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【建筑师指南】10个关键技巧，教你如何选择建筑材料

　　对于建筑师而言，不仅仅需要掌握设计理论，熟悉材料的性能也是必修课之一。世界上各种材料的性能是错综复杂的，对建筑材料性能的熟悉与了解可以更好地诠释设计理念，让设计图纸能够更好的转化为现实建筑。

　　

　　1.强度 Intensity

△ 深圳悦彩城，UHPC，挤压强度120~150MPa

　　强度是指材料抵抗断裂和过度变形的力学性能，简单来说是指在压力下不破裂的能力，常用的强度性能指标有拉伸强度和屈服强度。

　　铸铁、无机材料没有屈服现象，故只用拉伸强度来衡量其强度性能，高分子材料也采用拉伸强度。承受弯曲载荷、压缩载荷或扭转载荷时则应以材料的弯曲强度、压缩强度及剪切强度来表示材料的强度性能。

　　

　　2.硬度 Hardness

△ 莫氏硬度等级和参照物

　　材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度，固体对外界物体入侵的局部抵抗能力，是比较各种材料软硬的指标。硬度分为划痕硬度、压入硬度、回跳硬度。

　　实践证明，金属材料的各种硬度值之间，硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的，材料的强度越高，塑性变形抗力越高，硬度值也就越高。

　　

　　3.弹性 + 可塑性 Elasticity & Plasticity

　　弹性通常指材料在受到应力作用后恢复其形状的能力，它也是一种测量材料在受到不同应力后暂时变形多少以及当外力撤消后能恢复原来大小和形状的方法。对于混凝土来说，受到应力作用后变化不大，说明材料弹性较小;而相对钢材而言，它的变化更大，更具有弹性。

　　可塑性与弹性概念类似，弹性可以测量材料暂时变形的程度，而塑性可以测量材料在保持不断裂的情况下永久变形所需的力。塑料作为典型的可塑材料可以弯曲并保持该形状，而弹性材料则在弯曲后恢复其原始形状。

　　

　　4.脆性 Brittleness

△ 吉博恩茵体育场，脆性材料玻璃和超高性能混凝土制作的屋顶。

　　脆性是指材料在拉伸、冲击等外力作用下产生很小的变形即断裂破坏的性质，与韧性相反，直到断裂前只出现很小的弹性变形而不出现塑性变形。

　　脆性材料抗动荷载或冲击能力很差，不会弯曲，在施加力时断裂。但是只要材料足够坚固，在正常施加力的情况下，脆性材料不一定比不易碎的材料差，譬如玻璃和水泥就是两种非常典型的脆性材料。

　　

　　5.疲劳损伤 Fatigue Damage

　　疲劳损伤是指材料在循环载荷过程中的损伤累积，一般分为高周期疲劳和低周期疲劳。

　　低周期疲劳中，塑性应变足够大，可以测量对应于应力高于屈服极限，循环次数≤10000次。高周期疲劳指在疲劳过程中不可恢复的应变仅由微塑性构成，应力较低，一般低于屈服极限，但循环次数较高，一般≥100000次。

　　

　　6.密度 + 比重 Density & Proportion

　　材料的密度包括纯密度和体积密度，纯密度是材料固体块质量的量度，不包含气泡;体积密度是对特定体积内的质量的度量，包括任何孔隙或空隙。对于无孔材料，体积密度和纯密度是相同的。

　　比重也称相对密度，它是一种测量密度的方法，比重是无量纲量，即比重是无单位的值，一般情形下随温度、压力而变，数字越大意味着材料越密集。

　　

　　7.吸水率 + 软化系数 Coefficient of water absorption & Softening coefficient

△ 通化科技文化中心，千思板，表面吸水率可控制在0.5%以下。

　　吸水率是表示物体在正常大气压下吸水程度的物理量，用百分率来表示。通常指在一定温度下把材料在水中浸泡一定时间所增加的重量百分率。

　　软化系数是耐水性性质的一个表示参数，是材料在水饱和状态下的无侧限抗压强度与其在干燥状态下的无侧限抗压强度的比率，软化系数的取值范围在0~1之间，其值越大，表明材料的耐水性越好，通常认为软化系数大于0.85的材料是耐水性材料。

　　

　　8.耐火等级 Fireproof Endurance Rating‍

△ 欧泽塔混凝土预制挂板防火墙系统测试。

　　耐火等级是衡量建筑物耐火程度的分级标度，由组成建筑物的构件的燃烧性能和耐火极限来确定。规定建筑物的耐火等级是建筑设计防火规范中规定的防火技术措施中的最基本措施之一。

　　材料燃烧性能分级随着火灾科学和消防工程学科领域研究的不断深入和发展，材料及制品燃烧特性的内涵也从单纯的火焰传播和蔓延，扩展到材料的综合燃烧特性和火灾危险性，包括燃烧热释放速率、烧热释放量、烧烟密度以及燃烧生成毒性等参数。欧盟在火灾科学基础理论发展的基础上，建立了建筑材料燃烧相关分级体系，分为A1、A2、B、C、D、E、F七个等级。按照GB8624-2012 建筑材料及制品燃烧性能分级，我国建筑材料及制品燃烧性能的基本分级为A、B1、B2、B3，规范中还明确了该分级与欧盟标准分级的对应关系。建筑材料及制品的燃烧性能等级名称A为不燃材料(制品)，B1为难燃材料(制品)，B2为可燃材料(制品)、B3为易燃材料(制品)。(若要标准，请CU小编)

　　

　　9.抗冻融性 Freezing and Thawing Resistance

　　抗冻融性，是指材料在含水状态下能经受多次冻融循环作用而不破坏，强度也不显著降低的性质。抗冻等级是以规定的吸水饱和试件，在标准试验条件下，经一定次数的冻融循环后.强度降低不超过规定数值，也无明显损坏和剥落，则此冻融循环次数即为抗冻等级。显然，冻融循环次数越多，抗冻等级越高，抗冻性越好。

　　防冻材料通常干燥且致密，在严寒环境下，冷冻可以撕裂巨石，更不用说易受伤害的建筑构件。

　

　　10.比热容 Specific Heat Capacity

　　比热容是指材料受热(或冷却)时吸收(或放出)热量的性质，一定质量的物质，在温度升高时，所吸收的热量与该物质的质量和升高的温度乘积之比，称做这种物质的比热容，材料的的比热容对于确定建筑物的温度波动非常重要，亦是影响绿色环保建筑关键性能的指标之一。