【建筑工程管理】环境工程概论论文纳米技术与环境保护

《环境工程概论》论文：纳米技术与环境保护

纳米技术( Nanotechnology )是指在纳米（0.1～100 nm）尺度范围内研究物质的特性及其相互作用和运动的规律，并利用这些特性为人类服务的技术，包括纳米材料和纳米结构两个方面。目前发展较为成熟的应用技术主要有：纳米材料、纳米药物、纳米机械、纳米微电子器件等。被称之为21世纪前沿科学的纳米材料和纳米技术将对环境保护产生深远的影响，有着广泛的应用前景，甚至会改变人们的传统环保观念利利用纳米材料和纳米技术解决污染问题将成为未来环境保护发展的必然趋势。

一、噪声污染控制

飞机、车辆、船舶等发动机工作的噪声可达到上百分贝，容易对人造成危害，但当机器设备等被纳米技术微型化以后，其互相撞击、磨擦产生的交变机械作用力将大为减小，噪声污染可得到有效控制。运用纳米技术开发的润滑剂，既能在物体表面形成永久性的固态膜，产生极好的润滑作用，可以大大降低机器设备运转时的噪声，又能延长它的使用寿命。

纳米粒子的抗摩减摩机理主要通过以下3条途径实现：

1．类似“微轴承”作用，减少摩擦阻力，降低摩擦系数；

2．在摩擦条件下，纳米微粒在摩擦副表面形成了一个光滑保护层；

3．填充摩擦副表面的微坑和损伤部位，起修复作用。

纳米微粒添加剂的作用机理不同于传统添加剂，与其本身所具有的纳米效应有在摩擦过程中，因摩擦表面局部温度高，尤其在高负荷下，纳米微粒极有可能处于熔化、半熔化或烧结状态，从而形成一层纳米膜。另外纳米微粒具有极高的扩散力和自扩散能力(比体相材料高十几个数量级)，容易在金属表面形成具有极佳抗摩性能的渗透层或扩散层，表现出“原位摩擦化学原理”(In-situ tribochemical treament)。这种机理认为，纳米添加剂，尤其在高负荷条件下它们的润滑作用不再取决于添加剂小的元素是否对于基体是化学活性的，而很大程度上决定于它们是否与基体组分形成扩散层或渗透层和固溶体。纳米添加剂的这一性能，解决了润滑油和燃油添加剂设计上长期依赖S、P、Cl等活性元素的状况，同时解决了S、P、Cl对基体金属造成的腐蚀和带来的环境问题。

二、固体废弃物处理

纳米技术及材料应用于固体废弃物处理，其优越性主要体现在以下两个方面：

首先，纳米级处理剂降解固体废弃物的速度快。例如，纳米TiO2降解固体废弃物的速度为常规TiO2的10倍。纳米TiO2具有很强的散射和吸收紫外线的能力，尤其是对人体有害的中长波紫外线UVA、UVB(320-400nm，290-320nm)的吸收能力很强，效果比有机紫外吸收剂强得多，并且可透过可见光，因其无毒无味、无刺激性而广泛用于化妆品。在对日本销售的37种防晒化妆品的分析中，发现其中大多数均含有纳米TiO2。英国Tioxide 公司将超微细的TiO2粉末制成浆状产品以供化妆品厂家使用，美国也开发出了6种商品化的无机防晒剂。将纳米TiO2应用于涂料中可制成特殊的防紫外线产品，如汽车、轮船面漆的防老化剂，防紫外线伞等。

其次，利用纳米技术可以将橡胶塑料制品、废旧印刷电路板制成超细粉末，除去其中的杂质，将其作为再生原料回收。在日本将废橡胶轮胎制成粉末用于铺设运动场、道路以及新干线的路基等。

因此，纳米技术可在很大程度上缓解固体废弃物给环境带来的巨大的压力也可以减轻填埋等传统方式所带来的二次污染。

三、污废水处理方面

纳米过滤技术

纳米过滤（Nano Filtration，NF）是一种由压力驱动的新型膜分离过程，介于反渗透与超滤之间。纳滤膜的孔径范围在纳米级，其相对分子质量截留范围为数百。纳滤的特点：一是在过滤分离过程中，它能载留小分子的有机物并可同时透析出盐，即集浓缩与透析为一体；二是操作压力低，因为无机盐能通过纳滤膜而透析，使得纳滤的渗透压远比反渗透低。纳滤在工业生产过程中资源的回收或工业废水的处理和循环中有着重要的作用。

自清洁涂料

最近发现，TiO2在紫外光照射条件下，表面结构发生变化而具有超亲水性，停止紫外光照射，数小时或7d后又回到疏水性状态，再用紫外光照射，又表现出超亲水性。采用间隙紫外光照射，可使表面始终保持超亲水性状态。此特性可用于表面防雾及自清洁等方面。镀有TiO2的表面因为其超亲水性，使油污不易附着，即使有所附着，也是和外层水膜结合，在外部风力、水淋冲及自重作用下能自动从涂层表面剥离，从而达到防污和自清洁的目的。将TiO2的光催化性能和超亲水性结合应用于玻璃、陶瓷等建筑材料，在医院、宾馆和家庭中具有广阔的应用前景。

四、纳米光催化技术

光催化降解是一项新兴的颇有发展前途的废水处理技术，它是指污染物在光照下，通过催化剂实现分解。常用的光催化剂有TiO2，ZnO，CdS，SnO2，Fe2O3等。纳米颗粒由于具有常规颗粒所不具备的纳米效应而具有更高的催化活性。

光催化消毒剂

纳米TiO2经光催化产生的空穴和形成于表面的活性氧类能与细菌细胞或细胞内的组成成分进行生化反应，使细菌头单元失活而导致细胞死亡，并且使细菌死亡后产生的内毒素分解。实验结果表明，将TiO2涂覆在玻璃、陶瓷表面，经室内荧光灯照射1h后可将其表面99%的大肠杆菌、绿脓杆菌、金色葡萄球菌杀死。这种瓷砖若用于医院，则覆着于墙面上的细菌数和空气中的浮游菌数明显下降；若用于卫生间，则可明显降低氨气浓度。日本最近开发出用于TiO2覆被的抗菌陶瓷，在光照下可完全杀死其表面的细菌。最近福州大学也研制出坚固的掺杂TiO2膜的陶瓷材料，对大肠杆菌和空气中的浮游菌具有稳定的杀灭作用和抑制细菌生长的能力。近年来不断研究开发出含有超细TiO2，ZnO等微粉的抗菌除臭纤维，不仅用于医疗，而且还可制成抑菌防臭的高级纺织品、衣服、围裙及鞋袜等。自1976年Cary J.H.等人报道了在紫外光照射下，纳米TiO2可使难降解的有机化合物多氯联苯脱氯的光催化水处理技术后，引起了各国众多研究者的普遍重视。迄今为止，已经发现有3000多种难降解的有机化合物可以在紫外线的照射下通过纳米TiO2或ZnO而迅速降解，特别是当水中有机污染物浓度很高或用其他方法很难降解时，这种技术有着明显的优势。美国、日本、英国等已有将纳米TiO2光催化技术实际应用于水处理的报道。

五、纳米吸附材料

由于纳米材料所具有的表面效应，使纳米材料具有高表面活性、高表面能和高比表面积，所以纳米材料在制备高性能吸附材料方面表现出巨大的潜力。一种新型的纳米级净水剂具有很强的吸附能力。它的吸附能力和絮凝能力是普通净水剂三氯化铝的10～20倍。因此，它能将污水中悬浮物完全吸附并沉淀下来，先使水中不含悬浮物，然后采用纳米磁性物质、纤维和活性炭净化装置，能有效地除去水中的铁锈、泥沙及异味等。经前两道净化工序后，水体清澈，没有异味，口感也较好。再经过带有纳米孔径的特殊水处理膜和带有不同纳米孔径的陶瓷小球组装的处理装置后，可以100%除去水中的细菌、病毒，得到高质量的纯净水，完全可以饮用。据李明等报道，某公司采用纳米材料用于污水处理净化剂、絮凝剂和杀菌消毒剂中，这些纳米材料形成的多元复合新型超高效水处理剂，不仅治污效果好，而且缩短了工艺流程、降低了药剂费用。

（一）纳米材料在空气净化中的应用

纳米材料在处理空气污染方面有广阔的应用前景，因其具有较小的颗粒尺寸，而且纳米微粒表面形态随着粒径的减小，表面光滑程度变差，形成了凹凸不平的原子台阶，从而起到以下三个方面的作用：1）提高反应速度，增加反应率；2）决定反应路径，良好的选择性；3）降低反应温度。

1．二氧化碳排放的控制

二氧化碳减排方面目前有5种技术选择：选择新的能源、提高能源效率、二氧化碳固定、二氧化碳分离以及二氧化碳利用。而在技术层面，主要是采用新的生产工艺和新型的催化剂，以提高反应效率。例如，用燃煤发电产生的二氧化碳合成液体车用燃料降低二氧化碳排放的Carnol工艺，就是采用了纳米结构的甲醇合成催化剂，取得了很好的效果。

2．空气中硫氧化物的净化

纳米技术的催化效率极高。经它催化的石油中硫的含量小于0.01%。在燃料燃烧的同时加入纳米级催化剂不仅可以使煤充分燃烧, 不产生一氧化硫气体, 提高能源利用率, 而且会使硫转化成固体的硫化物。

3．汽车尾气净化

纳米级催化剂用于汽车尾气催化，有极强的氧化还原性能，使汽油燃烧时不再产生一氧化硫和氮氧化物，根本无需进行尾气净化处理。而用纳米复合材料制备与组装的汽车尾气传感器, 通过汽车尾气排放的监控, 可及时对超标排放进行报警, 并通过调整合适的空燃比, 减少富油燃烧，达到降低有害气体排放和燃油消耗的目的。纳米稀土钛矿型复合氧化物对汽车尾气所排放的NO，CO 等具有良好的催化转化作用, 可以替代昂贵的重金属催化剂用作汽车尾气催化剂。将合成的纳米介孔结构的碳分子筛应用于催化柴油的吸附改质，也具有非常优越的性能。

3.1汽车尾气净化催化剂

最新研究成果表明，复合稀土化合物的纳米级粉体有极强的氧化还原性能，这是其他任何汽车尾气净化催化剂东欧不能比拟的。它的应用可以彻底解决汽车尾气中一氧化碳（CO）和氮氧化物（NOx）的污染问题。以活性炭作为载体，纳米Zr0.5Ce0.5O2粉体为催化活性体的汽车尾气净化催化剂，由于其表面存在Zr4+/Zr3+及Ce4+/Ce3+电子可以在其3价和4价之间传递，因此具有极强的电子得失能力和氧化还原性，在加上纳米材料比表面大，空间悬键多，吸附能力强，因此它在氧化一氧化碳的同时还还原氮氧化物，使它们转化为对人体和环境无害的气体——二氧化碳和氮气。科学工作者研制的更新一代的纳米催化

剂，将在汽车发动机汽缸发挥催化作用，是汽油在燃烧时就不产生CO和NOx，从而我、无需进行尾气净化处理。

3.2石油脱硫催化剂

工业用及车用燃料油是最大的二氧化碳污染源，燃料油中的含硫化合物在燃烧后会产生SO2，所以石油炼制工业有脱硫工艺以降低汽柴油的硫含量。采用半径为55-70nm的钛酸钴（CoTi3）作为催化活体，以多孔硅胶或Al2O3陶瓷作为载体的催化剂进行脱硫，其催化效率极高。采用沉淀溶出法制备的粒径约30-60nm的白色球状钛酸锌粉体，该粉体比表面积大，化学性高，用它作吸附脱硫剂，较固相烧结法制备的钛酸粉提效果明显提高。经催化的石油中硫的含量小于0.01%，达到国际标准。

3.3纳米燃油添加剂

纳米技术为添加剂市场开辟了新的市场机遇。北京大学博雅公司利用纳米技术研制开发出NANO牌纳米燃油添加剂，采用液相纳米技术生产的燃油添加剂。以纳米级的微爆使燃油二次雾化，与空气混合均匀、充分，使燃烧进行更彻底，可广泛应用于工业和商业用汽油、柴油和重油等。

纳米燃油添加剂还可以大幅增加动力，降低燃油消耗，提高发动机性能并延长其寿命，减少尾气中有害物质的排放，保护环境。该添加剂采用创新的纳米微乳化技术生产的新一代多用途燃油添加剂，可以全面解决辛烷值强化剂、清洁剂和皆有添加剂所单独解决的问题，还可以整体改善发动机的性能，是一种全新概念的具有综合性能的第四代环保型燃油添加剂。纳米燃油添加剂可降低发动机对辛烷值的要求、提高动力性能、节约燃油、降低排污、改善车辆性能。

3.4煤炭用助燃催化剂

工业用煤燃烧后也会产生SO2气体，在燃料燃烧时，加入一种纳米级催化剂，不仅可以使煤充分燃烧，提高能源利用率，而且会使硫转化成固体的硫化物，不产生二氧化硫气体，从而杜绝有害气体的产生。

室内空气净化

纳米TiO2 经光催化产生的空穴和形成于表面的活性氧化膜能与细菌细胞或细胞内组成成分进行生化反应, 使细菌头单元失活而导致细胞死亡, 并且使细菌死亡后产生的内毒素分解，即利用纳米TiO2 的光催化性能不仅能杀死环境中的细菌, 而且能同时降解由细菌释放出的有毒复合物。

4．环境污染监测

碳纳米管可以用于探测有毒的二氧化氮和氨气，利用纳米技术研制的探测器是由两端连接金属导线的纳米碳管组成。有毒的氮氧化物(NOx)和氨气(NH3)可导致酸雨和温室效应，因此其在大气中的含量必须适时监测。现有监测技术成本高，不便移动作业，所需温度高。碳纳米管可以用于探测有毒的二氧化氮和氨气，利用纳米技术研制的探测器是由两端连接金属导线的纳米碳管组成。该探测器可以在室温下用于监测氮氧化物(NOx)和氨气(NH3)浓度，造价低廉，并且体积微小，只有3μm长，仿佛是用微芯片进行化学分析的“芯片实验室”。该技术对二氧化氮、氨气等进行监测很有价值。

六、其他应用

纳米涂料（Nano coating）

一般是由纳米材料与有机涂料复合而成。由于纳米微粒在纳米涂料中的独特性质，大幅提高了涂料产品的悬浮稳定性、流变性、耐水洗刷性、附着性、粗糙度、对比率、抗老化性和涂膜的表面硬度及自洁能力。

纳米材料属于当代材料科学的前沿学科，纳米材料和技术领域新产品的创新必须以市场导向、需求为牵引。目前，我国已建立起纳米材料和技术生产线10多条，以纳米材料和技术注册的公司近百个，纳米材料在能源和环保等方面的应用开发已在我国兴起。

——以上内容摘自《环境保护与循环经济》以及其它刊物，部分摘自互联网。

建筑节能与环保知识课程标准

建筑节能与环保知识课 程标准 标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]

《建筑节能与环保知识》课程标准 一、课程性质： 《建筑节能与环护知识》课程着重培养建筑工程行业从业人员的建筑节能环保设计、节能环保构造设计和节能环保工程的施工实现技能，课程主要讲授建筑节能与环保的基本知识、建筑工程、建筑应用技术、墙体节能工程施工与验收技术、屋面节能工程施工与验收技术、门窗及幕墙工程与验收技术、楼地面节能工程施工与验收技术、可再生能源应用技术和节能评估与改造等建筑节能方面的内容。以及当代环境问题的特点与产生的原因、环境保护理念、环境保护技术与方法、当前的环境管理与制度，与建筑行业相关的生态区建设与环境保护的示范区案例等内容。适用于土建类专业中的建筑工程技术等专业，课程性质为专业素质拓展课。 二、课程的目的： 通过本课程的教学，培养学生树立起节能环保意识和“节能的目标不是限制用能，而是提高能源转换和利用效率”的观念以及环境保护势在必行并与每个行业都息息相关的紧迫感和责任感。要求学生了解国内外建筑节能与环境保护应用技术的发展状况，掌握建筑本体节能和各种能量系统节能技术的主要思路，了解目前环境存在的问题，并且清楚建筑行业的发展过程中能够应用的环保理论及技术，能够运用所学理论和知识去分析建筑能耗以及产生的污染并提供恰当的建筑节能环保技术方法、能进行基本的建筑节能环保施工实施和质量验收。 三、课程基本理念： 通过本课程的学习，使学生能在国家规范、法律、行业标准的范围内，使用适宜的设计思想，采用环保节能的建筑材料，运用建筑节能及其构造设计方案，并在施工一线付诸

纳米材料的制备技术及其特点

纳米材料的制备技术及其特点 一纳米材料的性能 广义地说,纳米材料是指其中任意一维的尺度小于100nm的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料。当小粒子尺寸加入纳米量级时,其本身具有体积效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等。从而使其具有奇异的力学、电学、光学、热学、化学活性、催化和超导特性,使纳米材料在各种领域具有重要的应用价值。通常材料的性能与其颗粒尺寸的关系极为密切。当晶粒尺寸减小时, 晶界相的相对体积将增加,其占整个晶体的体积比例增大,这时,晶界相对晶体整体性能的影响作用就非常显著。此外,由于界面原子排列的无序状态,界面原子键合的不饱和性能都将引起材料物理性能上的变化。研究证实,当材料晶粒尺寸小到纳米级时,表现出许多与一般材料截然不同的性能,如高硬度、高强度和陶瓷超塑性以及特殊的比热、扩散、光学、电学、磁学、力学、烧结等性能。而这些特性主要是由其表面效应、体积效应、久保效应等引起的。由于纳米粒子有极高的表面能和扩散率,粒子间能充分接近,从而范德华力得以充分发挥,使得纳米粒子之间、纳米粒子与其他粒子之间的相互作用异常激烈,这种作用提供了一系列特殊的吸附、催化、螯合、烧结等性能。 二纳米材料的制备方法

纳米材料从制备手段来分,一般可归纳为物理方法和化学方法。 1 物理制备方法 物理制备纳米材料的方法有: 粉碎法、高能球磨法[4]、惰性气体蒸发法、溅射法、等离子体法等。 粉碎法是通过机械粉碎或电火花爆炸而得到纳米级颗粒。 高能球磨法是利用球磨机的转动或振动,使硬球对原料进行强烈的撞击,研磨和搅拌,将金属或合金粉碎为纳米级颗粒。高能球磨法可以将相图上几乎不互溶的几种元素制成纳米固溶体,为发展新材料开辟了新途径。 惰性气体凝聚- 蒸发法是在一充满惰性气体的超高真空室中,将蒸发源加热蒸发,产生原子雾,原子雾再与惰性气体原子碰撞失去能量,骤冷后形成纳米颗粒。由于颗粒的形成是在很高的温度下完成的,因此可以得到的颗粒很细(可以小于10nm) ,而且颗粒的团、凝聚等形态特征可以得到良好的控制。 溅射技术是采用高能粒子撞击靶材料表面的原子或分子交换能量或动量,使得靶材表面的原子或分子从靶材表面飞出后沉积到基片上形成纳米材料。常用的有阴极溅射、直流磁控溅射、射频磁控溅射、离子束溅射以及电子回旋共振辅助反应磁控溅射等技术。 等离子体法的基本原理是利用在惰性气氛或反应性气氛中

纳米技术在环境保护中的应用

纳米技术在环境保护中的应用 纳米技术具有极大的理论和应用价值，纳米材料被誉为“21世纪最有前途的材料”。 纳米技术研究在0．1．100nm尺度范围内物质具有的特殊性能及其应用。广义的纳米材料 是指在三维空间中，至少有一维达到纳米尺度范围。或以其为基本单位所构成的材料。纳米 材料具有辐射、吸收、杀菌、吸附等特性，众多研究表明这些新特性将在环境保护领域产生 深远的影响。 一．纳米技术在水处理中的应用 1）纳米催化剂 目前用于水处理的纳米催化剂，主要指光催化剂，如Ti02,Cd5,ZnO等，其中TiO:因其活性高、稳定性好、对人体无害而最受重视。Matthews等P1曾对水中34种有机污染物的光催化降解进行研究，结果表明该方法可将水中的烃类、卤代物、轻酸盐表面活性剂、染料、含氮有机物、有机磷杀虫剂等污染物转化成CO;和H2O等无害物质。利用纳米光催化剂光催化降解有机废水是其最重要的用途之一纳米TiO:玻璃薄膜光催化剂，可将玫瑰红B催化降解为C02,H 20及一些其它的简单无机物。用溶胶一箭胶法制备的8层粒径为21.2nm的锐钦矿T102(存在于玻璃薄膜中)，在(28-0.5)℃和振摇条件下，可使初始浓度为9.87 x 10“一10.46‘10 6的玫瑰红B在150min内的降解率达到80%多(以高压汞灯为光源)，反应速率对时间和浓度均为一级反应[21。用纳米二氧化钦粉末催化降解苯酚水溶液和十二烷基苯磺酸钠水溶液，在多云的条件下，光照12h,浓度为0.5mg/L的苯酚已降解为零，浓度为lmg几的十二烷基苯磺酸钠也基本降解137。采用纳米二氧化钦催化降解技术来处理纺织工业污水，省钱、高效、节能，最终能使有害有机物完全矿化，且不存在二次污染 2）处理无机污染废水 污水中的重金属对人体的危害很大，重金属的流失也是资源的浪费。纳米粒子能对水中的重金属离子通过光电子产生很强的还原能力同。如纳米TiO：能将高氧化态汞、银、铂等贵重金属离子吸附于表面，井将其还原为细小的金属晶体，既消除了废水的毒性，又回收了贵重金属。 3）处理有机污染废水 大量研究表明纳米TiO：等作为光催化剂，在阳光下催化氧化水中的有机污染物。使其迅速降解。至今为止己知纳米TiO：能处理80余种有毒污染物，它可以将水中的各种有机物很快完全催化氧化成水和CO等无害物质图。例如Pintar等在间歇式反应器中纳米Ru／TiO：作催化剂，对酸性或碱性牛皮纸漂白废水进行光催化降解，废水中的有机总碳TOC的去除率可达到99．6％，并使废水完全脱色。经光催化湿空气氧化处理后的工厂废水对弧菌的毒性的实验表明，用该方法处理后的工厂漂白废水完全可以进一步生物降解。 4）自来水的净化处理 新型纳米级净水剂r7的吸附能力和絮凝能力是普通净水剂AI：0，的10～20倍，能将污水中悬浮物完全吸附并沉淀，然后采用纳米磁性物质、纤维和活性炭净化装置，有效地除去水中的铁锈、泥沙以及异味等。再经过由带有纳米孔径的处理膜和带有不同纳米孔径的陶瓷小球组装的处理装置后，可以100％除去水中的细菌、病毒。得到高质量的纯净水。这是因为细菌、病毒的直径比纳米大，在通过纳米孔径的膜和陶瓷小球时，会被过滤掉，水分子及水分子直径以下的矿物质、元素则保留下来。 二。纳米材料在大气污染治理方面的应用 1）空气中硫氧化物的净化 二氧化硫、一氧化碳和氮氧化物是影响人类健康的有害气体，如果在燃料燃烧的同时加

纳米材料综述要点

纳米材料综述 一、基本定义 1990年7月，第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办，标志着 纳米科学技术的正式诞生。 1、纳米 纳米是一种长度单位，1纳米=1×10-9米，即1米的十亿分之一，单位符 号为 nm。 2、纳米技术 纳米技术是在单个原子、分子层次上对物质的种类、数量和结构形态进行 精确的观测、识别和控制的技术，是在纳米尺度范围内研究物质的特性和 相互作用，并利用这些特性制造具有特定功能产品的多学科交叉的高新技 术。其最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子、分子，制造出 具有特定功能的产品。 纳米技术的发展大致可以划分为3个阶段： 第一阶段(1990年即在召开“Nano 1”以前主要是在实验室探索各种纳米粉体的制备手段，合成纳米块体(包括薄膜，研究评估表征的方法，探索纳米材料的特殊性能。研究对象一般局限于纳米晶或纳米相材料。 第二阶段 (1990年～1994年人们关注的热点是设计纳米复合材料： ?纳米微粒与纳米微粒复合(0-0复合， ?纳米微粒与常规块体复合(0-3复合， ?纳米复合薄膜(0-2复合。 第三阶段(从1994年至今纳米组装体系研究。它的基本内涵是以纳米颗粒 以及纳米丝、管等为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系的研究。 3、纳米材料 材料基本构成单元的尺寸在纳米范围即1~100纳米或者由他们形成的材料就称为纳米 材料。纳米材料和宏观材料迥然不同，它具有奇特的光学、电学、磁学、热学和力学等方面的性质。

图1 纳米颗粒材料SEM图 二、纳米材料的基本性质 由于纳米材料是由相当于分子尺寸甚至是原子尺寸的微小单元组成，也正因为这样，纳米材料具有了一些区别于相同化学元素形成的其他物质材料特殊的物理或是化学特性例如：其力学特性、电学特性、磁学特性、热学特性等，这些特性在当前飞速发展的各个科技领域内得到了应用。科学家们和工程技术人员利用纳米材料的特殊性质解决了很多技术难题，可以说纳米材料特性促进了科技进步和发展。 1、力学性质 高韧、高硬、高强是结构材料开发应用的经典主题。具有纳米结构的材料强度与粒径成反比。纳米材料的位错密度很低，位错滑移和增殖符合Frank-Reed模型，其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大，增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大，所以纳米材料中位错滑移和增殖不会发生，这就是纳米晶强化效应。金属陶瓷作为刀具材料已有50多年历史，由于金属陶瓷的混合烧结和晶粒粗大的原因其力学强度一直难以有大的提高。应用纳米技术制成超细或纳米晶粒材料时，其韧性、强度、硬度大幅提高，使其在难以加工材料刀具等领域占据了主导地位。使用纳米技术制成的陶瓷、纤维广泛地应用于航空、航天、航海、石油钻探等恶劣环境下使用。 2、热学性质 纳米材料的比热和热膨胀系数都大于同类粗晶材料和非晶体材料的值，这是由于界面原子排列较为混乱、原子密度低、界面原子耦合作用变弱的结果。因此在储热材料、纳米复合材料的机械耦合性能应用方面有其广泛的应用前景。例如Cr-Cr2O3颗粒膜对太阳光有强烈的吸收作用，从而有效地将太阳光能转换为热能。 3、电学性质 由于晶界面上原子体积分数增大，纳米材料的电阻高于同类粗晶材料，甚至发生尺寸诱导金属——绝缘体转变（SIMIT）。利用纳米粒子的隧道量子效应和库仑堵塞效应制成的纳米电子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特点，有可能在不久的将来全面取代目前的常规半导体器件。2001年用碳纳米管制成的纳米晶体管，表现出很好的晶体三极管放大特性。并根据低温下碳纳米管的三极管放大特性，成

纳米材料用在哪方面

纳米技术是新世纪一项重要的技术，为多个行业带来了深远影响。纳米技术包含几个方面：纳米电子学，纳米生物学，纳米药物学，纳米动力学，以及纳米材料。其中，纳米材料主要集中在纳米功能性材料的生产，性能的检测。其独特性使它应用很广，那么，纳米材料用在哪方面呢 1、特殊性能材料的生产 材料科学领域无疑会是纳米材料的重要应用领域。高熔点材料的烧结纳米材料的小尺寸效应（即体积效应）使得其在低温下烧结就可获得质地优异的烧结体（如SiC、WC、BC等），且不用添加剂仍能保持其良好的性能。另一方面，由于纳米材料具有烧结温度低、流动性大、渗透力强、烧结收缩大等烧结特性，所以它又可作为烧结过程的活化剂使用，以加快烧结过程、缩短烧结时间、降低烧结温度。例如普通钨粉需在3 000℃高温时烧结，而当掺入%%的纳米镍粉后，烧结成形温度可降低到1200℃-1311℃。复合材料的烧结由于不同材料的熔点和相变温度各不相同，所以把它们烧结成复合材料是比较困难的。 纳米材料的小尺寸效应和表面效应，不仅使其熔点降低，且相变温度也降低了，从而在低温下就能进行固相反应，获得烧结性能好的复合材料。纳米陶瓷材料的制备通常的陶瓷是借助于高温高压使各种颗粒融合在一起制成的。由于纳米材料粒径非常小、熔点低、相变温度低，故在低温低压下就可用它们作原料生产出质地致密、性能优异的纳米陶瓷。纳米陶瓷具有塑性强、硬度高、耐高温、耐腐蚀、耐磨的性能，它还具有高磁化率、高矫顽力、低饱和磁矩、低磁耗以及光吸收效应，这些都将成为材料开拓应用的一个崭新领域，并将会对高技术和新材料的开发产生重要作用。 2、生物医学中的纳米技术应用 从蛋白质、DNA、RNA到病毒，都在1-100nm的尺度范围，从而纳米结构也

纳米技术的应用与前景

纳米技术的应用与前景 纳米技术作为一种高新科技，我认为其本质不亚于当年的电子与半导体科技，有着我们未所发掘到潜能与实用价值，在这个世代，各种技术的发展迅速，随着纳米技术的进一步发展，可以作为一种催化剂，促使各行各业的迅猛发展。 纳米技术是近年来出现的一门高新技术。“纳米”主要是指在纳米（一种长度计量单位，等于1/1000,000,000米）尺度附近的物质，其表现出来的特殊性能用于不同领域而称之为“纳米技术”，其具体定义见词条“纳米科技”。 纳米技术目前已成功用于许多领域，包括医学、药学、化学及生物检测、制造业、光学以及国防等等。本词条为纳米技术应用的总纲，包括如下领域： 1、纳米技术在新材料中的应用 2、纳米技术在微电子、电力等领域中的应用 3、纳米技术在制造业中的应用 4、纳米技术在生物、医药学中的应用 5、纳米技术在化学、环境监测中的应用 6、纳米技术在能源、交通等领域的应用 尽管从理论到实践是一个相当困难的过程，但纳米技术已经证明，可以利用扫描隧道电子显微镜等工具移动原子个体，使它们形成在自然界中永远不可能存在的排列方式，如IBM 公司的标志图案、比例为百亿分之一的世界地图、或一把琴弦只有50纳米粗的亚显微吉他。纳米材料的应用有着诱人的技术潜力，它的应用范围包括从制造工业、航天工业到医学领域等。美国全国科学基金会曾发表声明说：“当我们进入21世纪时，纳米技术将对世界人民的健康、财富和安全产生重大的影响，至少如同20世纪的抗生素、集成电路和人造聚合物那样。”科学家们预计，纳米技术在新世纪中的应用前景广阔，已经涵盖了材料、测量、机械、电子、光学、化学、生物等众多领域，信息技术与纳米技术的关系已密不可分。 从纳米科技发展的历史来看，人们早在1861年建立所谓肢体化学时即开始了对纳米肢体的研究。但真正对纳米进行独立的研究，则是1959年，这一年，著名美国物理学家、诺贝尔奖金获得者德·费曼在美国物理学年会上作了一次报告。他在报告中认为，能够用宏观的机器来制造比其体积小的机器，而这较小的机器又可制作更小的机器，这样一步步达到分子程度。费曼还幻想在原子和分子水平上操纵和控制物质。 在70年代末，美国MIT（麻省理工大学）的W.R.Cannon等人发明了激光气相法合成数十纳米尺寸的硅基陶瓷粉末。80年代初，德国物理学家H.Gleiter等人用气体冷凝发制备了具有清洁表面的纳米颗粒，并在超真空条件下原位压制了多晶纳米固体。现在看来，这些研究都属于纳米材料的初步探索。 科学家预言，尺寸为分子般大小、厚度只有一根头发丝的几百万分之一的纳米机械装置将在今后数年内投入使用。学术实验室和工业实验室的研究人员在开发分子马达、自组装材料等纳米机械部件方面取得了飞速进展。纳米机器具有可以操纵分子的微型“手指”和指挥这些手指如何工作、如何寻找所需原材料的微型电脑。这种手指完全可以由碳纳米管制成，碳纳米管是1991年发现的一种类似头发的碳分子，其强度是钢的100倍，直径只有头发的五万分之一。美国康奈尔大学的研究人员利用有机物和无机物组件开发出一个分子大小的马达，一些人称之为纳米技术领域的“T型发动机”。 纳米科技中具有主导或牵头作用的是纳米电子学，因为它是微电子学发展的下一代。纳米电子学是来自电子工业，是纳米技术发展的一个主要动力。纳米电子学立足于最新的物理理论和最先进的工艺手段，按照全新的理念来构造电子系统，并开发物质潜在的储存和处理

建筑节能与环保教学复习题目.doc

一、单项选择题 1.夏热冬冷地区居住建筑要求节能50%的屋顶（热幡性指标DM3.0）传热系数K值应不大于（B）o A、0.5 B、1.0 C、1.5 D、2.0 2.评价建筑外窗保温性能及隔热性能的主要参数为：遮阳系数、（A）、传热系数、和太 阳得热系数。 A、抗结霭系数 B、遮阳系数 C、蓄热系数 D、导热系数 3.施工单位应当按照（A）设置备项临时设施。 A.施工总平面布置图 B.建筑施工平面图 C.建筑结构施工图 D.安装施工图 4.下列（C）不属于建筑节能措施。 A.围护结构保温措施 B.围护结构隔热措施 C.结构内侧采用重质材料 D.围护结构防潮措施 5.节能建筑其体形系数都不宜超过（B） A 1.3 B0.3 C 1.2 D0.2 6?与燃煤锅炉相比，使用热泵可减少二氧化碳（A） A 30% B 40% C25% D35% 7.热桥内表瓯温度，与室内空气銘点温度比较，若低于室内空气霽点温度，则有可能结臨, 应采取（A ）措施 A加强保温B加强隔热措施C不采取D加屮间保温 8.安徽省的气候区属于（B ） A严寒，寒冷地区B夏热冬冷地区C夏热冬暖地区D温暖地区 9.下列（C）不属于建筑节能措施。 A.围护结构保温措施 B.围护结构隔热措施 C.结构内侧采用重质材料 D.围护结构防潮措施 10?目前我国丁?业锅炉的燃料以｛ A ｝为主。 A.煤炭 B.油 C.天然气 D.生物质 11.燃煤锅炉烟气残留的可燃气体主要是｛ B ｝ A.氢 B.—氧化碳 C.姪类可燃物 D.氮 12.体形系数毎增大0.01,能耗指标不可能增加（D） A 1% B 1.5% C 2% D2.5% 13.下列技术中属于节能与能源利用技术的是（D ）0 A.已开发场地及废弃场地的利川 B.高性能材料 C.高效能设备系统 D.节水灌溉 14.绿色建筑的“绿色”应该贯穿于建筑物的（A ）过程。 A.全寿命周期 B.原料的开采 C.拆除 D.建设实施 15?节能建筑就是（A ）。A.低能耗建筑 B.绿色建筑 C.智能建筑D.低碳建筑 16.可再生能源利用技术屮不包括（D ）。 A.太阳能光热系统 B.太阳能光电系统 C.地源热泵系统 D.带热冋收装景的给排水系统 17?（D ）侧重于从减少温室气体排放的角度，强调采取一切可能的技术、方法和行为来减缓全球气候变暖的趋势。 A.低能耗建筑 B.绿色建筑 C.智能建筑 D.低碳建筑 18.（A ）指根据当地的白然生态环境，运用生态学、建筑技术科学的基本原理和现代科 学技术手段等，使人、建筑与自然生态环境之间形成一个良性循环系统。

纳米科技与纳米技术

纳米技术 1510700224 韦甜甜纳米技术(nanotechnology)是用单个原子、分子制造物质的科学技术，也称毫微技术，研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用。 1981年扫描隧道显微镜发明后，诞生了一门以0.1到100纳米长度为研究分子世界，它的最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品。因此，纳米技术其实就是一种用单个原子、分子射程物质的技术。 利用纳米技术将氙原子排成IBM纳米技术是一门交叉性很强的综合学科，研究的内容涉及现代科技的广阔领域。纳米科学与技术主要包括：纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等。这七个相对独立又相互渗透的学科和纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征这三个研究领域。纳米材料的制备和研究是整个纳米科技的基础。其中，纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础，而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。 在我国，纳米技术早已融入到大众的生活了，包括很多涂料、纤维材料、燃料、高分子合成和纺织品加工处理技术等等。其实纳米技术是一门交叉性很强的综合学科，研究的内容涉及现代科技的广阔领域。 纳米技术内容 1、纳米材料 当物质到纳米尺度以后，大约是在0.1—100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。 如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。 过去，人们只注意原子、分子或者宇宙空间，常常忽略这个中间领域，而这个领域实际上大量存在于自然界，只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家，他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子，并通过研究它的性能发现：一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后，它就失去原来的性质，表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此，像铁钴合金，把它做成大约20—30纳米大小，磁畴就变成单磁畴，它的磁性要比原来高1000倍。80年代中期，人们就正式把这类材料命名为纳米材料。 为什么磁畴变成单磁畴，磁性要比原来提高1000倍呢？这是因为，磁畴中的单个原子排列的并不是很规则，而单原子中间是一个原子核，外则是电子绕其旋转的电子，这是形成磁性的原因。但是，变成单磁畴后，单个原子排列的很规则，对外显示了强大磁性。 这一特性，主要用于制造微特电机。如果将技术发展到一定的时候，用于制造磁悬浮，可以制造出速度更快、更稳定、更节约能源的高速度列车。 2、纳米动力学 主要是微机械和微电机，或总称为微型电动机械系统（MEMS),用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统，特种电子设备、医疗和诊断仪器等.

建筑节能和环保应用新技术(2020新版)

( 安全论文 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 建筑节能和环保应用新技术 (2020新版) Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.

建筑节能和环保应用新技术(2020新版) 摘要：在现今世界的能源利用中，煤炭和石油作为首要能源被不断的开采着，而随着人类不断的采集与利用，其存量不断的减少，而太阳能技术的提出，极大的丰富了世界性能源的需求。此外，太阳能建筑绿色环保的推广模式也与我国可持续发展的模式相符合，值得大力推广。 关键词：建筑节能的应用，太阳能建筑，环保与节能 在传统石油煤炭资源不断消耗的同时，世界各国逐渐的把能源问题置于国计民生的重要位置。而从我国所倡导的可持续发展、人与自然和谐相处的角度来说，提出新能源建筑概念，如太阳能、风能、地热能等。根据能源专家估计，21世纪中，这种新能源将占世界电力市场的五分之三，燃料性市场的五分之二。而且太阳能，也将作为未来新能源的主要发展方向。

一、建筑节能的范畴 建筑节能的范畴有两大方面：建筑作为节能材料与建筑外的设备的节能。建筑材料的节能在建筑的策划建造施工中有很多体现，而对于建筑材料节能性的判断可以从其是否为新类型的节能材料、是否能从实际出发利用自然资源，特别是可再生资源，和这些可再生资源的使用情况。建筑材料以外的设备性节能在建筑施工的过程中均有体现，包括细节方面的改造与管理，如从电气、照明、卫生、给水、空调等设备入手，便可以充分开发其节能潜力，达到预期的效果。 二、环保节能与太阳能建筑的概念 利用太阳能供暖和制冷的建筑。在建筑中应用太阳能供暖、制冷，可节省大量电力、煤炭等能源，而且不污染环境，在年日照时间长、空气洁净度高、阳光充足而缺乏其他能源的地区，采用太阳能供暖、制冷，尤为有利。目前太阳能建筑还存在投资大，回收年限长等问题。所谓的太阳能建筑，其利用太阳能的最高境界是“零能耗”，即建筑物所需的全部能源供应均来自太阳能，常规能源消耗

纳米材料的特性及其环境保护的应用

纳米材料的特性及其环境保护的应用 黄翔化学工程学院材料091 摘要概述纳米材料的特性及其环境保护的应用。纳米材料具有表面与界面效 应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应。根据纳米材料的吸附和光催化作用，综述了纳米材料在废水处理、废气处理、固体垃圾处理、环境监测等方面的应用。关键词纳米材料特性环境保护吸附 纳米技术是20 世纪80 年代迅速发展起来的一门交叉性综合学科，包括纳米材料和纳米结构两部分。纳米材料是指平均粒径在纳米量级（1～100nm）范围内的固体材料的总称。纳米材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子组成。纳米粒子的表面效应、小尺寸效应和量子尺寸效应影响物质的结构和性质。人们发现，当物质被粉碎到纳米微粒时，所得的纳米材料不仅光、电、磁特性发生变化，而且具有辐射、吸收、催化、杀菌、吸附等许多新的特性。发展纳米技术已成为世界性的重大科学技术活动。 Application of Nano-material in Environment Protection Abstract: The adsorption and ray catalyze performance of nano-material is briefly introduced.The application of nanomaterial in waste water disposal,air pollution,solid rubbish disposal and environment monitoring is stated.The development in application in environment protection is also proposed.、 keywords: nano-material; environment protection; adsorption; catalyze 1基本概念 纳米材料 1992年国际纳米材料会议对纳米材料定义如下:一相任一维的尺寸达到100 nm 以下的材料为纳米材料[1]。由此可知,纳米材料的几何形状既可以是粒径小于100 nm的零维纳米粉末,也可以是径向尺寸小于100 nm的一维纳米纤维或二维纳米膜、三维纳米块体等。纳米材料的材质可以是金属或非金属;相结构可以是单相或多相;原子排列可以是晶态或非晶态。当物质进入纳米级后,其在催化、光、电、热力学等方面都出现特异化,这种现象被称为“纳米效应”。橡胶工业常用的纳米材料以非金属类为主,可分为金属氧化物(如氧化锌、三氧化二铝、二氧化钛、三氧化二铁等)和无机盐类(如轻质碳酸钙和陶瓷)。 2纳米材料的特性

工程建筑节能与环保应用技术

建筑节能与环保应用技术 2005年，国家和地方陆续出台新的建筑节能政策和标准规范，从而把建筑节能纳入新的视野和国家战略。建筑能耗当前占全国能源消耗近30%。所以，建筑节能对于促进能源资源节约和合理利用，缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾，加快发展循环经济，实现经济社会的可持续发展，有着举足轻重的作用，也是保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观的一项重要举措。因此，国家要求新建建筑（含改建、扩建）近阶段达到节能50%，经过一段时间的努力，则要达到节能65%的目标。为此，对设计、建造、监理提出了新的明确的工作要求和行为责任。 建筑节能是指在区域规划、城镇体系规划、城市总体规划和建筑的规划（包括布局、形状和朝向等）、设计、施工、安装和使用过程中，按照有关建筑节能的国家、行业和地方标准，对建筑物维护结构采取隔热保温措施，选用节能型用能系统（指与建筑物同步设计、同步安装的用能设备和设施）、可再生能源（如太阳能、风能、水能、地热）利用系统及其维护保养，保证建筑物(城镇公共建筑、居住建筑)使用功能和室内环境质量，切实降低建筑能源消耗，更加合理、有效地利用能源等活动。建筑围护结构指建筑物及房间各面的围挡物,如墙体、屋顶、地面等。其中直接与外界空气环境接触的围护结构称为外围护结构，如外墙、外窗、屋顶等；内围护结构不与外界环境接触，如内墙、楼地面等。 1建筑节能技术要点 1.1墙体保温技术 1.1.1墙体保温是建筑节能的重要一环 自从节能工作在全国范围内全面启动以来，墙体保温经历了外墙内保温、夹层保温和外墙外保温的发展历程。 2002年，外墙外保温系统在世界范围内，尤其在欧洲被广泛使用，估计总面积达8500万平方米。有关机构测试表明，住宅的能量损失大致为屋顶约占15%；门和窗约占25%；地下室和地面约占15%；墙体如果不做保温处理约占50%，如果进行保温处理约占 10%-15%。大量工程实践证明，目前普遍采用的外墙外保温技术是相对较好的墙体保温技术。 “外墙内保温”技术，即在建筑空间内部墙体附加保温材料以达到节能目的。我国在实施建筑节能设计标准的初期，大都采用外墙内保温的方法。但外墙内保温做法存在的问题也是显而易见的：一是热工效率较低，外墙有些部位如丁字墙、圈梁处难以处理而形成“热桥”，使保温性能有所降低；二是保温层做在住户室内，对二次装修、增设吊挂设施带来不少麻烦，一旦出现质量问题，维修时会对住户造成很大困扰；三是内保温占用室内空间，减少用户使用面积。 “夹层保温”技术，即对外围护墙采用分层处理的措施，形成墙体—保温材料—墙体体系，达到保温节能目的。我国在建筑保温材料发展的前期，曾经大力推广过夹层保温技术，上世纪80年代初建造的北京前三门高层住宅区，就是典型代表作。建筑界曾试图用工业化生产的方式解决建筑的保温和节能问题，然而由于生产方式复杂，不能有效地解决建筑中存在的“冷桥”问题，夹层保温的做法逐渐被墙体外保温的做法所取代。

纳米材料与技术思考题2016

纳米材料导论复习题(2016) 一、填空： 1.纳米尺度是指 2.纳米科学是研究纳米尺度内原子、分子和其他类型物质的科学 3.纳米技术是在纳米尺度范围内对原子、分子等进行的技术 4.当材料的某一维、二维或三维方向上的尺度达到纳米范围尺寸时，可将此类材料称为 5.一维纳米材料中电子在个方向受到约束，仅能在个方向自由运动，即电子在 个方向的能量已量子化一维纳米材料是在纳米碳管发现后才得到广泛关注的，又称为 6.1997年以前关于Au、Cu、Pd纳米晶样品的弹性模量值明显偏低，其主要原因是 7.纳米材料热力学上的不稳定性表现在和两个方面 8.纳米材料具有高比例的内界面，包括、等 9.根据原料的不同，溶胶-凝胶法可分为： 10.隧穿过程发生的条件为. 11.磁性液体由三部分组成：、和 12.随着半导体粒子尺寸的减小，其带隙增加，相应的吸收光谱和荧光光谱将向方向移动，即 13.光致发光指在照射下被激发到高能级激发态的电子重新跃入低能级被空穴捕获而发光的微观过程仅在激发过程中发射的光为在激发停止后还继续发射一定时间的光为

14.根据碳纳米管中碳六边形沿轴向的不同取向，可将其分成三种结构：、和 15.STM成像的两种模式是和. 二、简答题：（每题5分，总共45分） 1、简述纳米材料科技的研究方法有哪些？ 2、纳米材料的分类？ 3、纳米颗粒与微细颗粒及原子团簇的区别？ 4、简述PVD制粉原理 5、纳米材料的电导（电阻）有什么不同于粗晶材料电导的特点？ 6、请分别从能带变化和晶体结构来说明蓝移现象 7、在化妆品中加入纳米微粒能起到防晒作用的基本原理是什么？ 8、解释纳米材料熔点降低现象 9、AFM针尖状况对图像有何影响？画简图说明 1. 纳米科学技术 (Nano-ST):20世纪80年代末期刚刚诞生并正在崛起的新科技，是研究在千万分之一米10–7)到十亿分之一米(10–9米)内，原子、分子和其它类型物质的运动和变化的科学；同时在这一尺度范

建筑节能与环保应用技术

建筑节能与环保应用技术 建筑节能与环保应用技术 2005年，国家和地方陆续出台新的建筑节能政策和标准规范，从而把建筑节能纳入新的视野和国家战略。建筑能耗当前占全国能源消耗近30%所以，建筑节能对于促进能源资源节约和合理利用，缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾，加快发展循环经济，实现经济社会的可持续发展，有着举足轻重的作用，也是保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观的一项重要举措。因此，国家要求新建建筑（含改建、扩建）近阶段达到节能50%经过一段时间的努力，则要达到节能65% 的目标。为此，对设计、建造、监理提出了新的明确的工作要求和行为责任。 建筑节能是指在区域规划、城镇体系规划、城市

总体规划和建筑的规划（包括布局、形状和朝向等）、设计、施工、安装和使用过程中，按照有关建筑节能的国家、行业和地方标准，对建筑物维护结构采取隔热保温措施，选用节能型用能系统（指与建筑物同步设计、同步安装的用能设备和设施）、可再生能源（如太阳能、风能、水能、地热）利用系统及其维护保养，保证建筑物（城镇公共建筑、居住建 筑）使用功能和室内环境质量，切实降低建筑能源消耗，更加合理、有效地利用能源等活动。建筑围护结构指建筑物及房间各面的围挡物, 如墙体、屋顶、地面等。其中直接与外界空气环境接触的围护结构称为外围护结构，如外墙、外窗、屋顶等；内围护结构不与外界环境接触，如内墙、楼地面等。 1 建筑节能技术要点 1.1 墙体保温技术 1.1.1 墙体保温是建筑节能的重要一环自从节能工作在全国范围内全面启动以来，墙体保温经历了外墙内保温、夹层保温和外墙外保温的发展历程。 2002 年，外墙外保温系统在世界范围内，尤其在欧洲被广泛使用，估计总面积达8500 万平方米。有关机构测试表明，住宅的能量损失大致为屋顶约占15% ；门和窗约占25% ；地下室和地面约占

纳米材料及其应用前景

纳米材料及其应用前景 摘要:21世纪，纳米技术、纳米材料在科技领域将扮演重要角色。纳米技术是当今世界最有前途的决定性技术之一。本文简要地概述了纳米材料的基本特性以及其在力学、磁学、电学、热学等方面的主要应用，并简单展望了纳米材料的应用前景。 关键词：纳米材料；功能；应用； 一、纳米材料的基本特性 所谓纳米材料是指材料基本构成单元的尺寸在纳米范围即1~100纳米或者由他们形成的材料。由于纳米材料是由相当于分子尺寸甚至是原子尺寸的微小单元组成，也正因为这样，纳米材料具有了一些区别于相同化学元素形成的其他物质材料特殊的物理或是化学特性例如：其力学特性、电学特性、磁学特性、热学特性等，这些特性在当前飞速发展的各个科技领域内得到了应用。科学家们和工程技术人员利用纳米材料的特殊性质解决了很多技术难题，可以说纳米材料特性促进了科技进步和发展。 1、力学性质 高韧、高硬、高强是结构材料开发应用的经典主题。具有纳米结构的材料强度与粒径成反比。纳米材料的位错密度很低，位错滑移和增 殖符合Frank-Reed模型，其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大，增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大，所以纳米材料中位错滑移和 增殖不会发生，这就是纳米晶强化效应。金属陶瓷作为刀具材料已有50 多年历史，由于金属陶瓷的混合烧结和晶粒粗大的原因其力学强度一直 难以有大的提高。应用纳米技术制成超细或纳米晶粒材料时，其韧性、 强度、硬度大幅提高，使其在难以加工材料刀具等领域占据了主导地位。 使用纳米技术制成的陶瓷、纤维广泛地应用于航空、航天、航海、石油 钻探等恶劣环境下使用。 2、热学性质 纳米材料的比热和热膨胀系数都大于同类粗晶材料和非晶体材料的值，这是由于界面原子排列较为混乱、原子密度低、界面原子耦合作用 变弱的结果。因此在储热材料、纳米复合材料的机械耦合性能应用方面 有其广泛的应用前景。例如Cr-Cr2O3颗粒膜对太阳光有强烈的吸收作 用，从而有效地将太阳光能转换为热能。 3、电学性质 由于晶界面上原子体积分数增大，纳米材料的电阻高于同类粗晶材料，甚至发生尺寸诱导金属——绝缘体转变（SIMIT）。利用纳米粒子的 隧道量子效应和库仑堵塞效应制成的纳米电子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特点，有可能在不久的将来全面取代目前的常规半导体 器件。2001年用碳纳米管制成的纳米晶体管，表现出很好的晶体三极管 放大特性。并根据低温下碳纳米管的三极管放大特性，成功研制出了室 温下的单电子晶体管。随着单电子晶体管研究的深入进展，已经成功研 制出由碳纳米管组成的逻辑电路。

基于建筑设计与环保节能的分析 黄文辉

基于建筑设计与环保节能的分析黄文辉 发表时间：2018-02-02T16:58:32.350Z 来源：《基层建设》2017年第31期作者：黄文辉 [导读] 摘要：实现建筑节能是建筑设计发展的主要方向，也是未来发展的必然趋势，对此必须要引起重视，提高建筑节能在居住建筑设计中的应用，改善居住建筑的质量，促进我国建筑节能事业的发展。 身份证号码：44018119811024XXXX 摘要：实现建筑节能是建筑设计发展的主要方向，也是未来发展的必然趋势，对此必须要引起重视，提高建筑节能在居住建筑设计中的应用，改善居住建筑的质量，促进我国建筑节能事业的发展。本文主要阐述了建筑设计与环保节能的关系和节能环保设计原则，并对建筑设计中的节能环保进行探讨。 关键词：建筑设计；环保节能 引言 对于建筑行业来讲，我国建筑依然存在高能耗的现状，过度追求奢华、不注重环保实用的建筑设计大有存在，对现有的建筑进行节能改造以及对新建筑设计的环保节能要求成为我国节能减排工作的重要组成部分。建筑设计在建筑资源消耗中起着至关重要的作用，建筑在环保节能上的设计重视对营造建筑、人与自然的和谐发展具有重要意义。 一、建筑设计与环保节能的紧密关系 住宅建筑设计中的生态平衡、环境保护与节省能源不是孤立的，也不是矛盾的，而是相互影响和联系的。人类可以自主建造舒适的建筑内部环境，但人工化的舒适通常依赖于照明、空调和通风等高耗能设施，且舒适度的提高又往往以耗能的增加为前提条件，这种发展模式带来了当前环境和能源危机，威胁到人类自身的生存发展与安全保障。 随着经济的发展、城市化进程的加快、城市居民生活水平的提高，建筑耗能占整个能源消费总量的比重不断上升，每年由于新建和改建建筑，消耗大量能源，带来自然环境的恶化。同时在建设过程中还存在水污染严重、土地资源利用率低、建筑耗材高等严重问题。如不注意防止水、土和空气的污染，绿化与水面严重不足、空气污浊、气温升高、能耗剧增。自然环境的日趋恶化，结果是建筑系统内和建筑系统外的物质良性循环与能量的良性转换受到严重破坏，也就是生态环境受到严重破坏。居住区中的气候设计，不仅是一个充分利用自然能源、减少再生能源消耗的问题，也是一个直接处理人与自然的关系问题，实现可持续发展是本世纪人类所面对的巨大挑战。 二、环保节能的建筑设计原则 2.1提高资源利用效率 建筑设计中对于能源的利用较多，提高能源的利用率对于建筑节能有很大的帮助，能源包括水、土地、建材和能源等，实现其有效利用可以节省大量的能源。 2.2减少对周围环境的影响 建筑工程实施的过程中会对环境有很大影响，需要注意几个方面：①防止建筑施T中造成水和土壤等污染；②注意加强本地资源的利用，这也是对环境影响最小的一项措施，可以减少运输对环境的影响，还可以支持当地经济的发展；③另外还要注意建筑材料的重复使用。在建筑选材时，选择的建筑材料尽量能够循环使用，加强材料后期的回收和再利用，这是鼓励利用可回收的建筑材料；④还要注意提高建筑物的寿命。建筑设计中应尽量遵循以人为本的原则，满足其物质精神需求的同时还要注意生态环境的保护，考虑到人类未来的居住状况。 三、建筑设计的环保节能设计分析 3.1外墙节能设计 常用的几种外墙材料中，保温隔热性能较好的是多孔粘土砖和加气混凝土砌块以及复合墙体。复合墙体中绝热材料主要有岩棉、矿棉、玻璃棉、膨胀珍珠岩、聚苯乙稀、加气混凝土等。复合墙体保温隔热宜选用外墙外保温。为得到合理的有利节能的建筑体形，体形系数一般应控制在0.3以内，住宅进深应扩大到10m以上，而长度则以55m为宜。从热传递方面分析，通常建筑物实墙的阳角内侧气流较通风口处差且散热面相对较大，所以交角处内表面的温度远比主体内表面温度低。由于具有热桥作用的框架柱或构造柱常设在此处，所以一般交角处是建筑物耗能量较大的部位。如果建筑物设计成圆柱形，则外墙棱角少，外表面积也小，有利于减少能量的消耗。所以外表面整齐的建筑比外表面凸凹变化的建筑要节能。从接收太阳辐射热能考虑，应使建筑物南向墙面的面积尽量的大，其他墙面的外表面积尽可能小，也就是说南向墙面与其他各方位墙面的面积比应是越大越好。另外，也可以利用植物来调节气温，在日照强烈的墙面，种植植物来吸收太阳热量，减少传入室内的热源。据报导，建筑西墙种植爬墙虎，在植被遮蔽90%状况下，外墙表面温度可降低8.2℃，并有利于吸尘和消音，减少温室效应。 3.2平面建筑节能设计 由于我地处北半球，太阳高度角和方位角变化规律使南朝向为最为节能的建筑朝向，此朝向夏季可减少太阳辐射得热，冬季可增加太阳辐射得热，而且此朝向建筑与我国夏季盛行的东南风差不多成垂直关系，容易形成穿堂风，而又避开了冬季盛行的西北风。因此，将住户长时间活动的居住空间设于日照通风条件最佳的南向位置，利用自然环境使室内达到最大的舒适度，为住户节约采暖和空调的能耗。而南北向建筑可以获得最多的南朝向房间，所以建筑平面谊设计成南北向。对于日照、通风条件较差的北朝向与长时间接受太阳辐射的东西向可布置些平面功能比较次要的电梯、楼梯、管道井、机房、卫生间、厨房等，以挡住日照直接照射主要房间，避免冬季西北风灌入。在其他条件相同的情况下，南北向的多层建筑的传热耗热量比东西向可降低5%左右。 3.3屋面节能设计 在建筑物受太阳辐射的各个外表面中，屋面是接受太阳直射时间最长的部位，因此受辐射得热也是最多的，相当于东西向墙体的2～3倍，所以它的保温隔热也显得尤为重要。保温隔热的材料宜选用密度大、导热系数小、憎水或吸水率较小的材料（如膨胀型泡沫聚苯板）。采用倒置式屋面将憎水性保温材料设于防水层上，可有效防止传统屋面构造中防水层容易老化从而影响保温隔热效果的问题。此种方法施工简易，可广泛采用。 另外，利用屋顶种植花卉、灌木形成生态型屋面，既可阻挡热源，减少温室气体的排放，达到保温隔热，又可美化环境，改善城市气

建筑节能和环保应用技术

7．建筑节能和环保应用技术 目录 7.1. 节能型围护结构应用技术 7.1.1. 新型墙体材料应用技术及施工技术 7.1.2. 节能型门窗应用技术 7.1.3. 节能型建筑检测与评估技术 7.2. 新型空调和采暖技术 7.2.1. 地源热泵供暖空调技术 7.2.2. 供热采暖系统温控与热计量技术 7.3. 预拌砂浆技术

7．建筑节能和环保应用技术 内容 7.1. 节能型围护结构应用技术 7.1.1. 新型墙体材料应用技术及施工技术 ㈠各种砌块施工中防止裂缝的控制技术 (1) 主要技术内容 国内生产的砌块有： ①蒸压加气混凝土砌块 ②轻集料混凝土小型空心砌块 ③混凝土夹心聚苯砌块 ④凯福298（Core-Fill500）砌块体系 应该说目前国内生产各种类型的砌块从技术到生产工艺都是比

较成熟的，目前存在的主要问题是砌筑质量较差：砌体灰缝不实产生裂缝；砌体与钢筋混凝土墙之间产生裂缝；砌筑砂浆是普通砂浆，在灰缝处形成冷桥易结露等问题。 砌筑时，要提前将砌块浇水湿润，砌筑时还应适当湿水，严禁干砌块上墙，避免砂浆水分被砌块过快吸干，降低砂浆的强度；砌筑时一边砌筑一边勾缝补缝，使灰浆饱满，重点做好砌体与钢筋混凝土墙之间的接缝处理，砌块砌完后应静置一段时间，待结构变形稳定后再将框架梁底与砌块之间的缝隙填实，再对所有的灰缝进行二次勾缝。也可在砌筑灰浆初凝时喷涂防裂剂，如YH-2 型砂浆防裂剂，可有效防止裂纹的产生。 对有暗箱、线盒、线管和钢筋混凝土墙（或框架梁）的地方，应在抹灰前锭铺密目钢网片，防止抹灰空鼓裂缝；抹灰前对基层进行界面处理，提高界面的粘和力，防止空鼓和开裂。 轻质砌块的砌筑砂浆，应使用轻质保温砂浆，减少冷桥，提高砌体的保温性能。 (2) 技术指标 砌体裂缝的宽度以小于0.2mm 以下。 (3) 适用范围 可适用于砌块结构的所有建筑的外墙和内填充墙。所有砌块的热工性能均可参考《混凝土小型空心砌块建筑技术规》JGJ/T14- 2004。