隔热材料范文

导语：如何才能写好一篇隔热材料，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：隔热材料；保冷隔热；保温隔热；泡沫玻璃

中图分类号：TU551 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2011）15-0060-02

工程项目越来越趋向于低碳、绿色的可持续发展，在石化、化工、医药的工厂设计中，能源的利用和节约是其设计中考虑的重点之一。相比优化生产工艺流程的不易和难操作，恰当的选择设备和管道的隔热材料，其体现出的节能效果非常明显，且非常简单和易操作，和整个设计中的建筑，暖通等节能设计共同构成贯彻了低碳和绿色的设计理念，更是对装置正常运转的保障。随着近代的材料科学、能源科学、工程热物理学、热物性学、空间科学等科学技术的日益发展，现隔热材料的品种日益增多，提高材料隔热性能研究日益加强，许多新型隔热材料相继问世，且正被广泛地用于各类项目中。

考虑到工业生产与安全的要求，隔热材料应具备以下特点：隔热性能好，蓄热损失小（即导热系数及比热小）；无毒，无味，对人体无害；难燃、阻燃性能好、自熄能力好；吸水性、吸湿性小；工艺性能好，易于加工成型，施工简便；机械强度好，具有足够强度抵抗机械拉伸，挤压；热稳定性好，使用温度范围广，温度膨胀系数小；化学稳定性好，在使用温度范围自身不会挥发，分解。耐老化；经济性能好，使大范围使用成为可能。

下面以隔热材料性能分析为重点，具体介绍其在工程上的应用。

一、保冷隔热

常用材料有：聚氨酯硬质泡沫塑料、泡沫玻璃、三聚酯等。

对于一般的保冷材料多选用聚氨酯硬质泡沫塑料的板和管壳。

（一）聚氨酯硬质泡沫塑料主要技术性能指标

常温下导热系数为0.022～0.024kcal/m・h・℃；

容重45～65kg/m3；

安全使用温度范围在-30℃～80℃；

结构强度大，抗压强度>2kgf/m2；

此材料由于本身结构大多“闭孔”所以防水性好；

耐腐蚀；

化学稳定性好；

需要注意的是聚氨酯本身可以燃烧，因此在产品中加入了有灭火能力的物质，氧指数需不小于30%。

如果不能选择板和壳，需要在现场进行喷涂。考虑喷涂施工的同时损失量大，且闭孔率低，易吸水，同时，形成的隔热层外表面既不平整，强度又低，材料易老化等，可以先在隔热层外面涂刷聚氨酯橡胶作为保护层，然后喷涂。

对于深冷材料用泡沫玻璃为多，也可以使用三聚酯（PIR）隔热材料用于深冷的工况环境。

（二）泡沫玻璃的主要技术性能指标

容重160～200kg/m3；

安全使用温度可以在-200℃～400℃范围；

抗压≥11.8kg/cm2（5%变形）；

抗析7～10kg/cm2；

体积吸湿率（%）0；

体积吸水率（%）0.2；

抗冻性（湿冻法）25次；

导热系数29.5℃时0.043～0.06kcal/m・h・℃；

-52.3℃时0.013kcal/m・h・℃；

-158℃时0.006kcal/m・h・℃；

-52.3℃时0.013kcal/m・h・℃；

导热系数方程0.043+0.0002tp kcal/m・h・℃；

泡沫玻璃的最大缺点是容重重，易破碎。

（三）三聚酯（PIR）的主要性能指标

容重35kg/m3；

安全使用温度可在-196℃～+130℃范围；

压缩强度：2.8kg/m2（5%变形）；

吸水率（%）≤2；

水蒸汽透湿率≤0.025g/m2・h・mmHg；

尺寸稳定性（%）≤0.5；

导热系数10℃时0.019W/m・k；

-160℃时0.016W/m・k；

因为此产品属有机类，它有一个燃烧性能指标：燃烧等级B1级：

氧指数≥32%；

垂直燃烧：平均燃烧时间≤20s；平均燃烧高度≤150mm；

烟密度（SDR）≤50；

水平燃烧：平均燃烧时间≤70s（60s固定燃烧时间＋10s自熄时间）；平均燃烧范围≤10mm。

二、保温隔热

用于600℃以下的保温材料品种比较多，有离心式玻璃棉；岩棉；矿棉；微孔硅钙；复合硅酸盐等。

（一）微孔硅酸钙的主要技术性能指标

容重：200～250kg/m3；

安全使用温度范围在常温-600℃；

抗压强度：7.6～10kg/cm2；

抗析强度：3.6～5kg/cm2；

常温导热系数：0.05/～0.052 kcal/m・h・℃。

（二）复合硅酸盐的主要技术性能指标

容重55～65kg/m3（板材）；

200～300kg/m3（管壳）；

安全使用温度-40℃～800℃；

憎水率：>95%；

回弹率：>80%；

抗压强度0.15MPa；

导热系数：常温0.0273 W/m・K；

板材导热系数方程：λ＝0.019+0.0002tm；

管壳导热系数方程：λ＝0.066+0.0001tm；

（三）离心式玻璃棉的主要技术性能指标

容重：48～50kg/m3；

最高使用温度：380℃；

吸湿率

渣球含量

防火性能按GB5464－85不燃A级；

导热系数板材25℃时0.032W/m・k，管壳0.033W/m・k。

（四）岩棉主要技术性能指标

容重80～200kg/m3；

安全使用温度-268℃～500℃；

吸湿率

憎水率>98%；

纤维直径4～7μ；

不燃性A1级；

树脂含量岩棉毡最大1%；岩棉板最大3%；

酸度系数≥1.5；

导热系数常温0.26～0.33 kcal/m・h・℃；

（五）矿棉的主要技术性能指标

容重：毡：125kg/m3（干法）；

板：210～240kg/m3（湿法）；

管：160kg/m3 ；

最高使用温度：600℃；

含水率

渣球含量0.5mm）；

纤维直径

导热系数：常温0.035～0.04kcal/m・h・℃；

用于高温1000℃～1200℃情况下的保温材料可以选用硅酸铝耐火纤维制品。

（六）硅酸铝耐火纤维制品主要技术性能指标

Al2O3含量：44%～47%；

安全使用温度范围：1000℃～1200℃；

Al2O3＋SiO2含量>96%；

Fe2O3含量

有机物含量≤3%；

氯离子含量≤20ppm；

容重：毡：120～150 kg/m3 ；

板：120～150 kg/m3 ；

管：120～160 kg/m3 ；

含水量

吸湿率≤5%；

憎水率≥98%；

纤维直径≤5mm；

渣球含量

抗拉强度>40kPa；

导热系数：常温0.04kcal/m・h・℃；

导热系数方程式：λ＝3.45×10－2＋4.5×10－5+

5.3×10－7t2。

综上，隔热材料的性能，有组织结构、力学性能、化学性能、热物理性能等。根据材料使用对象的不同，对其性能的要求会有所不同，但一般都以材料密度小，机械强度大，导热系数小，化学稳定性好，能长期承受工作温度为其必须具备的性能。其中导热系数是隔热材料最重要的性能指标。在各种工艺生产的热设备和热管道上，敷设的保温材料厚度相同时，导热系数愈小，散热损失就愈小，因而热效率就愈高。如允许的散热损失相同，则导热系数较小的材料，可采用较薄的厚度，这样，可以节省材料，减少投资。

选用隔热材料时，技术性能指标是设计人员考虑的主要方面，既要考虑适用的条件，还要考虑其经济性。不应盲目追求高性能指标，也不应为节省投资而选用性能低劣，不适于具体使用条件的隔热材料。一定要量体裁衣，否则就既达不到节省能源作用，且在安全防护上又出问题。

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【关键词】建筑施工现场；墙体保温施工；防火

加强施工现场保温隔热材料的研发与管理

一、引言

我国作为一个能源大国，同时也是一个能源消耗大国。2011年中国能源研究会公布：2010年我国一次能源消费量为32.5亿吨标准煤，不仅超过了美国，排在世界第一位，而且单位能耗居高不下。房屋建筑工程采取节能措施是形势所迫、大势所趋。2007年国家出台《建筑节能工程施工质量验收规范》(GBS0411-2007)，要求房屋建筑工程必须采取节能措施。建筑工程的墙体保温隔热是房屋建筑工程有效的节能措施之一。建筑节能措施一般包括外墙保温外保温、外墙自保温、外墙内保温三种措施。但是外墙外保温是目前外墙保温普遍采用的措施。我们都知道，外墙保温材料尤其是板材的防火性能是很重要的，由于板材的防火性能级别达不到要求或是其他某种原因造成的火灾经常被我们知晓。

2010年11月15日，上海市静安区胶州路728号公寓大楼发生特别重大火灾事故，造成58人死亡、71人受伤，直接经济损失1.58亿元；2011年的沈阳皇朝万鑫国际大厦“2?3”火灾；2009年的北京央视新址配楼文化中心“2?9”火灾，均系外墙外保温材料火灾。易燃可燃外保温材料，已成为一类新的火灾隐患。近期，一些以聚苯乙烯、聚氨酯等有机材料与无机材料复合的夹芯材料，仍依据已废止的国家标准《建筑材料燃烧性能分级方法》(GB8624—1997)，取得燃烧性能达A级的检验报告。此类材料一旦应用于建筑外保温系统，不仅降低了建筑物整体的防火性能，而且对于建筑外保温材料的发展将起到不良的导向作用。

大火无情，唯有及早预防并给出有效的方案，才能有效地避免灾难的发生。某些建设、施工单位为了片面降低工程成本、追求经济效益、降低质量标准，使用价格低廉、防火等级低的保温隔热材料，增加了火灾危险、减少了外墙保温隔热层的使用时间。合理选择保温隔热性能好、防火等级高、价格合理、施工工艺简单、使用时间长的保温隔热材料，应是政府、管理部门，建设、设计、施工、监理单位，材料生产厂家等共同思考的问题。

二、加强施工现场保温隔热材料的研发与管理

加强建筑施工现场保温隔热材料的管理，防止建筑保温隔热材料引发的火灾事故，应从以下两个方面着手，并采取相应的措施：

1. 保温隔热材料的研发、监管、选用。

加强对建筑施工现场保温隔热材料的生产研发、政府职能部门监管、工程建筑节能设计等方面的工作，能够有效地从源头控制施工现场因保温隔热材料引发的火灾事故。

首先生产企业应根据规范标准，研发生产满足防火、保温要求的材料，并严格按照企业的质保体系，保证产品质量。

其次政府职能部门应加强对保温材料产品质量的监管。质监、工商、建设行政主管部门应按照职责分工，强化对生产厂家、流通领域、施工现场的监管，杜绝不合格材料出厂，严禁不合格材料在流通领域销售，严禁不合格材料用于建筑工程。对生产、销售、使用不合格材料的单位或个人，按照国家法律法规严厉处罚。政府相关部门应建立保温材料信息平台，及时符合规范标准的新材料、新工艺、新技术、新设备，为社会提供一个透明的共享平台，为推广建筑节能工作奠定基础。

最后，设计单位应根据规范、标准，特别是《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》，结合工程实际及建筑材料的情况，进行建筑工程节能设计。

在保温隔热材料的生产、销售、使用环节，发现产品质量不符合规范标准的，有关单位或个人应委托有资质的检验检测机构对材料进行检验，并出具检验报告。检验检测单位对检验报告负责。

2. 建筑施工现场保温隔热材料的管理。

加强对现场保温材料的管理，能有效地防止火灾事故的发生。重点强化以下三个阶段的管理：

a是保温材料在施工现场的码放阶段。保温材料进场后，应远离火源。露天存放时，应采用不燃材料完全覆盖，并配置足够的消防器材，易燃易爆物品不能混放。

b是保温材料上墙阶段。保温材料的施工阶段是防火的关键阶段.现场应采取可靠的消防措施。

(1)需要采取防火构造措施的外保温材料，其防火隔离带的施工应与保温材料的施工同步进行。

(2)可燃、难燃保温材料的施工应分区段进行，各区段应保持足够的防火间距，并宜做到边固定保温材料边涂抹防护层。未涂抹防护层的外保温材料高度不应超过3层。

(3)幕墙的支撑构件和空调机等设施的支撑构件，其电焊等工序应在保温材料铺设前进行。确需在保温材料铺设后进行的，应在电焊部位的周围及底部铺设防火毯等防火保护措施。

(4)不得直接在可燃保温材料上进行防水材料的热熔、热粘结法施工。

(5)施工用照明等高温设备靠近可燃保温材料时，应采取可靠的防火保护措施：在外墙附近进行电焊、气焊气割施工，应实行严格的动火审批制度，采取可靠的防护措施，并派专门人员进行现场监护施工。

(6)聚氨酯等保温材料进行现场发泡作业时，应避开高温环境。施工工艺、工具及服装等应采取防静电措施。

(7)施工现场应设置室内外临时消火栓系统，并满足施工现场火灾扑救的消防供水要求。

(8)外保温工程施工作业单位应配备足够的消防灭火器材。

c是保温系统施工完毕进入使用阶段。

(1)与外墙和屋顶相贴邻的竖井、凹槽、平台等，不应堆放可燃物。

(2)火源、热源等火灾危险源与外墙、屋顶应保持一定的安全距离，并应加强对火源、热源的管理。

(3)不宜在采用外保温材料的墙面和屋顶上进行焊接、钻孔等施工作业。确需施工作业的，应采取可靠的防火保护措施，并应在施工完成后，及时将的外保温材料进行防护处理。

(4)电气线路不应穿过可燃外保温材料。确需穿过时。应采取穿管等防火保护措施。

在第二、三阶段。保温材料表面或保温材料之间没有防火保护层，是火灾发生的关键时段。

三、施工现场的消防措施

为了消除火灾隐患，防止火灾事故的发生，必须坚持“防消结合”的原则，在施工现场采取有效的消防措施。首先，现场应成立防火安全领导小组，加强对现场火灾隐患的安全检查，消除火灾隐患，防患于未然：其次责任单位应建立火灾事故应急救援预案，配备足够的救援器材和人员，并组织演练；最后，在现场实行严格的动火审批制度，保证动火安全，即使发生了火灾，也能有效地控制火源，防止火灾蔓延，减少人员伤亡和财产损失。对此工程建设、监理、施工单位应在施工全阶段计划、布置、落实、检查现场的消防措施。

现场的消防措施应达到下列要求：

1. 按照国家有关规定配置足够有效的灭火器或消防台。生活设施按l00m2配备2个4公升的灭火器。一般仓库、加工场和配电室配备1-2个4公升的灭火器；木工车间按l00m2配备2个4公升的灭火器。

2. 现场必须设置消防车道。其宽度不得小于3.5m。如不能环行时，应有回转车辆的场地。

3. 沿建筑物周边设置消防管线，干管不小于φ100mm，支管不小于φ65mm。在主干道边缘合理设置室外消火栓，间距不大于50m，周围3m范围内不得堆物。

4. 30m以上的高层建筑，应设置消防专用竖管。管径不得小于65mm，每隔一层及顶层各设一处消火栓口，配备消防水带。临时消防水箱不少于10立方的存水量。

5. 消防泵房应用非燃材料。设在安全位置，消防泵的专用电源线路应接在施工现场总断路器上端。

6. 施工现场动火必须执行动火审批制度。明火作业区域应清除易燃物，设专人监护，配备灭火用具。

总之，加强建筑工程保温隔热材料的防火措施，防止和减少火灾事故，保证人民生命和财产安全，保证建筑工程的节能功效，是房屋建筑工程的基本要求。防火是基础、前提，节能是最终目标。

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我校所开《机械工程材料及热处理》课程总学时为48学时，内容知识面广，涉及金属学的基本知识、钢的热处理、机械工程常用金属材料（包括碳钢、合金钢、铸铁、有色金属、粉末冶金材料）、高分子材料、陶瓷材料及复合材料、机械零件选材及工艺路线分析等内容。由于教学时数的限制及材料加工技术的快速发展，《机械工程材料及热处理》无法将目前所有的新材料、新工艺及时传授给学生，必然要在教学内容上进行整合优化。依据“厚基础、宽口径、综合交叉、注重实践”的课程体系改革原则整合如下：首先，对于教材中一些理论过强、岗位实用性较低的内容进行压缩，例如，材料的晶体结构和热处理原理。其次，要重点讲授实际应用较多的材料和热处理工艺，着重培养学生合理选材和制定热处理工艺的能力。第三，为适应现代企业的发展和职业岗位的需求，要及时更新和补充新材料、新工艺和新技术方面的知识内容，例如纳米材料、真空热处理等，这样使课程体系更完整，而且能提高学生的学习兴趣。通过整合优化，本课程的教学内容既保证了《机械工程材料及热处理》的科学性、理论性和系统性，又能培养学生运用材料学知识解决实际问题的能力和创新能力。

2新增设计性实验

实验教学是教学过程的重要环节，可以帮助学生巩固和加深理论知识，实现理论和实践的有机结合，更重要的是通过实验，全面培养学生的实验动手能力、创新意识和团队精神。《机械工程材料及热处理》课程原有实验均属于简单的验证性实验，学生没有参与实验设计和实验准备，课堂上只是很机械地模仿和验证，学习积极性差，不利于科学思维的培养。为了克服这些不足，我们增加了设计性实验。设计性实验是让学生自主设计实验，可以以一个简单的零件或产品为对象，通过分析工况条件和失效方式，根据所学理论知识并查阅相关资料，选择合理的材料并确定正确的热处理工艺。在设计性实验中，学生成了主体，教师只是指导者，重点考查设计方案的可行性，并启发学生完善实验方案。实验方案可行后，学生根据自己设计的实验方案，准备好实验材料，熟悉实验仪器和设备，独立进行实验操作，最后，分析实验结果，并书写实验报告。通过增加设计性实验，充分发挥了学生的主观能动性，培养了学生的创新意识和创新精神，提高了学生的工程实践能力和综合素质，还大大提高了设备的利用率。

3教学方法改革

传统的教学方法是以教师、书本、课堂为中心的应试教学，学生在学习过程中主动性不高、学习效果差。因此，在教学中我们改变传统的教学方法，采用启发式、导入式、讨论式、案例式等多种形式的教学方法去引导学生思考分析各类问题，使学生由被动的单向接受知识转为主动的探索知识，对提高教学效果，激发学习兴趣，培养学生分析解决问题的能力起到重要作用。在教学过程中，教师要善于设置问题，引导学生积极思考和学习，通过列举形象生动、贴近生活的具体案例来讲述教学内容，丰富教学内容，例如，在讲授材料牌号时，先问学生：“自行车、汽车上的零件都是用什么材料做的？”这样，教师就能很自然引出某种材料，然后再问学生：“为什么每种零件所采用的材料不一样呢？”经过学生的讨论，再和他们一起分析零件的工作状况和失效方式，正是因为它们的性能要求不同，采用的材料也就不一样了，这就是材料的“成分、组织、性能”之间的关系，贯穿了这根主线，使分散的教学内容系统起来。同时活跃了课堂气氛，加强了学生对教学内容的理解和掌握。

4教学手段改革

（1）多媒体教学+板书。传统的课堂教学是以教师讲解为主，辅以少量模型教具以及黑板上画图等方式，难以描述清楚微观、动态的变化过程，如，金属的结晶过程，学生感到抽象、枯燥。采用多媒体教学图声并茂、形象、生动、直观，可以将微观的内容宏观化，既激发了学生的学习兴趣，加深了学生对基本理论的理解，又节省了教师的书写时间，加大课堂教学信息量，从而提高了教学质量。为此我们采用PowerPoint与Flash两种软件制作本课程的课件，但课件毕竟只起辅助作用，在课堂中起主导作用的是教师，多媒体只不过是学习和教学的一种工具，教师教学观念、教学思想的现代化，要远胜过技术手段的现代化。对于知识体系的连贯性以及一些重难点而言，还是需要进行板书教学，这样讲解起来，学生可以很清晰地知道教师的讲解思路，对于问题的理解也就更透彻。为此我们采用的教学手段为多媒体教学+板书。在使用课件教学时，教师一定要随时掌握学生的学习情况和信息反馈，根据所反映出的问题及时地给予解惑并及时调整授课方式和内容。

（2）网络辅助教学。为了便于学生课后加强对本课程的学习，拓宽学生的知识面，我们利用网络辅助教学，网络教学具有师生互动的优势，体现以人为本自主学习的特点，可以突破时空界限，延伸课堂空间。使用E-mail或QQ聊天等方式可以实现教师与学生之间的一对一的交流，当学生遇到疑难问题时可以通过发送邮件向教师请教，教师收到后可以分别做出回信解答。同时，为了让学生们感到这门课程的重要性，课后给学生布置一些与时事相关的网络作业，比如：“2008年竣工的鸟巢所用材料的牌号、性能和热处理工艺是什么？”推荐他们去中国材料网、中国模具论坛、热处理论坛等网络查找答案，然后在课堂上向全班同学汇报，这样既巩固了课堂上所讲的理论知识，拓展了学生的学习视野，又锻炼了学生的表达能力。从教学效果来看，网络教学作为教学的补充，不仅可以优化教学模式，而且促进学生自主学习能力的提高。

5考试方法的改革

课程考核是课程教学的重要组成部分，学生可以通过考试，对学期所学课程进行系统的、综合的复习；教师也可以通过考试了解学生的学习情况，检查自己的教学效果。传统的闭卷考试为了兼顾知识点的全面性，会出现许多记忆性考点，使一些学生平时不用功，期末进行突击，大量背诵应付考试。为了达到教学目标要求，培养学生综合运用概念、原理分析和解决问题的能力，我们将期末一次终结性考核成绩评定方式改革为：平时成绩（占50％）＋闭卷期末考试（占50％）的考核方式。平时成绩是对学生平时学习状态的评价，包括课后作业（占总成绩的10％）、课堂提问回答（占总成绩的10％）、网络作业（占总成绩的10％）、实验（占总成绩的20％）。课后作业是根据本课程概念术语多、内容涉及面广、理论抽象等特点，要求学生经常进行训练，才能加深理解和记忆。课堂提问回答主要是了解学生对理论知识的掌握情况和锻炼学生的应变能力。网络作业主要培养学生网上查阅资料、总结和表达的能力。实验是考查学生的动手操作能力。期末考试主要考查学生的临场应变能力以及对基本知识的掌握、熟练和理解的程度，考试内容要充分体现教学大纲的基本要求。考核方式的改变调动了学生的学习积极性，促进了学生对知识的综合应用能力、分析与创新能力的发展。

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1课堂教学的改革

1.1直观教学直观教学即利用可视物体进行直观演示，把抽象问题具体化、可视化，便于理解掌握．不同内容则采用不同的直观教学手段．如在讲解变形可分为弹性变形和塑性变形时，可以用一个橡皮筋来演示弹性变形的结果，用橡皮泥来演示塑性变形的结果．在讲金属的结晶与结构时，晶胞、晶体及合金的组织构造都采用模具来讲解，这样非常逼真，并能清楚地根据合金的组织构造模型分析铁碳合金组织中的铁素体——奥氏体——渗碳体的含碳量逐渐增多的原因，以及力学性能不同的原因．学习钢的牌号及用途时，就把准备好的各种小零件带到课堂上，说明它们的名称、用途及用钢的牌号，记忆很深刻．

1.2多媒体教学随着现代计算机网络技术的发展，运用多媒体手段扩充教学容量成为一种新的教学方法．多媒体教学具有信息容量大、形象直观和容易接受的特点．教学中选择大量和教学内容紧密相连的图片，如微观结构、钢的加热及冷却的转变原理以及二元合金相图等章节，把抽象的知识点通过生动的图片传达出来，使学生的记忆升华，理解深刻且过目不忘．对于一些不能用图片完全表达的知识点可以通过三维动画演示或视频等方法来克服，如合金的凝固与扩散过程及钢的加热与冷却过程等，这样可以把抽象的过程生动形象地展示给学生．尤其是对工厂中生产和加工设备工作过程及具体的工艺操作，通过视频展示可以大大激发学生的兴趣，使学生熟悉工厂里的生产设备和具体的工艺操作，弥补了传统理论教学的不足．

1.3举例和类比法教学举例法和类比法是教学中常见而又有效的方法之一，通过举一些贴近学生生活和经验的实例，使学生对教学内容产生亲切、熟悉的感觉，吸引学生的注意力．

1.3.1举例教学如讲解液态金属的结晶过程，即原子由不规则排列的液态逐步过渡到规则排列的固态过程，听起来感觉很抽象，因此可以采用举例教学法来解释．上课了大家都在自己的位置上坐得很整齐，每名学生相当于原子，这时相当于固态金属；下课了，学生在教室走动，教室杂乱无章，这时相当于液态金属，那么液态金属的结晶就相当于上课铃声，铃一响，学生都回到自己的座位上坐好，这个过程就叫结晶，也就是原子由不规则排列的液态逐步过渡到规则排列的同态的过程．还有晶体缺陷、晶格等一些概念都可以举一些通俗易懂的例子来解释．

1.3.2类比法教学如固溶体的概念，书上的定义是“一种组元的原子溶入到另一种组元的晶格中所形成的均匀固相”．这样的解释很难让学生理解，因此可以采用类比的方法来解释，即先用大家都知道的溶液、溶质和溶剂的概念做知识铺垫，然后再解释：在液态时，一种组元溶解到另一种组元中形成溶液，在凝固时，它们将共同组成一种晶格，这种晶格与其中的一种组元相同，晶格上有各种组元的原子，这种在固态下溶解有其它元素的组织叫做固溶体，或称固体溶液，而与固溶体晶格相同的组元叫溶剂，其它组元叫溶质．然后再以铁、碳两种组元为例说明，这样不仅使学生明白了固溶体的形成，还使学生理解了固溶体的概念，学生思路清晰，将复杂的概念简单化，收到良好的教学效果．

1.4结合科研项目启发学生的科研思维在教学中结合教师的相关课题，把学和研有机联系起来，可以很好地启发学生把所学的理论知识运用到实际的科研课题中，从而培养学生的科研思维和科研能力．如在讲导热系数对合金凝固的影响时，结合国家自然科学基金项目“铜电积用Pb-Sn-Re合金阳极性能影响研究”，由于铅基中加入了合金元素Sn，Sn由于能跟热空气反应生成较低传热系数的锡膜（SnO2），导致铅合金在浇注时凝固时间变长，表现出良好的流动性，从而提高铅合金的铸造性能和机械性能．在讲到温度对晶粒长大的影响时，结合省教育厅课题“铜冶炼渣中铁橄榄石、无定形玻璃体解离及其资源化机理研究”，冷却温度包括缓冷、水淬及空气中自然冷却对铜、冰铜晶粒的影响，缓冷有利于晶粒长大，有利于后续浮选回收．

2实践教学改革

实验教学是训练操作技能、培养创新意识的重要途径，可以有效培养学生的基本实验操作技能，以及分析问题和解决问题的能力．

2.1改革实验内容结合多年实验教学的改革和探索，将实验课程内容分为基础性实验（如金相实验、热处理实验和硬度测试实验等）、综合性实验（将单一的基础实验整合到一个实验中，也称“大实验”）和科研性实验（结合教师的科研项目进行的研究性实验）．从而形成由基础到综合，从接受知识到综合能力培养逐级提高的实验教学课程新体系．

2.2优化实验教学形式由于学生人数多，实验设备数量有限，很多实验只能看指导教师演示操作，学生没有动手实践的机会，所以很多学生认为做实验是看实验，甚至是凑热闹，无法对实验基本原理更深层次地理解，缺乏必要的从事科学研究和工程实践的能力．经优化后把以前的演示实验改为以学生实践操作为主．如铝金的熔铸实验，把以前按班级为单位分组改为5人一组，自愿组合，实验中学生轮流操作，教师指导．这样每个学生都能参与实验，并在实验教学中引入企业生产中的“竞争与合作机制”，完成质量高的小组最终实验成绩要高，这样学生参与实验的积极主动性立刻得到提高，从而切实达到实验目的．

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一、教学手段多样化

《金属材料与热处理》课程教学分为金属材料和热处理两部分。金属材料部分理论内容多，难点多，名词术语多，内容既各自独立，又互相联系。根据这种情况，我们在教学内容上注重对理论体系中的难点深入浅出讲透，通过情景教学和实验教学引导学生根据教材采取多种形式学习、总结和交流，在学习的过程中学会整理和归纳；而热处理部分主要通过实验教学和理论实践一体化教学，让学生在做中学，学中做，实现理论教学和实践教学的融合，真正做到从学生的实际和企业的实际出发，提高教学的有效性。

1、上好第一堂课。

“兴趣是最好的老师”，激发学生对本门课程的学习兴趣和求知欲，调动学生探索知识的内在动力。绪论是教师接手一门新课程要上的第一堂课，它是每门课程的开篇部分，对学生的学习起着重要导向作用。上好绪论课，对激发学生学习本门课程的兴趣和求知欲、提升学习信心等都起着重要作用。特别现在技校学生文化基础较差，若无法提起学生对该门课程的学习兴趣，很容易使学生产生畏难厌学的情绪。

在课程的绪论部分，要生动讲述该学科的产生、发展、应用及其影响，激起学习者的学习热情，诱导学生探索专业奥秘的欲望。教学中要给学生惊喜、新奇、实际之感，专业理论要和实践相结合，多联系生产生活中的事例。笔者在上绪论课时，先从古代兵器入手，结合中学的历史知识，介绍中国金属冶炼与使用的光辉历史，使学生对中国古代冶金技术的先进性而感到自豪。通过视频短片让学生了解，古代刀剑的削铁如泥，到文人墨客对刀剑喜爱所作的诗词歌赋，让冰冷、黑漆漆的金属变成有生命的金属，让学生喜爱上金属材料。如何炼就削铁如泥的刀剑和生活中的好用工具？为什么百炼会成钢？为什么要对金属烧热后放到水中或泥中冷却？在授课过程中对学生提出的问题，无需直接作出回答，只要告诉学生学完这门课程就会知道了。通过这样给学生一个悬浮的答案，激发学生的求知欲，以产生对本门学科的兴趣。介绍现代高科技中，一些新奇特金属材料的应用，从而自然引出金属材料、热处理工艺在工、农、科学技术等领域的应用，显示金属材料的重要性，激发学生的学习兴趣。

2、情景教学。

教学中通过运用情景教学，调动学生的积极性，让他们充分的准备，在课堂上出色表现，形成诸多学习中心和学习，将会激发更多的乃至全体学生参与到情景教学的行列中。学生们的成功将使他们热情更加高涨，对材料的学习理解也更为深刻。学生的得意之作将会使其终身难忘。

例如，在金属材料的学习中可以让学生们扮演不同的金属材料来阐述自身的特点。比如铝金属的扮演者可以这样陈述自己：“我虽是地壳中股份最多的金属元素，但是在金属家族里我却姗姗来迟。直到18初世纪我还被当着稀有金属呢，拿破仑二世用的铝器皿比当时的黄金还要珍贵。我虽然出道很晚，但现在用途很广，大有后来居上之势。我一身银白光亮，轻盈柔韧，导电导热能力强，经常与镁等强强联手，上到太空遨游，下致深海探险，中能高速奔驰，就是在你家也有可能有我在那里放哨站岗 ― 铝合金门窗啊！”

让学生通过这样的角色扮演形式寓学于乐，充分发挥学生个性特长，运用多元智能学习，深化对金属材料有关性质或用途的理解，将科学与人文充分的结合起来，让学生的才能发挥得淋漓尽致。使学生真正成为学习的主人，使这类知识学习艺术化，使学生更有成就感。对被动参与的学生也会产生促动与同化作用。

3、直观教学。

不同的内容采用不同的直观教学手段。在讲解金属的性能时，采用边演示边讲解的方式。例如，为了理解弹性变形和塑性变形，就取来一细钢丝用手给它加力使其弯曲产生弹性变形和塑性变形，使同学们充分认识这两种变形的区别在于当载荷去除时变形是否能够恢复；曲线图的讲解一般采用大挂图和大挂板来分析曲线的形成以及变化规律。铁碳合金相图就是采用大挂板，合金相图的各个特性点、特性线用不同颜色的小灯泡指示，可用电源开关控制各种颜色的灯的开与关，特征非常明显，学生学习起来既觉新鲜又易懂；学习“钢的热处理方法”这一章节，为了增强同学的感性认识，就用酒精灯加热一细钢丝的两端，加热到一定温度，然后分别放在盐水和空气中冷却，让学生观察钢丝两端性能的差别，学会分析造成这种差别的原因；学习“钢的牌号及用途”时，就把准备好的各种小零件带到课堂上，说明它们的名称、用途及用钢的牌号，令记忆深刻。

4、实验教学。

热处理是实践性很强的课程。过去的教学中，我们通常过于注重视理论的讲解，忽视了实践的操作，结果造成了学生对热处理内容的一知半解，教学效果并不是很好。因此，让学生通过亲身操作，在实践中按照自己设计的方案进行处理。在操作中发现问题后教师及时讲解，使学生真实的体验到动手实践的效果。

各种不同的金属，其性能相差很大，比如铁丝和钢丝，它们一个柔弱而另一个坚硬。在介绍“金属材料的力学性能”时，老师在课堂上向同学们分别展示一段铁丝和钢丝，请同学代表上台检验教材中理论的正确性。为什么外表差不多的物体其性能却有如此大的差别呢？其根本原因在于物质的化学成分、内部结构的差异所决定，微小的含碳量的区别导致了铁丝和钢丝在力学性能上的不同。“铁碳合金的组织”这一章节的内容也较为抽象，“组元”及“相”的概念更让学生难以理解。笔者在这一章的教学中带上糖、开水，现场做成几种不同浓度的糖开水溶液，通过简单的实验告诉学生们溶液的溶质含量会随条件而发生变化，最终会饱和形成饱和溶液，是单相物质；当达到饱和状态时再继续添加溶质就会形成过饱和溶液，有了不能被溶解的溶质，即产生了多相物质。通过上述介绍为今后讲解铁碳合金各种组织的性能及铁碳合金平衡相图打下了良好的基础。

教师上课时应该针对学生的状况灵活地使课堂内容贴近学生的生活和经验，使学生对教学内容产生亲切、熟悉的感觉，吸引学生的注意力，进一步激发学生学习更深层次的求知欲和学习动机，实验教学就是贴近学生生活和经验的一种教学方法。学生平时见过甚至用过的已有了一定程度的感性认知，接受起来更容易。教师注意观察生活，收集素材在教学中使用，教学与兴趣相结合而事半功倍。

5、让抽象的问题具体化

《金属材料与热处理》教学中，有很多知识对学生来说都比较抽象。抽象的知识不仅学生难学，而且使学生觉得枯燥无味。 因此，恰当地把抽象的问题转化为直观形象思维的具体问题，学生不仅感到好学，而且对这一转化过程很感兴趣。

如，讲到“碳钢及白口铸铁的平衡组织”时，学生感到抽象难懂，我们可以利用金相显微镜观察试样的显微组织，绘出组织的示意图，使学生能够真实具体地了解此方面的知识。又如，学习“钢的热处理”时，学生觉得这部分内容也比较抽象，笔者先让学生提出具体问题，再带学生到热处理车间实习现场对照课本来进行现场教学，采用启发式教学方法，让学生自己在实习现场找出问题的答案。学生从现场仪表上可看到45号钢在退火、正火、淬火、回火加热的温度和保温时间是不同，冷却方式不同导致冷却速度也是不同，其中空冷、水冷、油冷等都可在实习现场看到。对热处理知识有初步了解后，再回到课堂进行分析讲解。这一措施的应用，教学效果是显而易见的。

二、注重教学评价

评价的实质在于肯定学生的学习过程，重视学生学习中的知识积累和实践能力的发展，培养科学的思维方法，这是评价学生的理论依据，也是学生学习过程的目标导向。

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【关键词】建筑；屋面；沥青防水；细部作法

屋顶防水的施工作法，只是表示有代表性的一般部分，即由平面部分防水层组合的内容，有关特殊部分或直立面的细部作法,必须充分地确认特殊的附注或工法的详细事项。需要特别注明的是，对于直立面的末端、底层材料的施工接合部位、异类材料的接合部位、加贴材料、伸缩缝周围的处理方法等都要充分考虑到耐久性，同时必须尽量详细而具体地去实施收头处理与施工方法。

1．处理方法的种类

防水处理方法的种类，大致为保护层工法、露出工法、隔热工法三种。

1.1 保护层工法

保护层工法是指使用某些保护材料把防水层表面覆盖起来的方法。一般使用的保护材料有混凝土和多种砖类。保护层的设置是为了保护防水层免遭恶劣气象的影响而降低防水层耐久性、发生膨胀隆起以及损伤等。此外，防水层的铺设也是为了能够提供步行用的层面。

1.2 露出工法

露出工法是指在防水层的最上层部分，以砂砾面油毛毡或以薄砂砾层等作表面处理的工法， 一般都用在非步行用的屋顶上。这种工法的缺点是膨胀隆起的发生率很高。露出工法的目的，是为了减轻屋顶的重叠以及它易维护的特性。

1.3 隔热工法

隔热工法，是指将原用在室内楼板面的隔热材料用在屋顶楼板的外部，并且与防水层组合而成的工法。隔热工法的目的是为了避免屋顶楼板遭受到热伸缩所造成的损害。这种工法的最大特点是：根据隔热材料与防水工法种类的不同及需要，可将隔热层放在防水层的上面，也可将隔热层放在防水层的下面，灵活处理。

2．底层的移动

2.1 发生在混凝土屋顶楼板上的裂缝与防水作法

通常使用的弹性细毛毡的防水层，虽然在0.5mm以下的底层裂缝时并不破裂，但其上下积层的毡式油毛毡类却容易遭到损伤。因此，对可能会有裂缝或移动发生的部位，应该进行油毛毡的补强加贴，然后再进行性能上的修补。

使用了弹性油毛毡的防水层的密贴场合，假设的裂缝宽度必须以0.5mm以下为限。如果产生此一限度以上的裂缝或采用预制混凝土组件的底层发生龟裂和接缝时，那么采用洞孔油毛毡之类的部分绝缘工法，就会收到相当的效果。

由于以上因素的相互累积以及温、湿度相关联的变化、建筑结构形式、地基条件、地震、建筑物内外的振动源或冲击源引起的振动等复杂的因素几乎不可能同时出现，因此，必须随时密切注意由上述因素产生的裂缝，并采取相应的补救措施。

2.2 预制组件与ALC板等接合部位上的防水作法

采取这种作法决定于以下因素：板类的干燥收縮；温度变化引起的架构以及板类的收縮；荷载造成的弯曲；板类的潜弯；振动。

假如底层部位移动不是发生在预制组件与ALC楼板的长边相互接合的接缝上，也有这些原因。如果板类支持点中的小口部分移动，就会产生很大的危险性。

形成防水层破裂的原因主要是底层的裂缝，此裂缝几乎被压制在接合部位之中。然而，随着时间的推延，将会造成上方的防水层的疲劳与恶化。如果防水层发生了裂缝，而且还知道裂缝将会继续发展，那么接缝部分的防水层就必须施以耐久性优良的特殊油毛毡去补强铺贴,施以部分绝缘之类的工法。

此外，对于移动量大的屋顶防水层，设置水泥砂浆或混凝土类的保护层时，将会因底层接缝部位的移动而导致保护层的龟裂，最终使防水层遭受剪断性破坏直至漏水，因此，原则上应避免用保护层的浇置。

2.3 发生其他轻质屋顶楼板上的裂缝与防水细部作法

须密切注意裂缝与移动大的屋顶，对此类屋顶应装置钢筋结构的水泥板或折改钢板等。有关这种材料的防水作法与结构方式，必须按照多种不同的情况作专门检查。

3．沥青防水的标准细部作法示例

这些标准细部作法具有一个重要的特征，就是施工中无论是使用1 ～4层弹性油毛毡还是将洞孔油毛毡当作绝缘网油毛毡使用，均以提高屋面的耐久性为目的。不仅如此，目前普遍采用的密合工法，进一步推动了细部防水技术的发展。值得注意的是绝缘工法操作时，万一发生漏水故障，不容易发现它的漏水部位，同时在进行修补工程时，必须一面防止渗水扩散，一面施工。因此,绝缘工法操作要求比密合工法更为严格。采用绝缘工法的另一需注意的问题是必须将各处附着的沥青清除干净,否则会降低施工效果。

3.1 复合隔热材料的防水层(隔热防水)作法例子

隔热防水分为将隔热材料设在防水层下的传统工法以及将隔热材料设在防水层之上的改进作法两种。首先勘察隔热材料的耐压强度或吸水性、耐热性、耐候性等各种性质，然后决定使用隔热材料的具体作法。

3.1.1 在防水层之下设置隔热材料的作法

隔热材料贴在防水层下方的传统工法中，一般有石子敷面保护层与砂砾面油毛毡表面处理两种方法，尤其是容易吸水的隔热材料，在隔热材料的下方必须设置防湿层。

3.1.2 防水层之上设置隔热材料的作法

目前，隔热材料放在防水层之上的隔热防水方法逐渐得到使用。理想的防水层之上的隔热防水采用具有吸湿与吸水性的隔热材料时，其上还要加一层近似于防水层作法的防水层，但由于增加费用而缺乏实用性。

此外，若在隔热层之上直接设置混凝土之类的保护层时，由于保护层的干湿以及温度变化的幅度很大，必须针对保护层采取能够耐伸缩与防止移动的措施。露出式油毛毡表面处理的场合，由于隔热层之上的防水层不断地产生大幅度的温度变化，很易传进热量，而要克服这一缺点，就必须采用耐候性能特别优秀的复合作法。

3.2 瓦片装饰贴法的防水作法示例

瓦片通常是铺设屋顶的材料，提示了这是在缓坡度屋顶装饰性铺设的表面处理下必需采用防水层的作法。这种作法就是在一般露出式防水作法的最上层,装饰性地贴以露出式防水采用的油毛毡,所以和改贴瓦片的表面处理属于同一性质。洞孔油毛毡采用由尺寸安定性优良的无机质原纸制造较为理想，中间层用油毛毡以弹性油毛毡比较适合。

3.3 其他特殊防水作法

其他的特殊防水细部作法,是将弹性油毛毡改换成特殊规格的胶片叠合油毛毡、金属网油毛毡或无纺布油毛毡的作法。在这种作法中，沥青类的品质会有转变的可能。此外，也有将非步行用屋顶防水的最上层的砂砾面油毛毡类，换成附有铝或铜等金属箔的露出式用油毛毡。这时，要考虑由于内部的柏油油毛毡与金属箔之间的膨胀率不同而引起的伸缩、剥离等问题，因此应确认其耐久性之后再使用。其他尚有以冷工法，即将附有橡胶沥青等粘着层的油毛毡重叠贴成一层或两层的防水作法。

参考文献

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导热性能差的一般是保温隔热材料。

保温隔热材料：是指对热流具有显著阻抗性的材料或材料复合体，保温隔热材料的共同特点是轻质、疏松，呈多孔状或纤维状，以其内部不流动的空气阻隔热的传导。其中的无机材料有不燃、使用温度宽、耐化学腐蚀性较好等特点。

导热性：两个相互接触且温度不同的物体，或同物体的各不同的温度部分间在不发生相对宏观位移的情况下，所进行的热量传递过程称为导热。物质传导热量的性能称为物体的导热性。

（来源：文章屋网 ）

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关键词：节能型住宅；屋面；墙体；门窗；设计

引 言

影响建筑能耗最直接的因素是建筑围护结构保温隔热性能的优劣，我国现有居住建筑围护结构的热工性能普遍较低，直接影响了室内热舒适度。比如处于夏热冬暖地区，夏天普遍需要空调，建筑整体的耗能量大。建筑围护结构主要包括屋顶、外墙和外窗三个部分：屋顶采用高效的保温隔热屋面，其传热系数、热惰性指标应满足标准规定，有条件的可采取屋顶绿化等措施，降低夏季太阳辐射得热，外墙应研究并推广具有低热转移值的外墙材料，采用新型节能墙体材料，如加气混凝土砌块等，建筑外墙的热功能性应满足标准的规定。南方地区建筑外墙保温隔热措施还包括外墙表面采用浅色设计，以反射太阳辐射热，一般东、西面外墙采用构架或爬藤植物遮阳，还可采用中空墙体结构，形成隔热的空气间层等；外窗，建筑围护结构热功性能最薄弱的环节是窗户，在建筑能耗方面，铝、钢、塑窗散热量平均约占建筑护结构总散热量的50％。因此，控制窗墙比，提高窗户的保温隔热性能，是提高建筑护结构节能指标的有效途径。一方面，在保证居室采光通风条件的前提下，控制窗墙比，减少外墙传递的热量；另一方面，推广应用新型节能门窗，满足节能和使用要求。南方地区还应采用合适的外遮阳措施，结合外立面造型，形成整体有效的外遮阳系统，也是建筑个性的表现手段。

1屋面节能

我国的可利用能源是极为有限的，这已经引起了我国的高度重视提高建筑围护结构的保温性能是降低建筑能耗的关键。屋顶作为一种建筑物层室内温度围护结构所造成的室内外温差传热耗热量，大于任何一面外墙或地面的耗热量．因此，提高屋面的保温隔热性能，对提高抵抗夏季室外热作用的能力尤其重要，这也是减少空调能耗，改善室内热环境的一个重要措施。在多层建筑围护结构中，屋顶所占面积较小，能耗约占总能耗的8％一10％。因此，加强屋顶保温节能对建筑造价影响不大，节能效益却很明显。1.1倒置式屋面倒置式屋面是与传统屋面相对而言的。所谓倒置式屋面，就是将传统屋面构造中的保温层与防水层颠倒，把保温层放在防水层的上面。倒置式屋面的定义中、特别强调了“憎水性”保温材料。工程中常用的保温材料如水泥膨胀珍珠岩、水泥蛭石、矿棉岩棉等都是非憎水性的，这类保温材料如果吸湿后，其导热系数将陡增。因此普通保温屋面中需在保温层上做防水层，在保温层下做隔气层，从而增加造价，使构造复杂化。其次，防水材料暴露于最上层，加速其老化，缩短了防水层的使用寿命，故应在防水层上加做保护层，这又将增加额外的投资。再次，对于封闭式保温层而言，施工中因受天气、工期等影响，很难做到其含水率相当于自然风干状态下的含水率：如因保温层和找平层干燥困难而采用排气屋面的话，则由于屋面上伸出大量排气孔，不仅影响屋面使用和观瞻，而且人为地破坏了防水层的整体性，排气孔上防雨盖又常常容易碰踢脱落，反而使雨水灌入孔内。倒置式屋面与普通保温屋面的优越性比较如下表。

节能屋面优劣比较表

注：倒置法将绝热层放在防水层上方的工法传统方法将绝热层放在防水层下方的传统工法

1.2屋面绿化

（l)屋面绿化对周围环境的影响。建筑屋顶绿化可明显降低建筑物周围环境温度0.5一4℃ ，而建筑物周围环境的温度每降低1℃，建筑物内部空调的容量可降低6％。对低层大面积的建筑物，由于屋面面积比墙面面积大，夏季从屋面进入室内的热量占总围护结构得热量的70％以上；绿化的屋面外表面最高温度比不绿化的屋面外表面最高温度（60℃以上）可低20℃ 以上。而且城市中心地区热气流上升时，能得到绿化地带比较凉爽空气流的自然补充，达到调节城市气候的效果。而且种植屋面保温效果很明显。不论北方或南方都有保温作用．特别干旱地区，入冬后草木枯死，土壤干燥，保温性能更佳保温效果随土层厚增加。而增加种植屋顶有很好的热惰性，不随大气气温骤然升高或骤然下降而大幅波动。绿色植物可吸收周围的热量，其中大部分用于蒸发作用和光合作用，所以绿地温度增加并不强烈，一般绿地中的地温要比空旷广场低10一17.8℃ (2）绿化屋面的荷重及植被。屋顶绿化与地面绿化的一个重要区别就是种植层荷重。应根据屋顶的不同荷重以及植物配置要求，制定出种植层高度。种植土宜采用轻质材料（如珍珠岩、蛭石、草炭腐殖土等）。种植层容器材料也可采用竹、木、工程塑料、Pvc 等以减轻荷重。若屋顶覆土厚度超过允许值时，可能会导致屋顶钢筋硅板产生塑性变形裂缝，从而造成渗漏。所以必须严格按照规范确定覆土层厚度。1.3浅色坡屋面目前,大多数住宅仍采用平屋顶，在太阳辐射最强的中午时间，太阳光线对于坡屋面是斜射的，而对于平屋面是正射的深暗色的平屋面仅反射不到30％的日照，而非金属浅暗色的坡屋面至少反射65％的日照，反射率高的屋面大约节省20%一30％的能源消耗。在夏季高温酷暑季节节能减少10％一15％的能源消耗。因此，隔热效果不如坡屋面。而且平屋面的防水较为困难，且耗能较多。若将平屋面改为坡屋面，在坡屋顶内铺钉玻璃棉毡或岩棉毡，不仅可提高屋面的热工性能，还有可能提供新的使用空间（顶层面积可增加约60 % ) ，也有利于防水，并有检修维护费用低、耐久之优点。在中小型建筑如居住、别墅及城市大量平改坡屋面中被广泛应用2墙体节能墙体是建筑护结构的主体，所以墙体的节能设计直接影响到建筑的耗能。根据保温隔热材料在围护结构的使用部位不同，分为内墙保温隔热材料和外墙保温隔热材料；根据节能保温材料的状态不同分为板材（固体）保温隔热材料和浆体保温隔热材料。

广义上讲，板材保温隔热材料，使用地区和范围比较广，故其可以在外墙外保温工程中使用，也可以在外墙内保温工程中使用。板材保温隔热材料的保温主体可以是发泡型聚苯乙烯板、挤出型聚苯乙烯板、岩棉板、玻璃棉板等不同材料。板材保温隔热材料又可分为单一保温隔热材料和系统保温隔热材料 （1）单一保温隔热材料，是保温工程应用的主体。如：发泡型聚苯乙烯板、挤塑型聚苯乙烯板、岩棉板、玻璃棉板等． （2）系统保温隔热材料是指将单一保温材料与其他辅助材料复合而成为一个系统，称为系统保温隔热材料现有的系统保温材料有如下几种：

外墙外保温系统：发泡型聚苯乙烯板（或挤塑型聚苯乙烯板）＋耐碱玻纤网布＋含有胶粘剂的聚合物砂浆。

内保温系统：发泡型聚苯乙烯板（或挤塑型聚苯乙烯板）＋纸面石膏板、GRC保温板（发炮型聚苯乙烯板与水泥砂浆复合）、岩棉夹心保温板、增强水泥聚苯保温板等。3门窗节能门窗往往是建筑围护结构中保温、隔热和节能的薄弱环节。提高建筑玻璃材料的热工性能，目的是控制窗或幕墙表面温度冬季过低、夏季过高，节省采暖或制冷能耗。由于玻璃的传热能力比砖墙大许多，所以充分利用保温隔热性能好的玻璃窗能有效降低建筑物的能耗。改善门窗绝热性能的首要措施是增加窗玻璃层数，在内外层玻璃之间形成封闭空气层。同时在窗上加贴透明聚酯膜也是个有效的方法；还可以加设门窗密封条提高门窗气密性。

目前采用的几种节能玻璃材料主要有镀膜玻璃、中空玻璃和带薄膜型热反射材料玻璃。镀膜玻璃主要有太阳能热反射玻璃、低辐射玻璃和多功能镀膜玻璃。从国内外玻璃材料围护结构的节能设计来看，通常主要采用以下几种方法：(1)根据建筑的性质、使用功能以及建筑所处的气候环境条件来设计窗、幕墙，对建筑的窗墙比应有一定的控制。因为窗户面积率直接影响建筑的采光及采暖空调的能耗，一般窗墙比应控制在0.3 左右。尤其在严寒地区和炎热地区，在设计大面积采用玻璃门窗和幕墙时，要选择采光、隔声热工性能良好的新型玻璃材料。根据不同地区选择不同的热反射玻璃、Low 一E 复层玻璃（中空玻璃）以及保温玻璃等材料(2)根据建筑日照设计原理，合理设计窗户遮阳措施，减小玻璃面的日照面积，降低夏季空调能耗。在进行遮阳设计时要考虑各个地区气候特点，对于冬冷夏热地区冬季需要日照、夏季需要遮阳，应采用活动式遮阳措施。在设计遮阳构造时要结合玻璃门窗、幕墙建筑的整体艺术效果，材料与颜色进行考虑，而且形式要简单、美观，便于清洗、安装。

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关键词：住宅建筑；设计；节能

一、前言

随着我国住宅建筑设计理论的不断更新，节能环保也开始成为了设计中的重点理论。住宅建筑设计中的要素比较多，如何将节能理念更好的应用于设计中成为了住宅建筑设计的重点之一。

二、我国住宅建筑节能设计现状

从实际中看，我国的住宅建筑节能设计起步落后于西方国家，且能源浪费情况严重。如：我国的建筑采暖、外墙的耗热量为同气候条件的发达国家的4～5倍，外窗能耗为1.5～2.5倍，门窗透气能耗为3～6倍，屋顶能耗为2.5～5.5倍，综合能耗为3～4倍。形成这种现状的原因为：

1、设计结构的过程中没有节能的意识，导致房屋结构的不合理，提高了能耗；

2、投资过程中过于注重利润，而忽视了后期使用的能源消耗和费用支出；

3、某些设备在运行中效率偏低，运行管理不到位；

4、结构保温的技术应用不够广泛，传统的保温材料导致了建筑设计的保温标准很难实现。所以，在我国的住宅建筑的能耗一直居高不下，严重阻碍了节能减排的进程，而高能耗的住宅也越来越不适应城市的发展和居民生活水平的提升。

三、被动式节能技术对建筑设计的影响

1.节能规划

对于住宅设计，应考虑多个方面，比如建筑的方位、间距、朝向等等。其中，节能规划是住宅设计的一个重要方面，在设计的过程中，需要分析本地区的环境、大气流向以及阳光辐射等气候条件，只有楼房以上几个要素的设计比较合理，才能为用户提供较好的气候环境，才能适合人们居住，具体而言，包括以下几个方面：合理的设计应使楼房之间保持恰当的距离，从而使各个楼层获得足够的日照，在夏天，充分利用主导风向以及通风条件，促进整个建筑的热量散失，在冬天，避免主要房间对着主导风向，降低能量的损耗。

2.减少楼房的凸凹设计

为了节约能源，在设计建筑平面的过程中，应尽量追求简单与平整，减少楼房的凸凹设计，保证建筑体型系数的合理性。建筑体型系数是指：建筑的外表面积与建筑体积的比值。建筑体型系数在很大程度上影响着楼房的能耗情况。一般而言，如果建筑设计的体型系数较大，凸凹变化比较明显，这样的设计符合人们的审美要求，但是美观程度并不是与建筑体型系数成正比的，当建筑体型系数过大时，房子并不美观。对于建筑设计，不能只是单纯的追求表面美，更重要的是考虑建筑的能耗节约功能。

3.节能新技术与建筑结构技术相结合

新的节能技术的研发，改变了传统的建筑结构。比如，在科技水平较高的美国，太阳能已经于建筑结构融为一体，使太阳能成为整个建筑设计的一部分。比如，很多建筑物在设计过程中，将太阳能作为建筑的构成元素之一，使太阳能与整个建筑的墙体、阳台甚至是窗户巧妙地结合起来，这样也有效地实现了能耗的节约。太阳能与整个建筑的有效合一将是以后太阳能行业的主要奋斗方向。

四、住宅建筑节能处理对策

建筑围护结构主要包括屋顶、外墙和外窗三个部分，根据研究表明，建筑节能大致有以下几个途径：屋面节能、墙体节能、门窗节能。

1、屋面节能

屋顶作为一种建筑物层室内温度围护结构所造成的室内外温差传热耗热量，大于任何一面外墙或地面的耗热量。因此，提高屋面的保温隔热性能，对提高抵抗夏季室外热作用的能力尤其重要，这也是减少空调能耗，改善室内热环境的一个重要措施。在建筑围护结构中，屋顶所占面积较小，能耗约占总能耗的8%～10%。因此，加强屋顶保温节能对建筑造价影响不大，节能效益却很明显。主要有下面三种方法：

（一）倒置式屋面

倒置式屋面是与传统屋面相对而言的。所谓倒置式屋面，就是将传统屋面构造中的保温层与防水层颠倒，把保温层放在防水层的上面。倒置式屋面的定义别强调了“憎水性’保温材料。工程中常用的保温材料如水泥膨胀珍珠岩、水泥蛙石、矿棉岩棉等都是非憎水性的，这类保温材料如果吸湿后，其导热系数将陡增。因此普通保温屋面中需在保温层上做防水层，在保温层下做隔气层，从而增加造价，使构造复杂化。其次，防水材料暴露于最上层，加速其老化，缩短了防水层的使用寿命，故应在防水层上加做保护层，这又将增加额外的投资。再次，对于封闭式保温层而言，施工中因受天气、工期等影响，很难做到其含水率相当于自然风干状态下的含水率，如因保温层和找平层干燥困难而采用排气屋面的话，则由于屋面上伸出大量排气孔，不仅影响屋面使用和观瞻，而且人为地破坏了防水层的整体性，排气孔上防雨盖又常常容易碰踢脱落，反而使雨水灌入孔内。

（二）屋面绿化

屋面绿化对周围环境的影响。建筑屋顶绿化可明显降低建筑物周围环境温度0.5～4℃，而建筑物周围环境的温度每降低1℃，建筑物内部空调的容量可降低6%。对低层大面积的建筑物，由于屋面面积比墙面面积大，夏季从屋面进入室内的热量占总围护结构得热量的70%以上；绿化的屋面外表面最高温度比不绿化的屋面外表面最高温度（6O℃以上）可低20℃以上。

绿化屋面的荷重及植被。屋顶绿化与地面绿化的一个重要区别就是种植层荷重。应根据屋顶的不同荷重以及植物配置要求，制定出种植层高度。种植土宜采用轻质材料（如珍珠岩、妊石、草炭腐殖土等）。种植层容器材料也可采用竹、木、工程塑料、PVC等以减轻荷重.若屋顶覆土厚度超过允许值时，可能会导致屋顶钢筋砼板产生塑性变形裂缝，从而造成渗漏。所以必须严格按照规范确定覆土层厚度。

2、墙体节能

墙体是建筑护结构的主体.所以墙体的节能设计直接影响到建筑的耗能。根据保温隔热材料在围护结构的使用部位不同，分为内墙保温隔热材料和外墙保温隔热材料；根据节能保温材料的状态不同分为板材（固体）保温隔热材料和浆体保温隔热材料。

广义上讲，板材保温隔热材料，使用地区和范围比较广.故其可以在外墙外保温工程中使用，也可以在外墙内保温工程中使用。板材保温隔热材料的保温主体可以是发泡型聚苯乙烯板、挤出型聚苯乙烯板、岩棉板、玻璃棉板等不同材料。板材保温隔热材料又可分为单一保温隔热材料和系统保温隔热材料单一保温隔热材料，是保温工程应用的主体。如：发泡型聚苯乙烯板、挤出型聚苯乙烯板、岩棉板、玻璃棉板等。

系统保温隔热材料是指将单一保温材料与其他辅助材料复合而成为一个系统，称为系统保温隔热材料现有的系统保温材料有如下几种：

（一）外墙外保温系统：发泡型聚苯乙烯板（或挤出型聚苯乙烯板）+耐碱玻纤网布+含有胶粘剂的聚合物砂浆：

（二）内保温系统：发泡型聚苯乙烯板（或挤出型聚苯乙烯板）+纸面石膏板、GRC保温板（发炮型聚苯乙烯板与水泥砂浆复合）、岩棉夹心保温板、增强水泥聚苯保温板等。

3、门窗节能

（一）根据建筑的性质、使用功能以及建筑所处的气候环境条件来设计窗、幕墙，对建筑的窗墙比应有一定的控制。因为窗户面积率直接影响建筑的采光及采暖空调的能耗，一般窗墙比应控制在0.3左右。尤其在严寒地区和炎热地区，在设计大面积采用玻璃门窗和幕墙时，要选择采光、隔声热工性能良好的新型玻璃材料。根据不同地区选择不同的热反射玻璃LOW-E中空玻璃以及保温玻璃等材料。

（二）根据建筑日照设计原理，合理设计窗户遮阳措施，减小玻璃面的日照面积，降低夏季空调能耗。在进行遮阳设计时要考虑各个地区气候特点，对于冬冷夏热地区冬季需要日照、夏季需要遮阳，应采用活动式遮阳措施。在设计遮阳构造时要结合玻璃门窗、幕墙建筑的整体艺术效果，材料与颜色进行考虑，而且形式要简单、美观，便于安装、清洗。

五、结束语

综上所述，在现代住宅建筑设计的过程中，要更加注重引入一些节能设计的理念，使用较为先进的节能设计的处理办法，从而尽可能的提高住宅建筑节能设计的科学性。

参考文献：

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泡沫玻璃的生产工艺流程和制备原料

㈠ 泡沫玻璃的生产工艺流程

泡沫玻璃可采用粉末烧结法制造, 在磨细的玻璃粉中加入发泡剂和促进剂等, 混合均匀

后放在模框中经印培烧, 使之熔融膨胀而成为泡沫玻璃。制造工艺流程如下：

玻璃、发抱剂、促进剂、水、表面活性剂―球磨一干燥一入模一预热―发泡―退火―加工―成品

㈡ 泡沫玻璃的生产的制备原料

1. 玻璃是制造泡沫玻璃的主要原料, 它的性能质量对产品的质量和生产工艺制量都有重要影响。制造泡沫玻璃所选用的玻璃应满足下列基本条件:

⑴ 低的发泡温度和在发泡温度范围内较小的结晶倾向.

⑵ 在发抱温度范围内, 玻璃的粘度变化率要小, 烧成温度范围宽, 利于获得泡径均匀的泡沫玻璃.

⑶ 含有适量的供氧组分, 这类组分的多少会影响玻璃的发泡膨胀能力, 应选用以氧化性澄清剂熔制的玻璃.

⑷ 具有较好的化学稳定性和较低的热膨胀性。

2. 发泡剂泡沫玻璃的发泡剂可以用碳酸钙和高纯碳黑。

3. 促进剂加入适量的促进剂能够改善泡沫玻璃的性能, 降低发泡温度, 增大发泡温度范围, 减少连通孔提高成品率.

4. 表面活性剂玻璃的粉磨和混合是在球磨机中湿磨小时, 料浆细度达到通过目筛孔.

二、泡沫玻璃的性质

㈠ 透湿性与吸水性泡沫玻璃是由无机玻璃的独立气泡状结构构成, 在潮湿的环境中不会因毛细管的作用而将水吸入到制品内部, 隔热层内不出现水汽的凝结, 在低温或超低温条件下, 隔热层内也不会因吸水结冰而引起结构组织的破坏, 隔热性能不随时间的延长而降低。

㈡ 容重与抗压强度泡沫玻璃的容重为0.145―0.175g/m³, 平均容重为0.16 g/m³。容重小的泡沫玻璃导热系数也小, 隔热性能好.

㈢ 抗冻性泡沫玻璃具有良好的抗冻性。在-25°c―+25°c的空气中进行冻融试验在-25°c―+25°c的水中进行冻融试验, 经过25次循环, 其抗压强度和其它性能都无明显变化。在低于-196°c的深冷条件下进行冻融试验, 其强度略有下降。在低温或超低温状态下, 泡沫玻璃的低温使用强度随着温度的降低略有增加。泡沫玻璃作为隔热材料具有广泛的适应性和耐久性, 在各种恶劣环境中都能保持较高的强度和良好的隔热性能。

㈣ 导热系数泡沫玻璃的导热系数在干燥状态下和其它隔热材料相比, 属于中等水平。但是在低温或超低温状态下使用的隔热材料其环境状态一般都不是干燥的, 湿度、水汽、冷凝水的作用是不可避免的。隔热材料吸1%的水份其导热系数约增加15―20%, 吸收的水份愈多导热系数愈大, 隔热性能也愈差。泡沫玻璃不透湿、不吸水, 导热系数不受环境的影响。

泡沫玻璃在建筑领域的应用和施工

㈠ 泡沫玻璃在建筑领域的应用

1. 建筑屋面保温隔热材料

建筑保温隔热用泡沫玻璃具有防火、防水、耐腐蚀、防蛀、无毒、不老化、强度高、尺寸稳定性好等特点,其化学成分99%以上是无机玻璃, 是一种环境友好材料, 不仅适合建筑外墙、地下室的保温, 更适合屋面保温。美国用泡沫玻璃作为建筑保温材料的经验证明, 泡沫玻璃经久耐用, 性能品质优良。

2. 建筑外墙外保温隔热材料

泡沫玻璃作为外墙体外保温隔热材料, 可以有效减小墙体厚度, 减轻建筑结构质量, 扩大使用面积。

3. 吸声材料

开孔型泡沫玻璃主要用作吸声材料。当声波进入泡沫玻璃的孔洞中时, 由于空气粘滞阻力及与孔壁间的热交换等作用,使声能转变成热能而逐渐衰减, 以至消失。

4. 轻质混凝土骨料

在保持围墙厚度不变的前提下, 提高各种建筑物护结构的隔热性能,而将轻质混凝土的平均表观密度降到700~ 900 kg m- 3 , 被认为是提高护结构隔热性能最有效的方法。而泡沫玻璃由于气孔直径较大, 分布不均, 可用作混凝土的轻骨料。

5. 轻质填充材料

用泡沫玻璃作为轻质填充材料具有以下优点:

( 1) 泡沫玻璃主要化学成分为无机玻璃, 其耐热、抗化学侵蚀性能好;

( 2) 泡沫玻璃不会释放出有害物质, 不会污染地基和地下水, 是一种环境友好材料;

( 3) 泡沫玻璃的表观密度可通过生产工艺参数控制, 以适应不同的地基情况;

( 4) 闭孔型泡沫玻璃气孔封闭, 不与外界连通, 其质量不会因下雨吸水而变化;

( 5) 粒状泡沫玻璃的形状、尺寸与普通的卵石和碎石相似。

泡沫玻璃在建筑领域的施工

1.泡沫玻璃用于100 °c以上: 不用胶结材料密实连结, 而用铁丝或金属条带绑扎使之固定, 或用螺栓、角铁固定, 也有使用高温胶粘结剂的。如用水玻璃类胶粘结剂时, 则必须点粘, 接缝可用焦油环氧系填料和粘土质泥浆等。

泡沫玻璃用作外装饰材料时, 则选用气密性好, 并且具有难燃性和耐气候的制品, 有以下几种施工方法:

⑴包上油毛毡或玻璃布, 外面再盖上铁皮;

⑵涂覆玛蹄脂, 缠上玻璃布, 然后再涂玛蹄脂;

⑶用砂浆抹面;

⑷ 用石棉灰包覆。

2. 用于- 30~ 70°c: 用棕色沥青混合剂粘接组装

3. 用于- 30 °c 以下超低温, 用于- 70°c 低温时可用如30~ 40 号的泡沫填封材料密实组装, 并每隔230 mm 绑扎一道金属条带使之固定。

泡沫玻璃用于- 70°c 以下低温时一般不用粘接材料, 取二层以上多层组装形式, 从第二层起用上述填料填缝, 再绑上箍带, 外露层涂以玛蹄脂。