从泥土到太阳电池 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子版 mobi 在线

《从泥土到太阳电池》从建筑材料的发展历史出发，对材料与建筑、文化、社会风俗的关系等进行了简要介绍，着重讲述了新型节能材料、太阳电池与建筑结合等发展方向，指出太阳能的应用是建筑材料和建筑历史上划时代的变革，从此建筑材料具有产能功能，建筑由几千年来的耗能大户向产能基地过渡。

本书可作为能源与建筑等专业大专院校师生的选修教材，也可作为太阳能材料应用技术人员的培训教材，还可以作为普通读者了解新型节能材料的科普图书。

1建筑材料与人类文明/1

1.1建筑材料与社会进步/2

1.1.1建筑材料对建筑风格和社会习俗的影响/2

1.1.2建筑材料与科技进步/4

1.1.3建筑材料与现代建筑/6

1.2材料和建筑帮助人类走向世界/7

1.2.1人类以“穴居”与“火塘”征服寒带/7

1.2.2人类以“干栏”与“吊床”征服雨林/7

1.2.3人类以“帐篷”与“泥土”移居沙漠/8

1.2.4难控制的热湿气候/8

1.2.5几种就地取材的建筑材料/9

1.3材料与建筑寿命/10

1.3.1建筑材料的寿命因子/10

1.3.2材料与建筑毁坏/10

1.3.3废弃建筑材料的危害/11

1.4建筑材料与居住健康/12

1.4.1毁灭罗马帝国的材料/12

1.4.2现代污染/12

1.4.3传说中的“凶宅”/13

2木材与木建筑/15

2.1木材特征/16

2.2木建筑的历史/17

2.2.1从“有巢氏”开始/17

2.2.2早期木建筑/19

2.2.3干栏式建筑/20

2.2.4早期木建筑的营造/20

2.2.5中国木建筑的演变/22

2.2.6斗栱和金丝楠木/23

2.3著名古代木建筑/24

2.4现代木建筑/27

2.5茅草建筑材料与竹建筑材料/29

2.5.1茅草建筑材料/29

2.5.2竹建筑材料/30

2.6木塑材料/32

3泥土与土建筑/34

3.1泥土与早期建筑/35

3.1.1土堆、坑穴/35

3.1.2生土建筑(Earth Construction)/36

3.1.3泥砖/37

3.2通天塔、土金字塔、空中花园/39

3.2.1通天塔/40

3.2.2土金字塔/40

3.2.3空中花园/41

3.3古代埃及和也门土建筑/42

3.3.1古埃及人的土楼/42

3.3.2古也门人的沙漠土屋/42

3.4印第安人土屋、中国统万城墙、福建土楼/42

3.4.1印第安人土屋/42

3.4.2中国统万城墙/43

3.4.3中国福建土楼/43

3.5窑洞、土屋、石屋/44

3.6砖/45

3.6.1砖的生产/45

3.6.2土墙和砖墙/46

3.7瓦/48

3.8琉璃和瓷砖/49

3.9著名砖瓦建筑/50

3.10今日土建筑/51

3.10.1今日土建筑的特点/51

3.10.2掩土建筑与窑洞建筑/51

3.10.3夯土/54

3.10.4覆土与土壤储热层/54

3.10.5土工合成材料/56

4石材与石建筑/58

4.1石建筑概述/59

4.1.1石建筑的历史/59

4.1.2石材和石建筑类型/60

4.2上古时期的石块建筑/62

4.2.1石棚与积石冢/62

4.2.2巨石建筑/64

4.3古典时期的石材建筑/69

4.3.1石建筑的发展历程/69

4.3.2罗马道路——通天下/70

4.3.3大理石建筑/70

4.4一些著名石建筑/72

4.5石板和石贴面/79

4.6人造石材/81

5混凝土与混凝土建筑/83

5.1混凝土概念/84

5.2古代著名混凝土建筑/85

5.3其他胶凝材料/87

5.4现代水泥工业/89

5.4.1现代水泥的产生/89

5.4.2钢筋混凝土/90

5.4.3现代钢筋混凝土建筑/91

5.5FRP筋增强混凝土/95

5.6钢筋混凝土建筑的发展/95

5.6.1高层建筑/95

5.6.2薄壳建筑/96

5.6.3水泥和混凝土改性/97

6玻璃建筑/99

6.1阳光和早期玻璃/100

6.2古代彩色玻璃/101

6.3温室/103

6.3.1水晶宫/103

6.3.2展览温室/103

6.3.3现代世界著名玻璃建筑/105

6.4新型玻璃材料/108

7钢铁建筑和塑料建筑/111

7.1古代金属珠宝建筑/112

7.2建筑用铁的历史/113

7.3从水晶宫到鸟巢——著名的钢铁建筑/115

7.3.1水晶宫/115

7.3.2埃菲尔铁塔/116

7.3.3大厦与大桥/117

7.3.4中国国家体育场/119

7.4金属装饰材料/120

7.5塑料建筑/121

8地下建筑/125

8.1古代地下建筑/126

8.1.1洞穴和隧道的开拓利用/126

8.1.2古代地下石建筑/127

8.1.3地下砖瓦建筑/129

8.1.4地下水道/130

8.2现代地下建筑/131

8.2.1单体地下建筑/131

8.2.2太阳能热水的地下储存/132

8.2.3现代地下空间的开发/133

8.3地下建筑/135

8.3.1地下建筑学的兴起/135

8.3.2地下建筑的优势/136

8.3.3河海隧道/137

8.3.4军事设施/137

8.3.5地下工程扩建/138

9柔性材料——膜建筑/140

9.1古代膜建筑/141

9.2天篷式建筑/143

9.3膜结构及材料/145

9.3.1膜结构特点/145

9.3.2膜结构材料的分类/146

9.3.3膜结构材料的特性/146

9.4现代膜建筑/147

10功能建筑材料(一)/151

10.1绝热材料/152

10.1.1绝热材料的概念/152

10.1.2绝热材料的分类/153

10.1.3建筑用绝热材料/153

10.2相变储热材料/158

10.2.1相变储热材料的概念/158

10.2.2建筑用相变储热材料/159

10.3防水材料/159

10.3.1建筑防水防潮的意义/159

10.3.2防水防潮材料的概念/160

10.3.3透水材料/162

10.4吸声与隔声材料/163

10.5防火材料/164

10.5.1防火的意义/164

10.5.2防火材料种类/164

10.6防电磁污染材料/166

10.7混凝土用助剂/167

11功能建筑材料(二)/168

11.1太阳能电池/169

11.1.1太阳能电池原理/169

11.1.2太阳能光伏发电的主要特点/170

11.1.3光伏建筑组件/171

11.2光谱选择性吸收薄膜材料/174

11.2.1光谱选择性吸收薄膜材料原理/174

11.2.2太阳能集热器/175

11.3特种玻璃材料/176

11.4功能涂料/176

11.5光学材料/178

11.5.1发光材料/178

11.5.2反光材料/179

11.5.3光催化材料/179

11.5.4电光材料/179

11.5.5光导纤维/180

11.5.6细纤维状建筑材料/180

11.6生态建筑材料/181

11.6.1生物降解材料/183

11.6.2仿生物材料/183

12建筑材料与建筑新概念/184

12.1建筑材料与建筑能耗/185

12.1.1建筑节能的意义/185

12.1.2建筑的能耗/186

12.1.3建筑节能对环境的影响/188

12.1.4建筑节能的主攻方向/188

12.2低能耗建筑与建筑材料/189

12.2.1优化墙体绝热性/189

12.2.2使用新能源/189

12.2.3建筑材料的选用/190

12.3建筑新概念/190

12.4生态建筑、绿色建筑、可持续发展建筑/190

12.5智能建筑/192

12.6生命建筑/192

12.6.1生命建筑的概念/192

12.6.2生命建筑的材料/193

12.6.3绿色建筑材料、生态环境材料/194

12.7太阳能建筑概念/195

12.7.1太阳能建筑的兴起/195

12.7.2现代太阳能建筑的定义与内涵/196

12.8太阳能建筑的类型/196

12.8.1太阳房/196

12.8.2被动得热太阳能建筑/197

12.8.3主动得热太阳能建筑/199

12.8.4太阳能材料及建筑一体化(BIPV)/199

12.8.5太阳能热水系统实例/200

12.8.6跨季节蓄热太阳能集中供热技术/201

12.8.7太阳能空调/202

12.9太阳能建筑实例/202

12.10太阳能建筑的特点/206

13通风与采光/208

13.1通风与建筑节能/209

13.1.1通风与健康/209

13.1.2自然通风的优点/209

13.1.3自然通风系统/210

13.1.4热压、风压的利用/212

13.2采光/215

13.2.1现代建筑的采光/215

13.2.2阳光照明的优点/215

13.2.3阳光直接照明/216

13.2.4反射阳光照明/220

13.2.5引入阳光/222

13.2.6建筑绿化/224

13.3通风与采光范例/225

13.3.1迎合调节阳光/225

13.3.2透光建筑/226

13.4新节能建筑/227

14未来建筑与未来建筑材料/229

14.1新建筑技术对建筑材料的要求/230

14.1.1超高层建筑与新材料/230

14.1.2大深度地下空间结构与新材料/230

14.1.3适用于海洋建筑的新材料/231

14.1.4用于宇宙空间结构物的新材料/231

14.1.5以生物直接作为建筑材料/231

14.1.6“绷带”建筑材料/231

14.1.7特种混凝土/231

14.1.8智能材料/232

14.2建筑材料生产的工业化/233

14.2.1建筑材料的标准化、预制化、系统化/233

14.2.2建筑材料与新施工方式/234

14.3超级大厦/237

14.3.1攀高正未有穷期/237

14.3.2被风引擎的迪拜旋转摩天大楼/239

14.3.3悬空建筑/239

14.4天似穹庐——巨型膜建筑/240

14.5未来住宅/241

14.5.1未来住宅特征/241

14.5.2非城之城/243

14.6地下工程/244

14.7立体农业/245

14.8人造海岛/246

14.9太空建筑/248

后记/250

参考文献/251

邹宁宇，河海大学材料学院，高工，院士秘书，长期在国家建材局（部）直属研究院所工作，关注建筑节能材料的发展变迁。曾任中国硅酸盐学会玻璃纤维分会理事，秘书长，江苏硅酸盐学会理事，中国绝热节能材料协会理事，参加新型节能建材研发（后调河海大学参加太阳能热发电项目研发），多年在有关报刊，会议介绍建筑节能，涉足太阳能行业后，更宣传节能材料，智能材料，产能材料在建筑上应用的意义。

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前言

在本书中，我们试图介绍建筑材料对建筑、能源、环境保护和社会发展的影响。建筑是人类初始的生产活动之一，处于史前狩猎和采集时代的先民就已从事建筑活动。建筑材料是产量、用途广的材料，是建筑活动的基本元素。人类使用建材并开始建筑活动的历史，甚至比农耕的历史更加古老。建筑材料和建筑的发展变迁更是相互促进、相互依存的。建筑是人类文明的象征，建筑材料是建筑的骨架和外衣，建筑材料可以定义为人居环境构成物所用材料的总称，可以说建筑材料是人类赖以生活的物质基础。建筑材料的不断更新进步推动了文明的发展，然而其对能源、资源的大量消耗，对环境生态造成了破坏，阻碍了文明的进程。

建筑材料是与人类关系密切、难以分别的材料。现在人类几乎有大半时间生活在各类建筑（住宅和建筑工程）内，有许多人甚至长年累月在室内活动。人们接触多的，对身体健康、生活节奏影响的材料就是建筑材料和服装、食品材料。

建筑材料的制造自古就是一个工序繁多、耗能很大的工程。申报世界文化遗产的南京城墙，600年前修造时就实行了“举国体制”和“岗位责任制”，每块城砖在烧制时都刻有来自各地制作者名和地名的字迹，城墙砌筑时在砖块中间浇铸铁汁或者用糯米混拌石灰。古代很多巨大建筑的取材使生态被惨重破坏，人们需要翻山跨壑，从数十里、数百里之外搬运巨石、大木，往往耗尽社会几代人的财力、人力，甚至影响文明发展进程。

节约能源，提倡低碳经济，防止大气温室效应和环境污染是当前世界各国政府迫在眉睫、亟待解决的课题。而在各类能耗中，建筑能耗首当其冲，已占发达国家总能耗的50%以上，其他国家与地区的建筑能耗也节节攀升。而建筑材料的性能又是决定建筑节能的重要参数。

从人类自身的进步和发展来看，人居生态环境的可持续发展贯穿于人类社会发展的全过程，贯穿于整个人类对建筑材料的开发、使用、制造、再生循环过程的各个环节。

随着低碳经济、和谐社会的概念深入人心，人们对于建筑材料与建筑节能的关系给予了前所未有的重视。人们认识到建筑节能的历史意义和现实意义大于其经济效益，它是社会发展到一定阶段的必然要求。在发达国家，建筑节能已经提升至同城市规划、国家全局发展的高度，各类建筑如达不到节能标准，宁愿不建，绝不留有遗憾。

本书站在建筑材料角度，介绍了建筑发展；叙述了黏土、石块由天然建筑材料，经过烘烧加工成为砖瓦、玻璃、水泥等耗能建筑材料，再到太阳能电池等节能建筑材料的发展过程；叙述了人类建筑由结庐而居、竖穴火炕到今日高楼大厦的发展过程，并介绍了古往今来一批珍辉玉映的著名建筑；重点介绍了正在蓬勃发展的太阳能材料，指出太阳能建筑代表了建筑材料和建筑的未来，是人类建筑具有深远意义的革命。

本书试图从建筑材料的角度，回顾建筑由被动适应到主动汲取太阳能的发展过程，指出太阳电池等材料和组件是现代建筑材料家族中引人瞩目的新秀。由于太阳电池等的加入，太阳能建筑已展现出与数千年建筑迥然不同的风采，具有难以比拟的优势。

人类利用能源的历史已经历过使用天然草木时代、煤炭时代、石油天然气时代。现在，太阳能时代已露端倪，在近几十年间，人类将阔步迈入太阳能时代，而太阳能建筑的兴起，将是太阳能时代来临的主要标志。

《从泥土到太阳电池》将人类建筑利用太阳能的历史划分为四个既有联系、又有差别的阶段。阶段开始于建筑产生的初期，至少在100万年以前，由荒居野宿向寻找、修饰穴洞和结庐造屋过渡的先民，就自然而然地选择了向阳、背风、温暖、干燥、危险较小的居地。迈入文明门槛以后，各类房屋、宫殿，包括在历史上久负盛名的城市和建筑，都遵循着这种模式，对太阳光和太阳热开始有意识地利用。第二阶段始于工业革命，玻璃、钢材和水泥的广泛使用，出现了一批与数千年农耕时代迥然不同的建筑，各类透射阳光的温室，通风、光线明亮的廊庭随处可见，无数巨大建筑拔地而起，容纳好似从地下涌出的无数人口。第三阶段人们开始有目的地设计、建造节能建筑，通过绝热材料、相变材料、储能材料和各类玻璃等透光材料的使用，房屋通风和采光性能的改进使墙体达到保温隔热、冬暖夏凉的效果，从而降低能源的损耗。绿色建筑、生态建筑和低碳建筑，具有一脉相承的连续性。第四阶段始于20世纪后期，建筑进入主动利用太阳能和其他可再生能源的时代，自人类开始营造房屋以来，建筑次由耗能大户转为产能基地，太阳电池、太阳能集热设备、太阳能储存设备、太阳能采暖制冷设备和太阳光引入装置陆续成为建筑的有机组成部分，使建筑不再是单纯消耗能源、污染环境的同义词，而具备吸收、利用能源，改善人居环境和自然环境的功能。在21世纪，这种代表人与自然和谐、利于可持续发展的建筑（包括