建筑設(shè)計(jì)中生態(tài)建材的應(yīng)用與發(fā)展分析

牟學(xué)文

摘要：建筑行業(yè)的發(fā)展源于社會(huì)的進(jìn)步，在人文社會(huì)構(gòu)建的當(dāng)下，建筑行業(yè)生態(tài)環(huán)境的構(gòu)建、生態(tài)功能的創(chuàng)造變得尤為關(guān)鍵?！熬G色環(huán)保，節(jié)能減排”一直是建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域推崇的指導(dǎo)思想，房屋建設(shè)應(yīng)當(dāng)與周邊的生態(tài)環(huán)境相契合，為人們創(chuàng)建健康、科學(xué)、環(huán)保的居住環(huán)境，節(jié)約建筑資源、生活資源的同時(shí)，讓生活消耗的效率更高。生態(tài)建材能夠幫助建筑設(shè)計(jì)追求節(jié)能、環(huán)保的建設(shè)需要，也能給建筑帶來(lái)與眾不同的“綠色元素”，以推動(dòng)、實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì);生態(tài)建材;應(yīng)用問(wèn)題;發(fā)展分析

建筑資源的應(yīng)用與消耗是改變建筑行業(yè)發(fā)展大方向的兩個(gè)關(guān)鍵因素，社會(huì)生態(tài)環(huán)境可利用的資源大多都是不可再生資源，這些資源終有一天會(huì)面臨枯竭，如果不科學(xué)處置和安排，則建筑資源會(huì)漸漸無(wú)法滿足建筑設(shè)計(jì)、建筑建設(shè)、建筑發(fā)展的需要。近些年，生態(tài)建材開始走進(jìn)建筑市場(chǎng)，成為時(shí)下較為主流的建筑元素，它的“可持續(xù)性”“環(huán)保性”“功能性”特征被大大開發(fā)，目前已經(jīng)獲得了可喜的應(yīng)用效果。

一、理論簡(jiǎn)述

（一）建筑設(shè)計(jì)

建筑設(shè)計(jì)是指建筑物在建造之前，設(shè)計(jì)者按照建設(shè)任務(wù)，對(duì)施工過(guò)程和使用過(guò)程中存在的或可能發(fā)生的問(wèn)題，事先作好通盤的設(shè)想，擬定好解決這些問(wèn)題的辦法、方案，用圖紙和文件表達(dá)出來(lái)。建筑設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)者會(huì)通過(guò)科學(xué)觀念、建筑原理以及設(shè)計(jì)構(gòu)思想法等，將諸多建筑元素匯聚在一起，各建筑元素形成有機(jī)的結(jié)合體，融入生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境中來(lái)，為人們的居住生活服務(wù)。

（二）生態(tài)建材

生態(tài)建材是指在生產(chǎn)和使用過(guò)程中對(duì)生態(tài)環(huán)境影響最小，節(jié)能節(jié)材、環(huán)保型的建筑材料，它必須具備先進(jìn)性、舒適性及環(huán)境協(xié)調(diào)性三大特點(diǎn)。在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中也會(huì)引入生態(tài)建材，如：排水系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、光照系統(tǒng)等，都可以利用生態(tài)建材對(duì)建筑的各個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理安排和規(guī)劃，使建筑可以有效利用光能、太陽(yáng)能和動(dòng)能，并且足夠環(huán)保，建材本身對(duì)周邊環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生空氣影響和傷害性的物質(zhì)。

二、建筑設(shè)計(jì)中生態(tài)建材的應(yīng)用與分析

建筑設(shè)計(jì)也要遵循可持續(xù)性原則和統(tǒng)一性原則，構(gòu)建建筑的各個(gè)設(shè)計(jì)元素，需要結(jié)合建筑建材的功能、屬性來(lái)分析和判斷，設(shè)計(jì)的要求是遵循生態(tài)建筑，但是難免會(huì)因?yàn)榻ú牡墓δ軐傩圆疃霈F(xiàn)偏差。本文從建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐角度分析生態(tài)建材的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)及影響。

（一）生態(tài)建材材料的選擇及應(yīng)用影響

（1）選擇原則。建筑設(shè)計(jì)需要選擇相應(yīng)的建材來(lái)塑造、構(gòu)建建筑結(jié)構(gòu)的一部分，在選擇的過(guò)程中，需要考慮以下幾點(diǎn)問(wèn)題：一是，建筑材料需要符合建筑設(shè)計(jì)的功能、屬性要求;二是，建筑材料可以最大限度地解決建筑、建設(shè)成本;三是，建筑材料污染率最低、對(duì)能源資源的消耗是科學(xué)的。生態(tài)材料從應(yīng)用選擇上滿足建筑設(shè)計(jì)的要求和標(biāo)準(zhǔn)，在每個(gè)建設(shè)環(huán)節(jié)上，能夠幫助設(shè)計(jì)者依靠材料的功能優(yōu)勢(shì)和屬性優(yōu)勢(shì)解決一定資源。

（2）應(yīng)用影響。建筑材料一般廢棄之后就不能再循環(huán)使用，但有些建筑工程為了節(jié)約建設(shè)成本，會(huì)在建筑設(shè)計(jì)之初采納、引入一些廢棄建筑材料，使其在性能上達(dá)標(biāo)的同時(shí)，節(jié)約成本。這種應(yīng)用做法是錯(cuò)誤的，一般生態(tài)建材可以有效規(guī)避這點(diǎn)漏洞，因?yàn)樯鷳B(tài)建材的功能和屬性構(gòu)造一般具有針對(duì)性，如：生態(tài)水泥，它是常見的建筑材料，并且有很強(qiáng)的再塑性和可操作性。工業(yè)生產(chǎn)的廢渣、城市垃圾經(jīng)過(guò)科學(xué)處理和加工形成生態(tài)水泥，這些水泥需要按照既定標(biāo)準(zhǔn)在既定的建筑環(huán)境下使用，雖說(shuō)使用限制仍然存在，但是它做到了足夠環(huán)保，并且應(yīng)用之后對(duì)周邊環(huán)境無(wú)害。

（二）生態(tài)建材中應(yīng)用可再生資源

生態(tài)建材在使用角度來(lái)說(shuō)能夠削弱降低建筑的“不利影響”，提升其使用價(jià)值和功能，在資源、能源利用方面也擁有很多優(yōu)勢(shì)。以太陽(yáng)能為例，現(xiàn)代環(huán)保型建筑都十分注重太陽(yáng)能的利用，如：在建筑設(shè)計(jì)中，單列出太陽(yáng)能的光電系統(tǒng)，太陽(yáng)板吸納日常太陽(yáng)能，以能量傳導(dǎo)的方式將太陽(yáng)能儲(chǔ)存在電池中，滿足建筑日常照明的需要。光電系統(tǒng)最主要的內(nèi)核是光導(dǎo)纖維，它能夠在不損耗太陽(yáng)能的情況下，將太陽(yáng)能以高效的形式儲(chǔ)存在光能儲(chǔ)存器中。為了讓光導(dǎo)纖維能夠正常運(yùn)作，建筑設(shè)計(jì)會(huì)在太陽(yáng)能經(jīng)過(guò)的“沿線”預(yù)設(shè)光導(dǎo)纖維，這在一定程度上也加大了建筑設(shè)計(jì)的難度，但即便如此，經(jīng)過(guò)承載能力、受力情況的校驗(yàn)，這一設(shè)計(jì)想法還是普及推廣開來(lái)。

與太陽(yáng)能的可利用優(yōu)勢(shì)相比，還有很多生態(tài)材料可以降低破壞程度，如：具有形狀記憶的合金材料，它能夠被引入到建筑的百葉窗、空調(diào)系統(tǒng)當(dāng)中，對(duì)各系統(tǒng)的功能進(jìn)行調(diào)節(jié)的同時(shí)，使其功能性更強(qiáng)。在建筑中，“冷凝熱”是熱水的主要來(lái)源，因?yàn)楹辖鸩牧系男螤钍怯杏洃浀?，所以熱水?jīng)過(guò)或熱水溫度變化都可以在合金材料的外形中找到依據(jù)，以此為分析依據(jù)來(lái)制定冷凝熱的具體溫度和表現(xiàn)，在建筑的舒適性上能夠達(dá)到較好的標(biāo)準(zhǔn)。

（三）可以提高建筑設(shè)計(jì)的合理性

（1）建筑設(shè)計(jì)中工程材料的合理替換。房屋建設(shè)和設(shè)計(jì)可以在過(guò)程中進(jìn)行多次改變，生態(tài)建材因?yàn)樗墓δ芎蛯傩該碛薪^對(duì)的優(yōu)勢(shì)，所以設(shè)計(jì)與實(shí)踐可以依據(jù)生態(tài)建材的功能表現(xiàn)來(lái)隨機(jī)調(diào)整。建筑施工設(shè)計(jì)時(shí)，建筑材料會(huì)因?yàn)楸９?、存放不妥?dāng)而浪費(fèi)、損耗，有時(shí)會(huì)因?yàn)榻ㄖ┕げ襟E、實(shí)操的設(shè)計(jì)不科學(xué)，出現(xiàn)材料浪費(fèi)情況。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員也可以根據(jù)建筑的具體設(shè)計(jì)過(guò)程，對(duì)建筑所需要應(yīng)用的建筑材料進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，如：以鋼筋的最小配筋率計(jì)算金屬的添加量，如果在建筑設(shè)計(jì)條件允許的情況下，可以適當(dāng)采用生態(tài)建材來(lái)取代一部分。建筑構(gòu)架的硬度是有明確規(guī)定的，所以除了鋼筋之外，混凝土、水泥等使用，都可以依靠生態(tài)建材的特殊功能去改變，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

（2）建筑設(shè)計(jì)中工程施工步驟的合理規(guī)劃。生態(tài)建材是一個(gè)體系工程，建筑設(shè)計(jì)中一旦引入生態(tài)建材，就需要在建筑設(shè)計(jì)中協(xié)調(diào)配合相關(guān)建筑元素，如：材料的生產(chǎn)、使用、回收和循環(huán)等，各個(gè)環(huán)節(jié)都處于建筑設(shè)計(jì)的同等生態(tài)環(huán)境中，作為系統(tǒng)工程，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)發(fā)揮生態(tài)建材的良好的生態(tài)性能。如果因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響，則建筑設(shè)計(jì)的生態(tài)環(huán)境可以利用它的生態(tài)破壞情況增減建筑材料。

（四）建筑成本的考量

一般情況下，建筑市場(chǎng)所采用的生態(tài)建材都是比較高端的，價(jià)格比較昂貴，所以在使用生態(tài)建材的時(shí)候需要對(duì)建筑成本進(jìn)行合理的規(guī)劃，應(yīng)當(dāng)根據(jù)項(xiàng)目的建筑設(shè)計(jì)成本預(yù)算，適當(dāng)引入關(guān)鍵系統(tǒng)、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的生態(tài)建材，使建筑項(xiàng)目的生態(tài)性、生態(tài)功能被充分發(fā)揮出來(lái)。生態(tài)建筑的設(shè)計(jì)源于生態(tài)建材的使用，現(xiàn)在不乏一些建筑工程打著使用“生態(tài)建材”的旗號(hào)，實(shí)際上只是在技術(shù)上合理規(guī)劃出了生態(tài)建材的使用空間和位置，所以這種建設(shè)和設(shè)計(jì)方法是極端不合理，有悖生態(tài)建材使用初衷的。為此，應(yīng)當(dāng)號(hào)召建筑市場(chǎng)，在科學(xué)設(shè)計(jì)生態(tài)建材生產(chǎn)、使用和售后環(huán)節(jié)之后，對(duì)生態(tài)建材合理定價(jià)，并且聯(lián)合有關(guān)部門，對(duì)生態(tài)建材可以利用的功能點(diǎn)和價(jià)值點(diǎn)進(jìn)行積極宣傳，使其在建筑設(shè)計(jì)的成本預(yù)算中所占份額能越來(lái)越高。

三、結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，生態(tài)建材在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用是顯著的，在建筑設(shè)計(jì)發(fā)展的當(dāng)下，需要在具體應(yīng)用中，對(duì)生態(tài)建材進(jìn)行合理的規(guī)劃使用。生態(tài)建材的功能和屬性是逐漸成熟和發(fā)展的，生態(tài)建材的應(yīng)用會(huì)逐漸普及和推廣，以獨(dú)特的功能影響和應(yīng)用表現(xiàn)來(lái)改變當(dāng)前建筑項(xiàng)目的功能和生態(tài)環(huán)境。未來(lái)幾年，建筑設(shè)計(jì)中的生態(tài)建材會(huì)成為建筑設(shè)計(jì)的重點(diǎn)研究課題，在建筑領(lǐng)域和市場(chǎng)受到關(guān)注。

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（作者單位：大連建筑設(shè)計(jì)研究所有限公司）