单层:D=RS 多层:D=R1S1+R2S2+R2S2+R3S3…=∑RS 常用建筑材料的导热系数和蓄热系数见表10-2。 建筑材料的空气特性 建筑材料的保温隔热性能与强度在很大程度上取决于材料的空气特性。建筑材料的空气特性是指建 筑材料贮存空气的能力。建筑材料内部空隙越多,贮存的空气数量越多,相同体积的建筑材料其重量也 越小。因而,建筑材料的空气特性可用材料的容重和孔隙率表示。所谓容重(γ)是指材料在自然状态下 单位体积的重量,单位是kg/m。所谓孔隙率是指在材料中孔隙所占的百分率。 容重小的材料,孔隙多,其中充满空气。由于空气的导热系数很小,仅为0.023W/m·℃,所以,多 孔的、轻质的材料保温隔热性能妤。冋样,疏松的纤维材料(芦苇、稻草等)、颗粒材料(锯末、炉渣灰 等),也是由于所含孔隙多且充满空气而具有良好的保温隔热性能。但是,材料的孔隙往往与材料的强度 呈负相关,因此,在建筑选材时需综合考虑。常用建筑材料的容重见表10-2 透气性也是衡量材料隔热能力的一个指标。空气的隔热作用,只有当其处于相对稳定状态时才能表 现出来。因此,连通的、粗孔的材料,其保温隔热能力不如封闭的、微孔的材料好。因空气流动会以对 流的形式带走热量,因而,只有密闭干燥的空气,才具有良好的隔热能力。 由于空气的导热性差,因而,容重越小的建筑材料,封闭的空隙率越多,其导热系数也越小。材料 的空隙虽有利于保温,但却满足不了人们对材料强度的要求。 建筑材料的水分特性 1.吸水性 吸水性是指材料在水中能吸收水分并当自水中取出时能够保持这些水分的性质。材料吸水性主要 取决于其孔隙率多少和孔隙特征。一般来说,在材料孔隙直径适宜的情况下,孔隙率越大,吸水性越 强。但封闭孔隙水分不易渗入,粗大孔隙水分不易存留,故这两类材料孔隙率虽大,但吸水率不一定 大。有很多开口,孔隙微细的材料,其吸水率往往较大。 2吸湿性 材料的吸湿性是指材料的湿度随周围空气湿度的变化而改变的性质。材料吸湿性的大小,决定于材料 本身的组织构造和化学成分,一定组织构造和化学成分的材料,其含水率决定于周围空气的相对湿度与 温度。当空气中相对湿度増高及结枃构表面温度降低时,吸湿性随之增髙。物体表现的孔隙多时,吸湿性 也增高。 3.透水性 材料透水性是指材料在水压力作用下,能使水透过的性质。孔隙率大及连通开口孔隙的材料,透水
6 单层：D=RS； 多层：D= R1S1+ R2S2+ R2S2+ R3S3 ……=∑RiSi 常用建筑材料的导热系数和蓄热系数见表 10—2。 二、建筑材料的空气特性 建筑材料的保温隔热性能与强度在很大程度上取决于材料的空气特性。建筑材料的空气特性是指建 筑材料贮存空气的能力。建筑材料内部空隙越多，贮存的空气数量越多，相同体积的建筑材料其重量也 越小。因而，建筑材料的空气特性可用材料的容重和孔隙率表示。所谓容重（γ）是指材料在自然状态下 单位体积的重量，单位是 kg/m3。所谓孔隙率是指在材料中孔隙所占的百分率。 容重小的材料，孔隙多，其中充满空气。由于空气的导热系数很小，仅为 0.023 W/m·℃,所以，多 孔的、轻质的材料保温隔热性能好。同样，疏松的纤维材料（芦苇、稻草等）、颗粒材料（锯末、炉渣灰 等），也是由于所含孔隙多且充满空气而具有良好的保温隔热性能。但是，材料的孔隙往往与材料的强度 呈负相关，因此，在建筑选材时需综合考虑。常用建筑材料的容重见表 10—2。 透气性也是衡量材料隔热能力的一个指标。空气的隔热作用，只有当其处于相对稳定状态时才能表 现出来。因此，连通的、粗孔的材料，其保温隔热能力不如封闭的、微孔的材料好。因空气流动会以对 流的形式带走热量，因而，只有密闭干燥的空气，才具有良好的隔热能力。 由于空气的导热性差，因而，容重越小的建筑材料，封闭的空隙率越多，其导热系数也越小。材料 的空隙虽有利于保温，但却满足不了人们对材料强度的要求。 三、建筑材料的水分特性 1.吸水性 吸水性是指材料在水中能吸收水分并当自水中取出时能够保持这些水分的性质。材料吸水性主要 取决于其孔隙率多少和孔隙特征。一般来说，在材料孔隙直径适宜的情况下，孔隙率越大，吸水性越 强。但封闭孔隙水分不易渗入，粗大孔隙水分不易存留，故这两类材料孔隙率虽大，但吸水率不一定 大。有很多开口，孔隙微细的材料，其吸水率往往较大。 2.吸湿性 材料的吸湿性是指材料的湿度随周围空气湿度的变化而改变的性质。材料吸湿性的大小，决定于材料 本身的组织构造和化学成分，一定组织构造和化学成分的材料，其含水率决定于周围空气的相对湿度与 温度。当空气中相对湿度增高及结构表面温度降低时，吸湿性随之增高。物体表现的孔隙多时，吸湿性 也增高。 3.透水性 材料透水性是指材料在水压力作用下，能使水透过的性质。孔隙率大及连通开口孔隙的材料，透水
性较大。畜舍地面等受地下水、洗涤水及污水影响的结构,要求具有较高的不透水性 4耐水性 材料在长期饱和水作用下,强度不降低或不严重降低的性质,称为耐水性。一般材料,随含水量的 增加,强度均有所降低。这是由于水透入材料微粒之间,降低其联结力,软化某些不耐水成分所致。在 畜舍中受水浸蚀或处于潮湿环境的结构,应选用耐水性强的材料 建筑材料的水分特性与热特性密切相关。由于水的导热系数为058W/m2·℃,是空气的24倍。因 而,吸水性大的材料,导热性强,保温隔热能力差。吸湿性强的材料,水分含量高,导热性大,保温隔 热能力差。透水性大的材料,水分易透过,使地面和畜舍潮湿,增加了周围环境的散热能力 材料的水分特性不仅影响其保温隔热性能,而且也影响其强度。因此,在建筑施工中采取严格的防 潮措施具有极其重要的意义 在选择建筑材料时,应考虑建筑材料的机械性质,如强度、弹性、韧性、硬度以及耐磨性等。一种 材料的性质有时很难同时满足畜舍围护结构对水分特性、强度以及热特性的要求,需要科学选择材料, 进行巧妙组合,以满足围护结构对强度、热特性和水分特性等方面的要求。 四、几种常用建筑材料的评价 1.天然石料 天然石料容重大,具有较高的抗压强度、硬度、耐磨、耐久、抗冻、防水和耐火等优点,但导热性 极大,蓄热系数也较高。因此,在寒冷地区石料不宜用于保温隔热结构,如外墙。在取材方便的山区, 用其砌墙必须保证足够的厚度,以满足所要求的热阻。在南方炎热地区,石料由于具有较高的蓄热性, 故用其砌墙,并保证足够的厚度,具有很好的隔热效果。 用石料所铺地面为冷地面、硬地面。这种地面具有结实、不透水、便于清扫与消毒等优点,同时具 也有太硬、太滑、导热性大等缺陷。所以,在寒冷地区不宜作畜舍地面,但可用作通道及辅助性房舍的 地面。如果在取材方便的山区用作地面材料时,一定要在家畜躺卧的部位铺设垫草或木板,以加强地面 保温。砌筑石料地面应严密勾缝,以防返潮和渗水。 砖 砖是一种用途广泛的建筑材料,由于具有一定的强度、较好的耐火性、耐水性,同时孔隙率较大 导热性较小,所以多用来砌墙体、砖柱、砖墩、沟道等。还可用废砖料作混凝土骨料。砖具有较强的毛 细管作用和吸湿性,受潮后其隔热性能显著降低,且受潮后反复冻融,可引起砖块酥裂。所以,必须对 砖围护结构采取严格的防潮措施。为了防止雨水渗入墙体,可用1:1或1:2水泥砂浆勾缝、勒脚部位抹 灰,并设散水和排水沟等 满足砖墙保温要求所需的厚度远远超过了承重所要求的厚度。因此,为了减轻墙体荷载,提高墙体
7 性较大。畜舍地面等受地下水、洗涤水及污水影响的结构，要求具有较高的不透水性。 4.耐水性 材料在长期饱和水作用下，强度不降低或不严重降低的性质，称为耐水性。一般材料，随含水量的 增加，强度均有所降低。这是由于水透入材料微粒之间，降低其联结力，软化某些不耐水成分所致。在 畜舍中受水浸蚀或处于潮湿环境的结构，应选用耐水性强的材料。 建筑材料的水分特性与热特性密切相关。由于水的导热系数为 0.58 W/m2·℃，是空气的 24 倍。因 而，吸水性大的材料，导热性强，保温隔热能力差。吸湿性强的材料，水分含量高，导热性大，保温隔 热能力差。透水性大的材料，水分易透过，使地面和畜舍潮湿，增加了周围环境的散热能力。 材料的水分特性不仅影响其保温隔热性能，而且也影响其强度。因此，在建筑施工中采取严格的防 潮措施具有极其重要的意义。 在选择建筑材料时，应考虑建筑材料的机械性质，如强度、弹性、韧性、硬度以及耐磨性等。一种 材料的性质有时很难同时满足畜舍围护结构对水分特性、强度以及热特性的要求，需要科学选择材料， 进行巧妙组合，以满足围护结构对强度、热特性和水分特性等方面的要求。 四、几种常用建筑材料的评价 1. 天然石料 天然石料容重大，具有较高的抗压强度、硬度、耐磨、耐久、抗冻、防水和耐火等优点，但导热性 极大，蓄热系数也较高。因此，在寒冷地区石料不宜用于保温隔热结构，如外墙。在取材方便的山区， 用其砌墙必须保证足够的厚度，以满足所要求的热阻。在南方炎热地区，石料由于具有较高的蓄热性， 故用其砌墙，并保证足够的厚度，具有很好的隔热效果。 用石料所铺地面为冷地面、硬地面。这种地面具有结实、不透水、便于清扫与消毒等优点，同时具 也有太硬、太滑、导热性大等缺陷。所以，在寒冷地区不宜作畜舍地面，但可用作通道及辅助性房舍的 地面。如果在取材方便的山区用作地面材料时，一定要在家畜躺卧的部位铺设垫草或木板，以加强地面 保温。砌筑石料地面应严密勾缝，以防返潮和渗水。 2.砖 砖是一种用途广泛的建筑材料，由于具有一定的强度、较好的耐火性、耐水性，同时孔隙率较大， 导热性较小，所以多用来砌墙体、砖柱、砖墩、沟道等。还可用废砖料作混凝土骨料。砖具有较强的毛 细管作用和吸湿性，受潮后其隔热性能显著降低，且受潮后反复冻融，可引起砖块酥裂。所以，必须对 砖围护结构采取严格的防潮措施。为了防止雨水渗入墙体，可用 1:1 或 1:2 水泥砂浆勾缝、勒脚部位抹 灰，并设散水和排水沟等。 满足砖墙保温要求所需的厚度远远超过了承重所要求的厚度。因此，为了减轻墙体荷载，提高墙体
保温能力,广泛采用空心砖、多孔砖等轻质砖。表10-3比较了轻质砖与普通粘土砖容重和导热系数值 砖墙从结构上可做成空心墙,其不流动的空气间层可大大提高墙体的热阻值,因此,这样的墙体不 仅省砖,而且具有较好的保温隔热性能。 砖地面亦属于冷地面、硬地面。在保持干燥的状况下,砖地面的优点是导热性较小,且不滑,便于 清扫、消毒。砖地面的缺点是,易磨损岀现坑凹、易吸水受潮。故必须采取严格的防潮、防水、防渗措 施。用砖铺砌地面,应立砌,不能平铺, 表10-2常用建筑材料的容重(γ)、导热系数(A)和蓄热系数S值 容重(Y)(kg/m2) 导热系数(λ)(W/m·℃) 蓄热系数(S)(w/m2·℃) 夯实草泥或粘土墙 2000 0.93 10.57 草泥 1000 土坯砖墙 0.70 普通粘土 多孔砖(60孔) 1300 0.58 空心砖 1000-1500 0.46-0.64 5.55-8.02 硅酸盐砖 1350 0.58 7.03 花岗岩 砂岩 1.8 钢筋混凝土 2400 1.38 矿渣混凝土 0.52 泡沫混凝土 0.21 加气混凝土 0.12 矿渣砖 1400 膨胀珍珠岩混凝土 石棉水泥板或块 6.33 石棉水泥隔热板 1.30 木纤维板 0.16 4.18 木纤维板 松及云杉垂直木纹 0.1 橡木垂直木纹 平行木纹 41 8
8 保温能力，广泛采用空心砖、多孔砖等轻质砖。表 10—3 比较了轻质砖与普通粘土砖容重和导热系数值。 砖墙从结构上可做成空心墙，其不流动的空气间层可大大提高墙体的热阻值，因此，这样的墙体不 仅省砖，而且具有较好的保温隔热性能。 砖地面亦属于冷地面、硬地面。在保持干燥的状况下，砖地面的优点是导热性较小，且不滑，便于 清扫、消毒。砖地面的缺点是，易磨损出现坑凹、易吸水受潮。故必须采取严格的防潮、防水、防渗措 施。用砖铺砌地面，应立砌，不能平铺。 表 10-2 常用建筑材料的容重（γ）、导热系数（λ）和蓄热系数 S 值 材 料 名 称 容重（γ）(kg/m3 ) 导热系数（λ）(W/m·℃) 蓄热系数（S）(W/m2·℃) 夯实草泥或粘土墙 草泥 土坯砖墙 普通粘土砖 多孔砖(60 孔) 空心砖 2000 1000 1600 1800 1300 1000-1500 0.93 0.35 0.70 0.81 0.58 0.46-0.64 10.57 5.11 9.18 9.65 6.97 5.55-8.02 硅酸盐砖 花岗岩 砂岩 1350 2800 2400 0.58 3.49 1.87 7.03 25.33 18.13 钢筋混凝土 矿渣混凝土 泡沫混凝土 加气混凝土 矿渣砖 膨胀珍珠岩混凝土 2400 1200 600 500 1400 450 1.38 0.52 0.21 0.12 0.58 0.07 14.93 5.87 2.75 —— 6.68 2.32 石棉水泥板或块 石棉水泥隔热板 1900 300 0.35 0.09 6.33 1.30 木纤维板 木纤维板 松及云杉垂直木纹 平行木纹 橡木 垂直木纹 平行木纹 600 150 550 550 800 800 0.16 0.06 0.35 0.17 0.23 0.41 4.18 1.28 4.18 5.87 5.81 7.67
木锯末 0.14 稻草板 0.11 建筑用毛毡 沥青、油毡、油毡纸 0.17 3.31 甘蔗板 0.05 0.29 煤灰 0.22 玻璃棉 聚苯乙烯泡沫塑料 0.05 铝箔波形纸板 0.063 橡皮 2,200 0.041 50-200 0.0350.046 水(0℃) 1000 0.59 冰(0℃) 0.20 (引自东北农业大学,《家畜环境卫生学》,139——140页,北京:农业出版社,1990 总之,任何一种建筑材料的各种特性是相互制约的,既难兼备承重、保温、防水三种不同的性能, 又难统一轻质和高强度的矛盾。这就要求在建筑施工中采用多种材料,发挥各种材料的特长,取长补短 组成复合结构,来解决这一矛盾 表10-3轻质砖与普通粘土砖空气特性与热特性的比较 谷 导热系数 八孔粘土空心砖 1100 0.225 普通粘土砖 1800 0.813 (引自东北农业大学,《家畜环境卫生学》,142页,北京:农业出版社,1990)
9 木锯末 稻 壳 芦 苇 稻 草 稻草板 建筑用毛毡 沥青、油毡、油毡纸 甘蔗板 250 250 400 320 300 750 600 360 0.09 0.21 0.14 0.09 0.11 0.06 0.17 0.05 2.03 8.38 2.43 1.80 1.83 1.09 3.31 1.80 锅炉渣 煤 灰 1000 1000 750 0.29 0.29 0.22 4.4 3.02 2.91 玻璃棉 聚苯乙烯泡沫塑料 铝箔波形纸板 橡 皮 矿 棉 200 35 160 2，200 50—200 0.06 0.05 0.063 0.041 0.035—0.046 0.84 0.30 1.01 0.30 —— 水（0℃） （20℃） 冰（0℃） 雪 1000 998 917 100 300 0.56 0.59 2.21 0.07 0.20 —— —— —— —— —— （引自东北农业大学，《家畜环境卫生学》，139——140 页，北京：农业出版社，1990） 总之，任何一种建筑材料的各种特性是相互制约的，既难兼备承重、保温、防水三种不同的性能， 又难统一轻质和高强度的矛盾。这就要求在建筑施工中采用多种材料，发挥各种材料的特长，取长补短 组成复合结构，来解决这一矛盾。 表 10-3 轻质砖与普通粘土砖空气特性与热特性的比较 容 重 导 热 系 数 八孔粘土空心砖 1100 0.225 多 孔 砖 1300 0.581 普 通 粘 土 砖 1800 0.813 (引自东北农业大学，《家畜环境卫生学》，142 页，北京：农业出版社，1990)
随着建材工业的发展,各种高效轻质隔热材料大量岀现,并已被广泛用于畜舍建筑。如用于畜舍墙壁、 屋顶隔热层的玻璃棉,其隔热性能比普通粘土砖高十几倍,而贴铝箔的硬质聚胺脂板的隔热性能又比玻璃 棉高一倍。可以设想,这些新型隔热材料的采用,不仅可以大大提高畜舍建筑的保温隔热能力,同时会显 著缩小围护结构的厚度和重量。 3.土料 土料包括土坯、草泥、夯实土结构和三合土等。土料的优点是,不但材料来源广泛,便于就地取材, 而且材料价格低:如果土料保持干燥,则其导热性小,例如三合土墙房舍冬暖夏凉;土料具有一定耐久 性和耐火性。土料的缺点是:强度差、耐水性低、易压缩变形和干缩变形;不光滑、不易清扫与消毒 易吸水受潮。在干燥地区修建畜舍,土料不宜用于畜舍围护结构的基础、勒脚等易受潮部位。在潮湿地 区,不适于用土料修建畜舍 在生产实践中,可以将土料与石料结合使用以克服彼此的缺点,如用石料砌畜舍的基础、勒脚,用 土料做勒脚以上的墙体。土料多以粘土或亚粘土做主要原料。为了改善土墙的强度,提高耐水性,诚少 干缩裂缝,可加入适量掺料,如掺入10%-15%的石灰,能提高强度和耐水性:掺入适量的稻草或麦秸可 减少干缩裂缝;掺入适量砂子、石屑或炉渣可提高强度,减少干裂:墙体干透后用白灰粘土浆拍灰或抹 灰能提高墙面耐水性。 土地面属于暖地面、软地面。土地面的优点是:有易建造、造价低、柔软、有弹性、不滑、导热性小 特点:土地面的缺点是:不结实、易形成坑凹,不便清扫和消毒,易于潮湿等。所以,在潮湿地区以及地 下水位高的地区不宜采用土料做地面。羊舍、马舍、鸡舍、兔舍可采用土料做地面,但牛舍、猪舍由于排 出的污水较多,不宜用土料做地面 第三节畜牧场生产工艺设计 畜牧场生产工艺设计的概念 畜牧场生产工艺是指人们利用动物和饲料生产畜产品的过程、组织形式和方法,包括生产工艺流程 与生产设备的组装。畜牧场生产工艺设计是进行动物生产的工艺流程和工艺装备设计的总称,包括确定 畜牧场性质、规模、主要生产指标、畜群的组成、周转形式、饲养管理的方式和方法、水电和饲料消耗、 劳动力的组织安排和对环境的控制和要求、生产设备和装备的选型配套、牧场占地面积、房舍和生产建 筑面积、投资概算、成本和效益概算等。畜牧场生产工艺设计一般是用文字材料和图纸阐明畜牧场生产 工艺,是进行畜牧场规划和畜舍设计的依据,也是畜牧场投产后指导生产的依据,其中涉及许多畜牧专 业知识。因此,工艺设计必须有畜牧工作者参与,或者由他们承担设计。 合理的畜牧场工艺设计应该既适合当地的自然条件、社会条件、市场需求及经济技术水平,又能采 用最先进的科学技术,以保证生产工艺的实施和生产水平的提高。为保证畜牧场设计科学合理,在进行
10 随着建材工业的发展，各种高效轻质隔热材料大量出现，并已被广泛用于畜舍建筑。如用于畜舍墙壁、 屋顶隔热层的玻璃棉，其隔热性能比普通粘土砖高十几倍，而贴铝箔的硬质聚胺脂板的隔热性能又比玻璃 棉高一倍。可以设想，这些新型隔热材料的采用，不仅可以大大提高畜舍建筑的保温隔热能力，同时会显 著缩小围护结构的厚度和重量。 3. 土料 土料包括土坯、草泥、夯实土结构和三合土等。土料的优点是，不但材料来源广泛，便于就地取材， 而且材料价格低；如果土料保持干燥，则其导热性小，例如三合土墙房舍冬暖夏凉；土料具有一定耐久 性和耐火性。土料的缺点是：强度差、耐水性低、易压缩变形和干缩变形；不光滑、不易清扫与消毒， 易吸水受潮。在干燥地区修建畜舍，土料不宜用于畜舍围护结构的基础、勒脚等易受潮部位。在潮湿地 区，不适于用土料修建畜舍。 在生产实践中，可以将土料与石料结合使用以克服彼此的缺点，如用石料砌畜舍的基础、勒脚，用 土料做勒脚以上的墙体。土料多以粘土或亚粘土做主要原料。为了改善土墙的强度，提高耐水性，减少 干缩裂缝，可加入适量掺料，如掺入 10%—15%的石灰，能提高强度和耐水性；掺入适量的稻草或麦秸可 减少干缩裂缝；掺入适量砂子、石屑或炉渣可提高强度，减少干裂；墙体干透后用白灰粘土浆拍灰或抹 灰能提高墙面耐水性。 土地面属于暖地面、软地面。土地面的优点是：有易建造、造价低、柔软、有弹性、不滑、导热性小 特点；土地面的缺点是：不结实、易形成坑凹，不便清扫和消毒，易于潮湿等。所以，在潮湿地区以及地 下水位高的地区不宜采用土料做地面。羊舍、马舍、鸡舍、兔舍可采用土料做地面，但牛舍、猪舍由于排 出的污水较多，不宜用土料做地面。 第三节 畜牧场生产工艺设计 一、畜牧场生产工艺设计的概念 畜牧场生产工艺是指人们利用动物和饲料生产畜产品的过程、组织形式和方法，包括生产工艺流程 与生产设备的组装。畜牧场生产工艺设计是进行动物生产的工艺流程和工艺装备设计的总称，包括确定 畜牧场性质、规模、主要生产指标、畜群的组成、周转形式、饲养管理的方式和方法、水电和饲料消耗、 劳动力的组织安排和对环境的控制和要求、生产设备和装备的选型配套、牧场占地面积、房舍和生产建 筑面积、投资概算、成本和效益概算等。畜牧场生产工艺设计一般是用文字材料和图纸阐明畜牧场生产 工艺，是进行畜牧场规划和畜舍设计的依据，也是畜牧场投产后指导生产的依据，其中涉及许多畜牧专 业知识。因此，工艺设计必须有畜牧工作者参与，或者由他们承担设计。 合理的畜牧场工艺设计应该既适合当地的自然条件、社会条件、市场需求及经济技术水平，又能采 用最先进的科学技术，以保证生产工艺的实施和生产水平的提高。为保证畜牧场设计科学合理，在进行