新材料在建筑設(shè)計(jì)中的發(fā)展應(yīng)用

趙子豪

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展，建筑行業(yè)迎來(lái)了一個(gè)發(fā)展高峰，已經(jīng)逐漸成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。在高新技術(shù)和綠色環(huán)保理念的引領(lǐng)下，大批的先進(jìn)技術(shù)和新型高性能環(huán)保材料被廣泛應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)的實(shí)踐中，提升了建筑行業(yè)的整體設(shè)計(jì)和建設(shè)水平，一定程度上促進(jìn)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。文章對(duì)建筑設(shè)計(jì)特點(diǎn)以及設(shè)計(jì)的原則和目等進(jìn)行了介紹，并在此基礎(chǔ)上對(duì)建筑新材料的一般發(fā)展規(guī)律進(jìn)行了主要探究，運(yùn)用創(chuàng)新思維和理念進(jìn)一步提升建筑設(shè)計(jì)的水平，實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的整體發(fā)展。

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì)；新型材料；創(chuàng)新；應(yīng)用

建筑工程不僅滿足了民眾基本的住房需求，還是一門空間的、造型的設(shè)計(jì)藝術(shù)，更應(yīng)該是生態(tài)的、自然的。建筑過(guò)程中需要大量的建筑材料，其中水泥、石灰、方磚等都是高污染行業(yè)的產(chǎn)品，隨著時(shí)代的發(fā)展，環(huán)保理念已經(jīng)深入人心，同時(shí)環(huán)保問(wèn)題也已經(jīng)成為與民眾日常生活息息相關(guān)的問(wèn)題。但是建筑行業(yè)的飛速發(fā)展所帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)引起了民眾的普遍重視，人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境遭到了不同程度的破壞，如何最大限度的實(shí)現(xiàn)建筑材料的可再生利用以及減輕材料加工環(huán)節(jié)造成的環(huán)境破壞是當(dāng)下建筑設(shè)計(jì)行業(yè)首先要考慮的問(wèn)題。因此，必須運(yùn)用創(chuàng)新思維促進(jìn)建材行業(yè)與其他高新技術(shù)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 建筑設(shè)計(jì)的相關(guān)特征

1.1 建筑設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。從本質(zhì)上來(lái)看，建筑是一項(xiàng)模仿型的工作，即在一個(gè)基本的設(shè)計(jì)輪廓上使用必須的建筑材料將設(shè)計(jì)模型表現(xiàn)出來(lái)。從思維角度分析，建筑設(shè)計(jì)是多種設(shè)計(jì)規(guī)則和組合技能的整合與運(yùn)用，涉及包括經(jīng)濟(jì)價(jià)值、藝術(shù)構(gòu)成、設(shè)計(jì)技術(shù)、材料等多種元素，建筑設(shè)計(jì)過(guò)程就是綜合多種設(shè)計(jì)元素并達(dá)到某種平衡。從藝術(shù)角度分析，建筑設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)師才華與設(shè)計(jì)理念的直接體現(xiàn)，但是與其他藝術(shù)門類相比具有特殊的實(shí)用性，建筑設(shè)計(jì)的合理性直接關(guān)系著人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，且其涉及范圍之廣、花費(fèi)之大、經(jīng)濟(jì)效益之高也是其他藝術(shù)形式所無(wú)法比擬的。而建筑資源的有限性決定了建筑設(shè)計(jì)以追求最大的經(jīng)濟(jì)效益作為主要設(shè)計(jì)原則。

1.2 建筑設(shè)計(jì)的原則與目的。幾年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展取得了令世界矚目的成就，社會(huì)價(jià)值基礎(chǔ)和思想體系也發(fā)生了不同程度的改變，在西方先進(jìn)思想浪潮和高速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的沖擊之下，建筑設(shè)計(jì)的傾向和原則難免產(chǎn)生混亂，如一些大城市的建設(shè)項(xiàng)目的沒(méi)有考慮到當(dāng)?shù)氐膭傂孕枨缶兔つ可像R，導(dǎo)致很多地方出現(xiàn)了成片的成品房沒(méi)人居住的尷尬局面，引起了市民的廣泛議論，同時(shí)建筑設(shè)計(jì)的原則和目的再一次成為社會(huì)的焦點(diǎn)問(wèn)題。從本意上來(lái)說(shuō)，建筑設(shè)計(jì)的一般原則是為民眾提供一個(gè)宜居的生存空間，其效用性仍是第一性原則。另外，建筑設(shè)計(jì)也是一個(gè)特殊的藝術(shù)門類，與音樂(lè)、美術(shù)、舞蹈等在本質(zhì)上是相通的，即通過(guò)建筑體型和空間形態(tài)給人以美的感受，如悉尼歌劇院、阿聯(lián)酋的帆船酒店等都是藝術(shù)性與實(shí)用性的典型代表。在當(dāng)今我國(guó)堅(jiān)持走可持續(xù)發(fā)展的道路之下，環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)峻，建筑設(shè)計(jì)的安全性、藝術(shù)性與時(shí)效性仍然是建筑設(shè)計(jì)的主體，如何將高新科技與新型材料運(yùn)用到建筑行業(yè)中是建筑行業(yè)先要解決的問(wèn)題，也是順應(yīng)時(shí)代發(fā)展和實(shí)施環(huán)境保護(hù)策略的必備條件。

2 新材料在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

與傳統(tǒng)的建筑材料相比，新型材料如高聚物材料、復(fù)合材料、合金材料等無(wú)論在性能、價(jià)格、重量、堅(jiān)韌度等都具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，提升了建筑質(zhì)量，為民眾提供了安全保障。新型材料突破了朝向、水文氣候、通風(fēng)等條件對(duì)建筑質(zhì)量的限制，總體來(lái)說(shuō)，具有以下幾個(gè)方面：

2.1 保溫材料的突破。保溫是建筑工程設(shè)計(jì)所考慮的基本內(nèi)容，更是保證人民生活質(zhì)量的關(guān)鍵，傳統(tǒng)的保溫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多采用以聚乙烯保溫材料為主的保溫層復(fù)合結(jié)構(gòu)，這種材料無(wú)論在表面美觀、窗洞加深以及層間距等方面都不能令人滿意，并影響了其他結(jié)構(gòu)的性能與設(shè)計(jì)藝術(shù)的呈現(xiàn)。在建筑工程師和材料研發(fā)人員的共同努力下，研發(fā)出了先進(jìn)的真空隔熱板防熱技術(shù)，該材料占用空間較小，利用真空隔熱的原理，在金屬或紙質(zhì)的雙層外殼之間抽成真空并填充多孔的纖維、泡沫塑料等，形成隔熱層的核心部件。由于采用了不同的保溫原理，通常50mm的隔熱保溫層的隔熱效果與200mm普通礦物保溫材料隔熱效果相當(dāng)，且該保溫層結(jié)構(gòu)所使用的原材料的CO2排放量小，制作成本低，具備很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，也更符合當(dāng)今綠色建筑理念。另外，玻璃材料的保溫技術(shù)也是當(dāng)今生態(tài)環(huán)保材料的研發(fā)核心，目前已經(jīng)研制出了吸熱玻璃材料、熱反射玻璃材料、電磁波屏蔽玻璃材料等先進(jìn)的玻璃隔熱材料，可以通過(guò)組合使用達(dá)到更好的隔熱效果。

2.2 在通風(fēng)方面。流暢的通風(fēng)是保證民眾良好生活質(zhì)量的關(guān)鍵因素，針對(duì)傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)中通風(fēng)差、空氣質(zhì)量不好的問(wèn)題，建筑設(shè)計(jì)師研發(fā)出了特殊窗框機(jī)器開合裝置的通風(fēng)技術(shù)，該技術(shù)制作成本低，安裝操作簡(jiǎn)單，且易于維修，極具發(fā)展價(jià)值。該通風(fēng)技術(shù)的基本工作原理是在窗框的底部和上部之間有內(nèi)部中空的通道，當(dāng)外部氣流由底部通入時(shí)經(jīng)由中空通道再?gòu)纳喜康臍庋壑羞M(jìn)入室內(nèi)，避免的空氣直接進(jìn)入室內(nèi)給居民帶來(lái)的不適感，同時(shí)還可以通過(guò)改變中控通道的寬度控制風(fēng)速，在改善室內(nèi)空氣環(huán)境的同時(shí)改善居民的生活質(zhì)量。該通風(fēng)裝置的技術(shù)核心是通過(guò)風(fēng)和氣體動(dòng)力的有效作用面積形成足夠的壓力差，與傳統(tǒng)的玻璃材質(zhì)一樣利于清潔，并且可以通過(guò)總體設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)軟件根據(jù)外部條件和室內(nèi)環(huán)境適時(shí)調(diào)控通風(fēng)速率，并實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的。

2.3 新型隔熱材料。目前國(guó)際上具備高新技術(shù)的建筑公司普遍采用一種透明的絕熱材料，簡(jiǎn)稱TM，通常是將TM隔熱材料與外部墻體復(fù)合形成透明隔熱裝置，大體上來(lái)說(shuō)該隔熱裝置由最外層保護(hù)玻璃、吸熱面層、TM材料層以及透明粘膠等構(gòu)成，其中TM隔熱層是整個(gè)隔熱裝置的核心部件，材料表面密布蜂窩狀的隔熱裝置，在蜂窩兩側(cè)由透明的隔片密封成一個(gè)個(gè)的隔熱氣泡，因?yàn)榭諝馐菬岬牟涣紝?dǎo)體，蜂窩狀氣泡不僅可以有效地吸收外部太陽(yáng)光的能量，還可以得到TM的反射能，達(dá)到很好的隔熱效果。另外，蜂窩狀的TM層在黑色吸熱面外側(cè)，在冬季可以有效阻隔室內(nèi)室內(nèi)溫度向室外散失，在夏季還可以避免外部熱量過(guò)多的進(jìn)入室內(nèi)，保證了室內(nèi)溫度的恒定，實(shí)現(xiàn)了“冬暖夏涼”，并最大程度上節(jié)省了空調(diào)的能源浪費(fèi)。

3 結(jié)語(yǔ)

建筑設(shè)計(jì)中新材料和新技術(shù)的應(yīng)用是迎合時(shí)代發(fā)展的需要，更是實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的重要課題。二十一世紀(jì)是一個(gè)經(jīng)濟(jì)技術(shù)全面發(fā)展的時(shí)代，環(huán)境問(wèn)題和能源問(wèn)題一直是世界各國(guó)普遍關(guān)心的熱門話題，關(guān)系著人類的可持續(xù)發(fā)展。建筑設(shè)計(jì)應(yīng)該本著以人為本的原則，運(yùn)用創(chuàng)新思維按照可行性、先進(jìn)性和科學(xué)性原則積極研發(fā)新式的建筑材料并運(yùn)用到工程建設(shè)實(shí)踐中，促進(jìn)建筑行業(yè)的整體發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 董鐵鑫.材料在建筑表皮設(shè)計(jì)中的表達(dá)[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)，2009.

[2] 杜輝.建筑材料的地域性表達(dá)方法研究[D].福建：廈門大學(xué)，2009.

[3] 魏曉.現(xiàn)代建筑表皮的材料語(yǔ)言研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2007.

[4] 胡偉松，趙夏旻.新技術(shù)和新材料在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].四川建材，2010（01）：57-58+60.

[5] 張建超.生態(tài)建筑材料在建筑表皮設(shè)計(jì)中的表達(dá)[D].上海：東華大學(xué)，2012.