纪7070年代末是年代末是10%10%，近几年是近几年是27.45%27.45%。最终还将上升至。最终还将上升至3535 (2)(2)高耗能建筑比例大，加剧能源危机高耗能建筑比例大，加剧能源危机 北方采暖地区每年就多耗标准煤北方采暖地区每年就多耗标准煤18001800万吨，直接经济损万吨，直接经济损失达失达7070亿元，多排二氧化碳亿元，多排二氧化碳5252万吨。到万吨。到20202020年，我国建筑年，我国建筑耗能将达到耗能将达到10891089亿

30、吨标准煤；空调夏季高峰负荷将相当于亿吨标准煤；空调夏季高峰负荷将相当于1010个三峡电站满负荷发电能力。我国单位建筑面积采暖能个三峡电站满负荷发电能力。我国单位建筑面积采暖能耗是发达国家标准的耗是发达国家标准的3 3倍以上，倍以上， (3)(3)建筑能耗较大的原因。建筑能耗较大的原因。 技术落后，供暖设计不科学，管理不当，采暖收费不合技术落后，供暖设计不科学，管理不当，采暖收费不合理，缺乏节能意识等。尤其突出的表现在过分强调降低建理，缺乏节能意识等。尤其突出的表现在过分强调降低建筑物的一次性投资和对某些建材制品的要求不严，结果节筑物的一次性投资和对某些建材制品的要求不严，结果节省了一次性投资，

31、却造成了长久的能源浪费，得不偿失。省了一次性投资，却造成了长久的能源浪费，得不偿失。如不采取坚决有效的措施来控制建筑能耗的浪费，用不了如不采取坚决有效的措施来控制建筑能耗的浪费，用不了多久，我们就会受到大自然的惩罚。多久，我们就会受到大自然的惩罚。431.1.2.2 1.1.2.2 外国建筑节能的措施外国建筑节能的措施 美国联邦政府美国联邦政府19981998年用于建筑节能研发的费用达年用于建筑节能研发的费用达97409740万美万美元。具体项目有真空超级隔热围护结构，无机高效泡沫隔元。具体项目有真空超级隔热围护结构，无机高效泡沫隔热保温材料，先进的充气多层窗，低发射率和热反射窗玻热保温材料，

32、先进的充气多层窗，低发射率和热反射窗玻璃，耐久反射涂层，先进的蓄热材料，屋顶光伏电池板，璃，耐久反射涂层，先进的蓄热材料，屋顶光伏电池板，热水、采暖、空调热泵系统，先进照明技术，阳光集光和热水、采暖、空调热泵系统，先进照明技术，阳光集光和分配系统，燃料电池、微型燃气轮机等分散式发电技术，分配系统，燃料电池、微型燃气轮机等分散式发电技术，可按需调节能源，水供应和空调的智能控制系统。这些高可按需调节能源，水供应和空调的智能控制系统。这些高新技术的推出使得美国的建筑节能有了很强的技术支持。新技术的推出使得美国的建筑节能有了很强的技术支持。 美国联邦政府美国联邦政府19991999年年13123131

33、23号总统行政令规定：号总统行政令规定：20052005年，所年，所有联邦机构建筑的单位面积能耗，应比有联邦机构建筑的单位面积能耗，应比19851985年减少年减少3030，到到20102010年要减少年要减少3535；新建建筑必须达到联邦或当地能源；新建建筑必须达到联邦或当地能源性能标准；联邦机构必须采购有性能标准；联邦机构必须采购有“能源之星能源之星”标识的用能标识的用能产品，或能效在同类产品中领先的产品，或能效在同类产品中领先的2525范围内的产品；到范围内的产品；到20102010年，联邦建筑应安装年，联邦建筑应安装2 2万套太阳能系统；每个机构必万套太阳能系统；每个机构必须有一幢节能

34、示范建筑，一年内新建须有一幢节能示范建筑，一年内新建5 5幢以上建筑的，要幢以上建筑的，要有一幢节能示范建筑。建筑节能从政府机构做起，促进全有一幢节能示范建筑。建筑节能从政府机构做起，促进全国的建筑节能。国的建筑节能。44 德国能源匮乏石油几乎德国能源匮乏石油几乎100100进口，天然气进口，天然气8080进口。节约进口。节约能源和保护环境是德国政府开发利用能源的一贯政策。由于纬能源和保护环境是德国政府开发利用能源的一贯政策。由于纬度较高，德国冬季较长，建筑供暖能耗能成为德国政府着力度较高，德国冬季较长，建筑供暖能耗能成为德国政府着力解决的一个关键领域。德国解决的一个关键领域。德国能源节约法能

35、源节约法于于20022002年年2 2月生效，月生效，按照新法规，建筑的允许能耗要比按照新法规，建筑的允许能耗要比20022002年前的能耗水平下降年前的能耗水平下降3030左右。左右。 德国建筑保温节能技术新规范的一大特点，是从控德国建筑保温节能技术新规范的一大特点，是从控制单项建筑维护结构制单项建筑维护结构( (如外墙、外窗和屋顶如外墙、外窗和屋顶) )的最低保温隔热指的最低保温隔热指标，转化为控制建筑物的实际能耗。建筑的总能耗包括供暖、标，转化为控制建筑物的实际能耗。建筑的总能耗包括供暖、通风和热水供应。通风和热水供应。 德国还有大批老建筑，新法规鼓励企业和德国还有大批老建筑，新法规鼓励

36、企业和个人对老建筑进行现代化的节能技术改造，并实行强制报废措个人对老建筑进行现代化的节能技术改造，并实行强制报废措施。施。 英国政府从英国政府从19861986年开始制订国家节能计划，将建筑节能由低到年开始制订国家节能计划，将建筑节能由低到高分为高分为1010个等级。该计划执行的初期遇到的最大障碍是开发商个等级。该计划执行的初期遇到的最大障碍是开发商和建造商因节能而增加住宅的造价，从而影响普通购房者，尤和建造商因节能而增加住宅的造价，从而影响普通购房者，尤其是低收入家庭的购房。但是这部分增加的造价，换来的却是其是低收入家庭的购房。但是这部分增加的造价，换来的却是长远的经济效益。按新标准设计的节

37、能型建筑比传统建筑在能长远的经济效益。按新标准设计的节能型建筑比传统建筑在能量消耗上的花销要减少量消耗上的花销要减少7575。政府在强制执行节能计划时，一。政府在强制执行节能计划时，一方面考虑不同阶层购房者的心态，另一方面强调就地取材解决方面考虑不同阶层购房者的心态，另一方面强调就地取材解决节能材料，减少运输费用，尽可能降低建筑成本。节能材料，减少运输费用，尽可能降低建筑成本。451.1.3 我国的建筑节能目标我国的建筑节能目标总体目标总体目标：到：到20132013年末年末5 5年内的建筑节能目标：实现节约年内的建筑节能目标：实现节约1.11.1亿亿吨标准煤吨标准煤节能计划节能计划：以：以1

38、9811981年颁布的建筑设计规范为基准，年颁布的建筑设计规范为基准，19881988年节能年节能30%30%，19981998年节能年节能50%50%，20082008年开始节能年开始节能65%65%。如：北京市如：北京市19811981年每平方米采暖面积一个采暖季烧标准煤年每平方米采暖面积一个采暖季烧标准煤2525公公斤为斤为100%100%； 第一步：第一步：19881988年的设计标准为节能年的设计标准为节能30%30%，规定为，规定为17.517.5公斤。公斤。 第二步：第二步：19981998年的设计标准为节能年的设计标准为节能50%50%，每平方米采暖的煤，每平方米采暖的煤耗降低

39、到耗降低到12.512.5公斤以下。公斤以下。 20082008年实施的第三步节能达到年实施的第三步节能达到65% 65% ，平方米采暖的煤耗降低，平方米采暖的煤耗降低到到8.758.75公斤。公斤。所谓节能所谓节能65%65%是与以前实行的建筑设计规范相对照，耗能要降是与以前实行的建筑设计规范相对照，耗能要降低低65%65%。461.1.4 1.1.4 建筑节能的主要途径建筑节能的主要途径(1)(1)门窗的保温隔热。门窗的保温隔热。 在建筑围护结构中，与墙体、屋面相比，门窗的保温隔热能力在建筑围护结构中，与墙体、屋面相比，门窗的保温隔热能力较差。我们可以通过提高门窗的气密性，采用适当的窗墙面

40、积较差。我们可以通过提高门窗的气密性，采用适当的窗墙面积比，增加窗玻璃层数，采用百叶窗帘、窗板等措施来提高门窗比，增加窗玻璃层数，采用百叶窗帘、窗板等措施来提高门窗的保温隔热性能。的保温隔热性能。(2)(2)墙体的保温隔热：墙体的保温隔热： 加气混凝土砌块。也可以采用复合墙体的形式，如内保温复合加气混凝土砌块。也可以采用复合墙体的形式，如内保温复合墙体、外保温复合墙体、夹芯复合墙体等。但内保温复合墙体墙体、外保温复合墙体、夹芯复合墙体等。但内保温复合墙体由于热桥对保温的影响较大，国家已经开始限制使用内保温复由于热桥对保温的影响较大，国家已经开始限制使用内保温复合墙体使用。而且从长远来看，外墙外

41、保温的效果明显高于内合墙体使用。而且从长远来看，外墙外保温的效果明显高于内保温。由于复合墙体能满足围护结构各种功能的要求，因此这保温。由于复合墙体能满足围护结构各种功能的要求，因此这种采用高效保温材料与砖砌的复合墙体，有着更多的优越性。种采用高效保温材料与砖砌的复合墙体，有着更多的优越性。(3)(3)屋面的保温隔热屋面的保温隔热: : 我们可以采用高效保温材料作为屋面的保温层，也可采用架空我们可以采用高效保温材料作为屋面的保温层，也可采用架空型保温屋面或倒置式屋面等方式来达到提高屋面保温隔热性能型保温屋面或倒置式屋面等方式来达到提高屋面保温隔热性能的目的。的目的。(4)(4)采暖系统的节能采暖

42、系统的节能 城市供暖实行城市集中供暖和区域供暖，可以大大提高热效率。城市供暖实行城市集中供暖和区域供暖，可以大大提高热效率。l绝热保温材料绝热保温材料 绝热保温材料是防止绝热保温材料是防止住宅、生产车间、公共建筑及各种热工住宅、生产车间、公共建筑及各种热工设备设备中热量传递的材料，也就是具有保温隔热性能的材料。中热量传递的材料，也就是具有保温隔热性能的材料。 在土木工程中，绝热材料主要用于在土木工程中，绝热材料主要用于墙体和屋顶保温隔热，以墙体和屋顶保温隔热，以及热工设备、采暖和空调管道及热工设备、采暖和空调管道的保温，在冷藏设备中则大量的保温，在冷藏设备中则大量用作保温。用作保温。泡沫玻璃是

43、一种性能优越泡沫玻璃是一种性能优越的绝热（保冷）、吸声、的绝热（保冷）、吸声、防潮、防火的轻质高强建防潮、防火的轻质高强建筑材料和装饰材料。是筑材料和装饰材料。是低低热绝缘热绝缘，性能稳定的，性能稳定的建筑建筑外墙和屋面隔热、隔音、外墙和屋面隔热、隔音、防水材料防水材料。 在建筑物中合理采用绝热保温材料，能提高建筑物在建筑物中合理采用绝热保温材料，能提高建筑物使用效能，保证正常的生产、工作和生活，能减少使用效能，保证正常的生产、工作和生活，能减少热损失，节约能源。热损失，节约能源。 据统计，具有良好的绝热保温功能的建筑，其能源据统计，具有良好的绝热保温功能的建筑，其能源可节省可节省25%25%

44、50%50%。因此，在土木工程中，合理地。因此，在土木工程中，合理地使用绝热材料具有重要意义。使用绝热材料具有重要意义。建筑绝热保温材料的定义：建筑绝热保温材料的定义：（一）绝热材料：在建筑上将能显著阻止（一）绝热材料：在建筑上将能显著阻止热流传递的材料称为绝热材料。热流传递的材料称为绝热材料。其导热系数不大于其导热系数不大于0.23w/mK； （二）保温材料：在绝热材料中将导热系（二）保温材料：在绝热材料中将导热系数不大于数不大于0.14w/mk的材料称为保温材料。的材料称为保温材料。1 1、绝热机理、绝热机理 传热方式传热方式传导换热、对流换热、辐射换热传导换热、对流换热、辐射换热二二 绝

45、热材料绝热机理、分类、性质绝热材料绝热机理、分类、性质.基本知识：基本知识： 热量的传递方式有三种：导热、对流和热辐射。热量的传递方式有三种：导热、对流和热辐射。 a. “a. “导热导热”是指由于物体各部分直接接触的物质质是指由于物体各部分直接接触的物质质点点( (分子、原子、自由电子分子、原子、自由电子) )作热运动而引起的热能传作热运动而引起的热能传递过程。递过程。 b. “b. “对流对流”是指较热的液体或气体因遇热膨胀而密是指较热的液体或气体因遇热膨胀而密度减小从而上升，冷的液体或气体补充过来，形成分度减小从而上升，冷的液体或气体补充过来，形成分子的循环流动，这样，热量就从高温的地方

46、通过分子子的循环流动，这样，热量就从高温的地方通过分子的相对位移传向低温的地方。的相对位移传向低温的地方。 c. “c. “热辐射热辐射”是一种靠电磁波来传递能量的过程。是一种靠电磁波来传递能量的过程。 在夏季经常见到的小范围在夏季经常见到的小范围的、短时的、突发性的和由积的、短时的、突发性的和由积雨云形成的降水，常是热力作雨云形成的降水，常是热力作用下的大气对流所致用下的大气对流所致. . 大气中的一团空气在热力大气中的一团空气在热力或动力作用下的垂直上升运动。或动力作用下的垂直上升运动。通过大气对流通过大气对流一方面一方面可以产生可以产生大气低层与高层之间的热量、大气低层与高层之间的热量、

47、动量和水汽的交换，动量和水汽的交换，另一方面另一方面对流引起的水汽凝结可能产生对流引起的水汽凝结可能产生降水。热力作用下的大气对流降水。热力作用下的大气对流主要是指在层结不稳定的大气主要是指在层结不稳定的大气中，一团空气的密度小于环境中，一团空气的密度小于环境空气的密度，形成的上升运动。空气的密度，形成的上升运动。l 热成像热成像是通过非接触探测红外能量（热量），并将其转是通过非接触探测红外能量（热量），并将其转换为电信号，进而在显示器上生成热图像和温度值，并可以换为电信号，进而在显示器上生成热图像和温度值，并可以对温度值进行计算的一种检测设备。对温度值进行计算的一种检测设备。 远红外热成像检

48、测最重要的一个优势就是远红外热成像检测最重要的一个优势就是早期预警早期预警。 X X光、光、B B超、超、CTCT等技术虽各具特点，但它们只有在疾病形等技术虽各具特点，但它们只有在疾病形成之后才能发现，而疾病在出现之前，细胞代谢会发生异常，成之后才能发现，而疾病在出现之前，细胞代谢会发生异常，人体会发生温度的改变，温度的高低、温场的形状、温差的人体会发生温度的改变，温度的高低、温场的形状、温差的大小可反映疾病的部位、性质和程度。远红外热成像技术根大小可反映疾病的部位、性质和程度。远红外热成像技术根据据人体温度人体温度的异常发现疾病，因此能够更早地发现问题。的异常发现疾病，因此能够更早地发现问题

49、。 X X射线是波长介于紫外线射线是波长介于紫外线和和 射线射线 间的间的电磁辐射电磁辐射。X X射射线是一种波长很短的电磁辐线是一种波长很短的电磁辐射，其波长约介于射，其波长约介于0.011000.01100埃之间。埃之间。 由德国物理学家由德国物理学家W.K.W.K.伦伦琴于琴于18951895年发现，故又称伦年发现，故又称伦琴射线。伦琴射线具有很高琴射线。伦琴射线具有很高的的穿穿透本领透本领，能透过许多对，能透过许多对可见光不透明的物质，如墨可见光不透明的物质，如墨纸、木料等。这种肉眼看不纸、木料等。这种肉眼看不见的射线可以使很多固体材见的射线可以使很多固体材料发生可见的荧光，使照相料发

50、生可见的荧光，使照相底片感光以及空气电离等效底片感光以及空气电离等效应。应。1 1）导热系数：）导热系数：在在稳定导热情况下，稳定导热情况下，时间温差厚度面积传热量常数时间温差传热量面积厚度导热系数 实际材料为当量导热系数，包含孔隙中气体实际材料为当量导热系数，包含孔隙中气体的传导换热和对流换热、孔壁间的辐射换热。的传导换热和对流换热、孔壁间的辐射换热。 该常数与材料的组成、结构、构造有关，该常数与材料的组成、结构、构造有关，反应了材料的导热能力，因此称作导热系数。反应了材料的导热能力，因此称作导热系数。2、绝热材料的性质、绝热材料的性质dAZttQ1)(21AZttQd)(21t1AQt2单

51、位：单位：W/m k 材料的厚度材料的厚度d越小，材料的传热时间越小，材料的传热时间Z越长，传越长，传热的面积热的面积A越大，材料两侧的温差（越大，材料两侧的温差（t1t2）越大，）越大，通过材料传导的热量通过材料传导的热量Q越多，也就是说材料的保温性越多，也就是说材料的保温性能越差。能越差。 对于在一定环境中、且有固定设计的建筑结构，对于在一定环境中、且有固定设计的建筑结构，上式中的上式中的A、Z、（、（t1-t2）都是固定的，是不能改变）都是固定的，是不能改变的。的。 如果想使建筑物的如果想使建筑物的保温性提高，只有两个途径保温性提高，只有两个途径，一，一是增加墙体的厚度，另一种方式是使用

52、导热系数较是增加墙体的厚度，另一种方式是使用导热系数较小的材料。小的材料。AZttQd)(212）、导热系数的影响因素组成、结构组成、结构孔隙孔隙温度温度晶体玻璃体晶体玻璃体金属非金属金属非金属温度温度孔隙率孔隙率，孔径、连通性孔径、连通性含水率含水率热流方向热流方向含水率含水率，结冰结冰顺纤维向横纤维向顺纤维向横纤维向 对于各向异性的材料，沿纤维方向和垂直于对于各向异性的材料，沿纤维方向和垂直于纤维方向的导热系数是有很大区别的。有时为纤维方向的导热系数是有很大区别的。有时为了使材料有较小的导热系数，往往人为地制造了使材料有较小的导热系数，往往人为地制造一种可以使传热路线长一些的材料。一种可以

53、使传热路线长一些的材料。比如有一些空心砌块孔型的设计就是如此。比如有一些空心砌块孔型的设计就是如此。 3 3) )、绝热材料基本要求较低的导热系数：较低的导热系数： 较低的容积密度较低的容积密度: :一定的承载能力一定的承载能力( (抗压强度抗压强度) ): :其它相关的性能：其它相关的性能： 0.23W/mK 0.23W/mK 600kg/m600kg/m3 3 0.3MPa0.3MPa较低的吸湿性、防火防腐能力。较低的吸湿性、防火防腐能力。 由于绝热材料的强度一般都很低，因此，除了能由于绝热材料的强度一般都很低，因此，除了能单独承重的少数材料外，在围护结构中，经常把绝热单独承重的少数材料外

54、，在围护结构中，经常把绝热材料层与承重结构材料层复合使用。材料层与承重结构材料层复合使用。604)、热阻：传热系数的倒数称为热阻、热阻：传热系数的倒数称为热阻R，即，即R1/K，其单位为其单位为(m2K)/W。热阻越大，则材料层抵抗热流通过的能力越大，保热阻越大，则材料层抵抗热流通过的能力越大，保温隔热性越好。温隔热性越好。 611）、围护结构传热系数）、围护结构传热系数 围护结构两侧空气温差为围护结构两侧空气温差为1K时，单位时间内通过单位面积的时，单位时间内通过单位面积的热量称围护结构传热系数热量称围护结构传热系数(K)。它是围护结构总热阻。它是围护结构总热阻(R0)的倒数，的倒数，即即

55、3、传热系数的计算、传热系数的计算 式中：式中：K围护结构传热系数，围护结构传热系数，W/m2K； R0围护结构总热阻，围护结构总热阻，m2K/ W； R 围护结构的传热阻，围护结构的传热阻，m2K/ W； Ri内表面换热阻，内表面换热阻，m2K / W；一般情况下取；一般情况下取0.11 Re外表面换热阻，外表面换热阻，m2K/W；一般情况下取；一般情况下取0.04 内表面换热热阻是指围护结构的内表面在吸热过程中产生所受内表面换热热阻是指围护结构的内表面在吸热过程中产生所受到的阻碍，其值到的阻碍，其值Ri按表选取，外表面换热阻是指围护结构的外按表选取，外表面换热阻是指围护结构的外表面向室外空

56、间散发热量时所受到的阻碍，其值表面向室外空间散发热量时所受到的阻碍，其值Re按表选取。按表选取。01RK eiRRRR062 例题例题 设有一松木门，厚度为设有一松木门，厚度为50mm，求做外门及内门时，求做外门及内门时的传热系数。的传热系数。 已知已知 松木松木(热流方向垂直于木纹方向时热流方向垂直于木纹方向时)的导的导热系数热系数 = 0.14wmK解：解：Rd/ =0.050/0.14 = 0.357m2KW 做外门时传热系数为做外门时传热系数为KmWRRRKei2/99. 104. 0357. 011. 011做内门时传热系数为做内门时传热系数为KmWRRRKei2/733. 111.

57、 0357. 011. 0112）、单一材料传热系数的计算）、单一材料传热系数的计算 例：某围护结构的墙体，其做法如图，试求例：某围护结构的墙体，其做法如图，试求其热阻其热阻R及传热系数及传热系数K； 已知已知砂浆砂浆0.81W/mK厚厚20mm； 加气砼加气砼0.205W/mK厚厚100mm； 灰砂砖墙灰砂砖墙0.81W/mK 厚厚240mm；3）、多层材料传热系数的计算）、多层材料传热系数的计算nRRRRR.321KmWRRRR2321/809. 081. 024. 0205. 010. 081. 002. 0KmWRRRRKci20/043. 104. 0809. 011. 0111砂砂

58、浆浆加加气气砼砼灰砂砖644. 4. 建筑绝热及保温材料建筑绝热及保温材料1）、保温材料的分类：）、保温材料的分类：（a）、按使用温度分：）、按使用温度分： 0以下：保冷材料；以下：保冷材料； 250：低温保温材料；：低温保温材料； 250700：中温保温材料；：中温保温材料； 7001000：高温保温材料；：高温保温材料； 1000以上：耐火保温材料以上：耐火保温材料652)2)、按化学成分分：、按化学成分分：l无机类保温材料：无机类保温材料：无机金属类：铝箔无机金属类：铝箔无机非金属类：无机非金属类：岩棉、矿棉、玻璃棉、硅酸铝纤维类保岩棉、矿棉、玻璃棉、硅酸铝纤维类保温材料；温材料；微孔硅

59、酸钙类保温材料；微孔硅酸钙类保温材料；膨胀珍珠岩类保温材料；膨胀珍珠岩类保温材料；泡沫玻璃类保温材料泡沫玻璃类保温材料l有机类保温材料：有机类保温材料：泡沫塑料；泡沫塑料；轻质纤维板等轻质纤维板等665绝热材料的作用及基本要求绝热材料的作用及基本要求（一）绝热材料的作用：（一）绝热材料的作用：1、阻止热交换、热传递的进行、阻止热交换、热传递的进行-保温保冷保温保冷2、隔热防火、隔热防火3、减轻建筑物的自重、减轻建筑物的自重4、建筑节能、建筑节能-是核心作用是核心作用（二）绝热材料的基本要求：（二）绝热材料的基本要求：1、具有较低的导热系数。、具有较低的导热系数。国家规范中规定，绝热材料的导热系

60、数应不大于国家规范中规定，绝热材料的导热系数应不大于0.23W/K， 保温材料的导热系数不大于保温材料的导热系数不大于0.14W/K。2、具有较低的体积密度。、具有较低的体积密度。一般情况下，其干燥状态的体积密度不大于一般情况下，其干燥状态的体积密度不大于600kg/m33、具有较低的吸湿性、具有较低的吸湿性4、有一定的承载能力。其抗压强度应大于、有一定的承载能力。其抗压强度应大于0.4MPa5、有一定的防火能力、有一定的防火能力 6、造价低，成型和使用方便、造价低，成型和使用方便 671.3.1 1.3.1 纤维类保温材料纤维类保温材料用纤维状材料直接填充或制成制品用来起绝热作用用纤维状材料