新材料在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

邵繼光

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，建筑行業(yè)也發(fā)生了日新月異的變化。而建筑企業(yè)若想在日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中站穩(wěn)腳跟，謀求更大的發(fā)展，建筑施工新技術(shù)和新材料的研發(fā)與應(yīng)用顯得尤為重要。伴隨著我國建設(shè)事業(yè)的發(fā)展越來越好，大量的新型建筑技術(shù)和材料被研究和創(chuàng)新應(yīng)用。特別是生態(tài)技術(shù)和節(jié)能、環(huán)保材料在建筑設(shè)計(jì)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，又因?yàn)槿藗儗?duì)于能源和環(huán)保的意識(shí)不斷的提高，對(duì)建筑新技術(shù)提出了更高的質(zhì)量和功能方面的要求。

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì) 新材料 應(yīng)用

引言：建筑既是一種物質(zhì)產(chǎn)品又是一種藝術(shù)創(chuàng)作。建筑除了供人們從事各種活動(dòng)以外，同時(shí)也是造型藝術(shù)、空間藝術(shù)、環(huán)境藝術(shù)。隨著科技和信息的高速發(fā)展，人類賴以生存的大自然、生態(tài)與環(huán)保主題仍然是不可動(dòng)搖的話題，有機(jī)建筑理論的代表人物賴特一再強(qiáng)調(diào)“建筑應(yīng)該是自然的，要成為自然的一部分”。建筑設(shè)計(jì)的原則要以人為本，最大限度地提高能源和材料的使用效率，減少建設(shè)和使用過程中對(duì)環(huán)境的污染，充分利用新技術(shù)和新材料，使得建筑不僅滿足了人們的需求。

一、建筑設(shè)計(jì)的目的性和原則

近年來無論建筑界或社會(huì)上對(duì)目前建筑設(shè)計(jì)中的一些傾向和設(shè)計(jì)思想的混亂頗有微詞，一些大城市的重大項(xiàng)目建設(shè)情況已經(jīng)引起了社會(huì)各界越來越多的議論，建筑的目的性再次成為關(guān)注的焦點(diǎn)。從本義來講，建筑是為人類提供一個(gè)最適宜創(chuàng)業(yè)和生活的空間，它的功能實(shí)用性仍然是建筑的第一性。隨著不可再生能源的枯竭，環(huán)境問題的日益嚴(yán)重，建筑設(shè)計(jì)的原則要以人為本，最大限度地提高能源和材料的使用效率，減少建設(shè)和使用過程中對(duì)環(huán)境的污染，充分利用新技術(shù)和新材料，使得建筑不僅滿足了人們的需求，而且不能對(duì)我們賴以生存的環(huán)境造成負(fù)面效應(yīng)，使建筑和環(huán)境都達(dá)到可持續(xù)、和諧發(fā)展。

二、建筑設(shè)計(jì)的意義

在滿足用戶的基本需求的前提下，確保建筑工程的整體使用效果。不僅僅要滿足于室內(nèi)的舒適度及外觀的華麗，更注重建筑的節(jié)能性能與環(huán)保性能。建筑設(shè)計(jì)是建筑構(gòu)成要素達(dá)到某種均衡的過程產(chǎn)物，其中，建筑構(gòu)成的諸要素涉及到實(shí)現(xiàn)功能、文化藝術(shù)、技術(shù)、材料、經(jīng)濟(jì)、形式等方面。在把功能實(shí)用性放在建筑的第一性，給用戶提供最適宜生活和創(chuàng)業(yè)的空間，同時(shí)，也更應(yīng)注重生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)，確保建筑同自然環(huán)境的完美融合，達(dá)到和諧發(fā)展的目的，這是建筑設(shè)計(jì)未來發(fā)展的主要方向。如何全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展，處理好建筑的經(jīng)濟(jì)美觀、安全適用，是建筑的永恒主題。隨著環(huán)境問題的日益嚴(yán)重，不可再生能源的枯竭，建筑設(shè)計(jì)要堅(jiān)持以人為本的原則，加大設(shè)計(jì)和施工過程中新技術(shù)和新材料的應(yīng)用，是保證建筑工程項(xiàng)目與自然環(huán)境可持續(xù)、和諧發(fā)展的重要途徑。

三、建筑設(shè)計(jì)中新材料的應(yīng)用

1、保溫材料方面

以往的保溫層復(fù)合結(jié)構(gòu)由于采用傳統(tǒng)的保溫材料，所以厚度較大，這就帶來了一系列的外觀上的問題：窗洞的加深，層間距的減少等等。而真空隔熱板很好地解決了這些問題。它的厚度很薄，且CO2排放量小。其外裹有金屬和紙質(zhì)的外殼，殼間形成真空，填充有多孔的纖維、泡沫塑料及壓縮的硅酸鹽。50mm厚真空隔熱板的保溫效果相當(dāng)于200 mm的普通礦物棉保溫材料。作為一種新型、高效的保溫材料，真空隔熱板有著廣闊的應(yīng)用前景。玻璃材料的保溫技術(shù)也是生態(tài)建筑節(jié)能的關(guān)鍵之一。隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，在這一領(lǐng)域陸續(xù)出現(xiàn)了吸熱玻璃、熱反射玻璃、低輻射玻璃、電敏感玻璃、調(diào)光玻璃、電磁波屏蔽玻璃等。設(shè)計(jì)者可將它們組合成復(fù)合的構(gòu)造形式，來達(dá)到生態(tài)建筑的保溫和采光要求。

2、通風(fēng)方面

一種新研制的特殊窗框及其開合裝置以其低成本、低技術(shù)含量成為極具發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)品。外界空氣從窗框的底部進(jìn)入，再由頂部進(jìn)入室內(nèi)。從而避免過高的空氣流動(dòng)速度，不會(huì)產(chǎn)生令人不適的過高的氣流感。窗框內(nèi)置的噪聲吸收板，可以同時(shí)防止冷凝水的侵入并過濾空氣。整個(gè)結(jié)構(gòu)作用的前提是，通過風(fēng)和氣體動(dòng)力的有效作用面積形成足夠的壓力差。這種結(jié)構(gòu)與普通窗戶一樣易于清潔。其最大的優(yōu)點(diǎn)是，使用者可以通過總線系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)掌握并控制不同通風(fēng)條件下的能源消耗。

3、在隔熱方面

90年代國際上已采用一種透明絕熱材料（Trans―par-entInsulatedMateria1），簡(jiǎn)稱TIM。它是一種透明的絕熱塑料，可將TIM與外墻復(fù)合成透明隔熱墻（TransparentInsu―latedWall，簡(jiǎn)稱TIW），TIW由保護(hù)玻璃、遮陽卷簾、TIM層、空氣間層、吸熱面層和結(jié)構(gòu)墻體組成。TIM層做成透明蜂窩狀，圓形的蜂窩狀可最大限度地節(jié)約材料，蜂窩兩側(cè)粘有透明隔片，使蜂窩成密閉的透明孔，這樣吸熱面層不僅可以得到太陽輻射熱，還可以得到TIM的反射能。TIM層在黑色吸熱面外側(cè)，在冬季可阻止吸熱面向室外散熱，在夏季可避免室外過多的熱量進(jìn)入室內(nèi)。玻璃內(nèi)的遮陽卷簾可調(diào)節(jié)抵達(dá)墻面的太陽輻射量。

4、材料技術(shù)與結(jié)構(gòu)技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用

數(shù)字技術(shù)時(shí)代下的建筑材料變得日益復(fù)雜和極大豐富，同時(shí)結(jié)構(gòu)技術(shù)等的飛躍發(fā)展使得建筑空間造型不再受材料和結(jié)構(gòu)的限制，從傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)、石結(jié)構(gòu)到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、充氣結(jié)構(gòu)以及張拉、懸掛、殼、膜結(jié)構(gòu)等新型技術(shù)的發(fā)展使建筑無論是在高度、跨度或者是先前未曾有過的地下生態(tài)建筑等方面都有了飛躍的發(fā)展。新材料新技術(shù)的應(yīng)用使建筑師對(duì)建筑的設(shè)計(jì)手法不再拘泥于傳統(tǒng)的韻律、對(duì)稱等基本手法。

三、新材料應(yīng)用的案例

1、丙烯酸塑料

丙烯酸塑料是一種高分子化合物。其特性有：1透光性：聚丙烯酸酯可透射92%的白光，透明度接近光學(xué)玻璃。2耐候性：聚丙烯酸酯經(jīng)長(zhǎng)期的室外風(fēng)吹雨打，色彩和物理性能無明顯變化。3耐化學(xué)性：聚丙烯酸酯制品不受大多數(shù)家用洗滌劑的影響。4韌性：其部件在多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合具有足夠的強(qiáng)度。5電性能：聚丙烯酸酯導(dǎo)電性低，耐電弧性好，介電強(qiáng)度高。6燃燒性：聚丙烯酸酯易燃，需采取類似木材的防火措施。

2、案例

Selgas Cano 位于馬德里的建筑工作室非常特別，建筑一半埋入地下，由樹木，植物，丙烯酸塑料，有機(jī)玻璃，木頭，混凝土等材料建成。建筑被周圍茂密的樹林包圍，建筑使得人強(qiáng)烈的感覺到與大地的接近。在這里，新型材料使得自然光盡可能多地進(jìn)入建筑，創(chuàng)造出良好的光學(xué)環(huán)境，同時(shí)材料本身的穩(wěn)定性也使得材料顏色保持得更加持久。

結(jié)語：二十一世紀(jì)是追求的是個(gè)性、豐富多彩的時(shí)代，人們對(duì)于自己的生存環(huán)境也多了一些認(rèn)知、多了一些理性的思考和關(guān)注。在新技術(shù)、新材料推廣中應(yīng)樹立“以人為本”的思想，按照適用性、可靠性、先進(jìn)性、可行性、標(biāo)準(zhǔn)化、可擴(kuò)充性的要求，從實(shí)際出發(fā)，按適當(dāng)超前原則謹(jǐn)慎選擇和確定是否在新項(xiàng)目中采用新技術(shù)和新材料，對(duì)新技術(shù)的成熟程度、投資多少，運(yùn)行收費(fèi)等都需要認(rèn)真研究、測(cè)算，再作確定。這樣才更符合當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展，符合整個(gè)時(shí)代的腳步。

參考文獻(xiàn)：

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