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建筑材料中与热有关的性质

2023-10-10 理论教育版权反馈

【摘要】：导热系数是评价材料绝热性能的重要指标。材料的导热系数越小，则材料的保温隔热性能越好。表2-2几种常用建筑材料的导热系数和比热容为了使房屋冬暖夏凉，结合建筑材料与热有关的性质，想想在选择墙体材料时应如何选择？试推断保温材料的导热系数大小与孔隙状况之间的关系，以及保温材料在受潮受冻后其导热系数的变化。

【任务背景】　保温、隔热、防火都属于建筑物应具备的基本功能。在《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ134—2010）和《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》（JGJ75—2012）两个标准中都对建筑物提出了明确的保温要求。《建筑设计防火规范》（GB50016—2014）中对建筑防火做了详细规定，指出建筑物的耐火等级是防火技术措施中的最基本措施之一。建筑物耐火等级由建筑材料的燃烧性能和耐火极限直接决定。现今因保温材料的防火性能不足而导致的火灾事故时有发生，只有全面认识材料的热工性质，正确选择保温、防火材料，才能有效满足设计规范要求，保证建筑物的保温隔热、防火性能，从而有效保障人们的生命财产安全。

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1.导热性

材料传导热量的性质称为材料的导热性，可用材料的热导率（导热系数）λ表示其导热能力，即

式中　λ——热导率（导热系数），W/（m·K）；

　　　Q——传递的热量，J；

　　　d——材料的厚度，m；

　　　T1-T2——材料两侧的温差，K；

　　　A——材料传热面的面积，m2；

　　　t——传热的时间，s。

导热系数是评价材料绝热性能的重要指标。材料的导热系数越小，则材料的保温隔热性能越好。工程中通常把λ<0.175W/（m·K）的材料称为绝热材料。

2.热容量

材料具有受热时吸收热量，冷却时放出热量的性质。材料的热容量是指材料温度变化1K所吸收或放出的热量，其大小可用比热容C表示，其计算式为

式中　C——材料的比热容，J/（kg·K）；

　　　Q——材料吸收（或放出）的热量，J；

　　　m——材料的质量，kg；

　　　T1-T2——材料受热（或冷却）前后的温度差，K。(www.chuimin.cn)

导热系数、比热容可以综合表示材料的热工性能，对建筑物的保温、隔热，实现建筑工程节能具有重要意义。几种常用建筑材料的导热系数和比热容见表2-2。

表2-2　几种常用建筑材料的导热系数和比热容

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【课堂思考与讨论2-6】

（1）为了使房屋冬暖夏凉，结合建筑材料与热有关的性质，想想在选择墙体材料时应如何选择？

（2）依据表2-2中的数据，比较单一的石屋和木屋、砖屋、钢板房，其屋内自然温度哪个最舒适？哪个最不舒适？

（3）试推断保温材料的导热系数大小与孔隙状况之间的关系，以及保温材料在受潮受冻后其导热系数的变化。

3.耐燃性和耐火性

1）耐燃性

耐燃性是指材料在火焰或高温作用下可否燃烧的性质。参照我国国家标准《建筑材料及制品燃烧性能分级》（GB8624—2018）将建筑材料的燃烧性能分为A1，A2，B，C，D，E，F共7个等级，其中：

①A1，A2级属于不燃性建筑材料，几乎不发生燃烧的材料。

②B，C级属于难燃性建筑材料，难燃类材料有较好的阻燃作用，其在空气中遇明火或在高温作用下难起火，不易很快发生蔓延，且当火源移开后燃烧立即停止。

③D，E级属于可燃性建筑材料，可燃类材料有一定的阻燃作用。在空气中遇明火或在高温作用下会立即起火燃烧，易导致火灾蔓延，如木柱、木屋架、木梁、木楼梯等。

④E，F级属于易燃性建筑材料，易燃性建筑材料无任何阻燃效果，极易燃烧，火灾危险性很大。

2）耐火性

耐火性是材料在火焰或高温作用下，保持其不破坏、性能不明显下降的能力。用其耐受时间来表示，称为耐火极限。建筑构件达到耐火极限有3个条件：失去支持能力、失去完整性、失去隔火作用，只要3个条件中达到任一个条件，就确定其达到耐火极限了。

【课堂思考与讨论2-7】

耐燃的材料一定耐火吗？请举例说明。