师：各位同学，我们今天学习“节能小屋”专项学习的第二课时。既然要在维护结构上做文章，就得进一步思考墙体、屋顶、窗户、门、地板等该怎么设计。不仅要考虑美观，关键还要考虑如何节能。

　　大家此前制作的房屋，从节能角度评价，存在不少问题。谁来说说发现了哪些问题？

　　生：作为墙体和屋顶的建材，只用一层纸板，保温隔热效果肯定不好。而且黑色物体吸热效果好，不符合要求。

　　生：窗户少，采光不够，但窗户也不能做得太大太多，像这样冬季保温和夏季隔热效果都不好，西边窗户太大还容易造成西晒。

　　生：屋檐太短，冬季阳光能更多射进来，但夏季就太晒了。还有，它没有地板，节能小屋不能这样设计。

　　师：非常好，大家发现了不少问题。节能小屋的设计可针对这些缺点改进，这是一条可行思路。就某一个部分，比如窗户，大家会从哪些方面考虑设计呢？

　　生：从材料选择、造型、位置、数量等方面考虑。

　　师：对，当然这些要素还要组合在一起，所以也不要忘记连接技术。由此，我们得到一个能让思维显性化的工具——气泡图。我们可用气泡图来确定设计点，不仅窗户，门、地板、屋顶等方面都能用气泡图辅助。那每个点上又该如何设计呢？比如选什么材料、采用什么造型、在什么位置、数量多少、怎么连接，这一下子还真难决策。看来，针对这些设计点开展研究是必须的。

　　从之前的房屋散热情况图可知，墙体散热占房屋散热大头，因此首先考虑墙体设计。选什么材料呢？这里要考虑很多因素，比如隔热性、价格、强度、厚度、加工难度及其他各种因素等，每一条都很重要。隔热性要好，不然起不到保温隔热效果；价格要低，不然房屋成本太高；强度要大，不然房屋不够坚固；厚度要薄，不然会压缩人的活动空间；加工难度要小，不然耗费太多人工时间不划算。其他因素还包括隔音、防水、耐用、辐射、密封性等。大家觉得首要考虑的因素是什么？

　　生：隔热性。

　　师：对，建筑工程师也是这么考虑的。他们会考察市面上常用建筑材料的特性，首要考察隔热性。比如各种砖，普通红砖应用广泛，有一定强度和耐久性，做成多孔砖可隔热隔音。混凝土实心砖质量较重，抗震性能好，强度高，隔音性好，但价格也高。隔热保温砖，从名字就能看出其保温、节能、隔音、隔热、无辐射、绿色环保，但质量比较轻。还有市场上常见的反射隔热涂料，选择合适原料和配方，制成高反射率涂料，通过反射阳光达到隔热目的。还有玻璃，玻璃的发明极大改善了房屋自然采光和取暖，优点是便宜、透明、耐用、易清洁、密封性好，但缺点是隔热性能不太理想。当然，建筑工程师不能只看隔热性，还要兼顾其他因素，反复比较后才能做出选择。

　　那我们怎么选材呢？大家可以选择各种材料做节能小屋，但有个要求，墙的厚度不能超过1.5厘米，在这个前提下做选择。比如基本材料可选纸箱板，因为纸箱板加工方便，同学们也比较熟悉。至于保温隔热材料，可选市面上常见的隔热漆和聚氨酯保温板。如果把纸箱板和隔热漆结合，就有了一种材料组合。理论上可以把所有隔热性能好的材料组合在一起，但实际操作中还要考虑价格、加工难度等因素。在可能的组合中，我们选三种，如纸板加保温板，纸板加隔热漆。每种组合都要考虑隔热性、价格、强度、厚度、加工难度等因素。

　　现在我们利用这些信息建立一个表格，这是一种重要策略，叫矩阵决策法。大家会选择哪一个材料组合呢？可不能玩点兵点将，点到谁是谁，必须研究每一个因素，完成表格后答案自然就有了。我们来看看创客组和逐梦组完成矩阵决策法的情况。比如在隔热性这个因素上，创客小组认为纸板加保温板，纸板加隔热漆，隔热性能都很好，纸板加纸板相比就差一些。在价格方面，他们经精密计算发现每平方米纸板是5.6元，每平方米保温板是48.61元，刷每平方米面积耗费的隔热漆约14.5元。因为每种材料组合都有纸板，所以纸板这个因素忽略不计。很明显，纸板加保温板这个材料组合最贵，其次是纸板加隔热漆，最便宜的是纸板加纸板。在强度上，他们认为纸板加保温板、加隔热漆都不错，纸板加纸板就差一些。在厚度上，显然纸板加保温板最厚。纸板加纸板中等，纸板加隔热漆较薄。加工难度方面，他们觉得纸板加保温板最难，其余两种加工难度在工艺上正常。现在可能觉得信息还是太多，难以抉择，下面进入一个重要环节，打分。可以用1 - 3等级给各种材料组合评分，3代表最重要，1代表最不重要。比如隔热性上，纸板加保温板，纸板加隔热漆难分伯仲，都得3分。纸板加纸板隔热性最差得1分。厚度上，我们希望同等保温隔热效果下，材料越薄越好，这样人的活动空间大，因此纸板加隔热漆最薄得3分，纸板加纸板厚度中等得2分，纸板加保温板最厚得1分。以此类推，我们得到每种材料组合在每个因素上的小分，再合计这些小分，结果就一目了然了。