新技術(shù)和新材料在建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

段少飛

（山西中方森特建筑工程設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030002）

建筑行業(yè)發(fā)展中，新材料和新技術(shù)種類日漸豐富，促進(jìn)了我國(guó)建筑行業(yè)的進(jìn)步。節(jié)能技術(shù)和環(huán)保材料的應(yīng)用顯著降低了建筑的能耗，且現(xiàn)代科技的應(yīng)用推動(dòng)了建筑智能化和建筑自動(dòng)化的發(fā)展，為人們打造出更加便捷和舒適的居住環(huán)境，有效控制了建筑工程對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的負(fù)面影響。

1 建筑設(shè)計(jì)的內(nèi)涵

建筑設(shè)計(jì)具有顯著的綜合性，通常指在建筑建設(shè)前，結(jié)合建設(shè)的任務(wù)預(yù)測(cè)建筑工程建設(shè)和材料應(yīng)用中，可能出現(xiàn)的問(wèn)題，然后制定針對(duì)性的應(yīng)對(duì)措施，同時(shí)以圖紙和文件表達(dá)其構(gòu)想。結(jié)合上述，在建筑設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員需綜合考量建筑技術(shù)、材料、質(zhì)量、功能、外觀、能耗、效益等多種因素，進(jìn)而使其充分滿足建筑的各項(xiàng)要求。

2 新技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用

當(dāng)前，環(huán)境污染問(wèn)題日漸受到人們的高度重視，而且也直接影響了人們的日常生活。建筑設(shè)計(jì)人員需在建筑設(shè)計(jì)中科學(xué)應(yīng)用環(huán)保新技術(shù)，降低建筑工程的能耗，減少環(huán)境污染。建筑設(shè)計(jì)中較為常見的環(huán)保技術(shù)有隔熱技術(shù)、保溫技術(shù)和新能源技術(shù)。設(shè)計(jì)人員要合理應(yīng)用保溫技術(shù)，這樣在加強(qiáng)室內(nèi)溫度穩(wěn)定性的同時(shí)，也可有效降低建筑的能耗。

比如，設(shè)計(jì)人員可應(yīng)用保溫材料敷設(shè)保溫層，保溫層要在建筑面板層與防水層中間。由于保溫材料的容納量較小，吸水性和導(dǎo)熱性較差。所以，為更好地展現(xiàn)保溫層的作用，必須高度關(guān)注保溫材料的保濕性能，全面考量工程的導(dǎo)熱性、吸水性和容納量等重要指標(biāo)，選擇高質(zhì)量的保溫材料。

2.2 生態(tài)技術(shù)的應(yīng)用

為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展，以往建筑單位主要采用粗放型的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，且取得了較為理想的成效，我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力顯著增強(qiáng)，但是在發(fā)展中也出現(xiàn)了諸多的問(wèn)題，尤其是對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了巨大破壞，影響了人們的日常生活。在該大環(huán)境背景下，集約型經(jīng)濟(jì)模式應(yīng)運(yùn)而生。在建筑設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)充分利用生態(tài)技術(shù)，不斷增強(qiáng)建筑設(shè)計(jì)的生態(tài)性，防止建筑設(shè)計(jì)和建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成極大的負(fù)面影響。

首先在建筑選址和規(guī)劃設(shè)計(jì)前，要全面了解和掌握建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)的地理環(huán)境和自然條件，避免工程建設(shè)破壞周邊的生態(tài)環(huán)境，要讓建筑成為自然中的一部分，提高建筑設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率。

其次，在建筑屋面設(shè)計(jì)中，要開展生態(tài)設(shè)計(jì)，可采用綠化方式或倒置屋面設(shè)計(jì)形式，優(yōu)化建筑工程的生態(tài)性能。建筑屋面綠化處理通常指在屋面種植綠色植物，減少溫室氣體排放量，降低建筑能耗。倒置式屋面設(shè)計(jì)是在設(shè)計(jì)中將防水層設(shè)置在保溫層下方。

圖1 遮陽(yáng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

最后，注重遮陽(yáng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，如圖1所示，有效控制建筑環(huán)境溫度，高溫地區(qū)尤其要重視遮陽(yáng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，從而完善遮陽(yáng)系統(tǒng)的環(huán)保性能。工作人員需充分結(jié)合建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)的氣候條件、建筑朝向和使用要求，以遮陽(yáng)系統(tǒng)的時(shí)效性選擇設(shè)計(jì)方案和建筑材料。遮陽(yáng)系統(tǒng)有兩種類型，一種是永久性遮陽(yáng)系統(tǒng)，一種是臨時(shí)遮陽(yáng)系統(tǒng)，后者還可細(xì)分為活動(dòng)式遮陽(yáng)系統(tǒng)和固定式遮陽(yáng)系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)活動(dòng)式遮陽(yáng)系統(tǒng)時(shí)，需全面考慮時(shí)間、天氣條件和季節(jié)變化，適度優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

2.3 數(shù)字智能技術(shù)的應(yīng)用

為有效控制空間環(huán)境，設(shè)計(jì)中需合理應(yīng)用數(shù)字智能技術(shù)，這能夠提升建筑室內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定性和舒適性，而且也可顯著降低建筑能耗。在建筑設(shè)計(jì)期間，數(shù)字智能技術(shù)應(yīng)用廣泛，如安全控制和室內(nèi)溫度控制等。以上技術(shù)均具備較為明顯的智能化特征。傳統(tǒng)建筑系統(tǒng)與IT技術(shù)的有機(jī)結(jié)合可創(chuàng)建建筑智能系統(tǒng)。上海博物館是我國(guó)建筑設(shè)計(jì)中最早應(yīng)用數(shù)字智能技術(shù)的建筑物。而現(xiàn)階段，數(shù)字智能技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在公共建筑和住宅建筑的設(shè)計(jì)中。在某地的大廈建設(shè)中，基于安全、經(jīng)濟(jì)的建設(shè)理念，設(shè)計(jì)了高品質(zhì)的局域網(wǎng)和應(yīng)用系統(tǒng)，系統(tǒng)中也設(shè)置了無(wú)線網(wǎng)、移動(dòng)覆蓋和信息廣播等不同類型的服務(wù)項(xiàng)目，全面展現(xiàn)了大廈所在園區(qū)的科技感，集辦公、科研、發(fā)展和生活環(huán)境于一身，合理應(yīng)用數(shù)字智能技術(shù)，完成科技大廈建設(shè)的整體目標(biāo)。

3 新材料在建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

3.1 新型隔熱材料的應(yīng)用

圖2 新型隔熱材料

隔熱材料在建筑建設(shè)中十分關(guān)鍵，為完善建筑的隔熱性能，降低能耗，應(yīng)選擇隔熱效果較為理想的隔熱材料。三層玻璃材料是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛，且效果最佳的隔熱材料。與傳統(tǒng)的雙層玻璃相比，其隔熱性能更佳。內(nèi)層可反射陽(yáng)光，中層可吸收外部熱量，而外層可阻擋外部熱量。在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用滿足要求的隔熱材料可增強(qiáng)室內(nèi)溫度的舒適性。

3.2 新型通風(fēng)材料的應(yīng)用

現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中，對(duì)通風(fēng)提出了十分嚴(yán)格的要求。設(shè)計(jì)者在建筑設(shè)計(jì)中要采用優(yōu)質(zhì)的通風(fēng)材料，增強(qiáng)建筑的通風(fēng)性。新型窗框、開合裝置等均是應(yīng)用較為廣泛的新型通風(fēng)材料，以上材料不僅具有良好的通風(fēng)效果，而且經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)，成本較低。該類材料可引導(dǎo)外界空氣從建筑底部進(jìn)入，并經(jīng)建筑頂部進(jìn)入室內(nèi)，起到控制空氣流速的作用。

3.3 新型圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用

傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)中，主要采用磚、混凝土和水泥砂漿等完成圍擋結(jié)構(gòu)。如今，建筑水平日益提高，人們對(duì)建筑也提出了全新的要求，傳統(tǒng)的建筑材料已經(jīng)無(wú)法順應(yīng)建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展需求。由此出現(xiàn)了諸多新型的維護(hù)結(jié)構(gòu)材料，有效改善了傳統(tǒng)材料中的不足。新型維護(hù)結(jié)構(gòu)也被人們稱為外墻保溫和飾面系統(tǒng)。其主要應(yīng)用新型粘合劑，外部應(yīng)用丙烯酸共聚物涂料，中部采用聚合物砂漿材料，耐久性和防水性較為理想，充氣材料和膜材料逐漸取代了傳統(tǒng)的磚石和鋼筋材料。

3.4 節(jié)能照明系統(tǒng)的應(yīng)用

照明系統(tǒng)在建筑設(shè)計(jì)中發(fā)揮著十分重要的作用。該系統(tǒng)耗能較大，采用現(xiàn)代節(jié)能照明系統(tǒng)能夠有效降低照明系統(tǒng)運(yùn)行中的能源消耗。節(jié)能照明系統(tǒng)利用光聚原理及傳到技術(shù)，將建筑物的自然光反射至地下室，高效利用自然光實(shí)現(xiàn)地下室的照明，一方面保證了照明的效果，另一方面也顯著降低了地下室照明過(guò)程中產(chǎn)生的能源消耗。

3.5 新型鋼筋混凝土的應(yīng)用

現(xiàn)如今，我國(guó)城市發(fā)展水平顯著提高，城市化建設(shè)也得到了前所未有的進(jìn)步，因此城市中建筑建設(shè)需求顯著增多，城市可用的建設(shè)用地明顯減少，而高層建筑就解決了建筑需求與土地之間的矛盾，在城市建設(shè)中出現(xiàn)了諸多的高層建筑。高層建筑建設(shè)的過(guò)程中需要應(yīng)用大量的鋼筋混凝土。新型鋼筋混凝土材料較以往的鋼筋混凝土材料優(yōu)勢(shì)明顯，強(qiáng)度是傳統(tǒng)鋼筋混凝土材料的2倍，這使得建筑的穩(wěn)定性顯著提高，滿足了高層建筑設(shè)計(jì)的基本要求。在建筑鋼筋混凝土設(shè)計(jì)前，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照工程要求攪拌混凝土和砂漿，如在攪拌中加入適量粉煤灰，既可減少水泥的使用量，也可更好地保證混凝土的質(zhì)量，更加有效地規(guī)避裂縫問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，目前，新技術(shù)和新材料在建筑設(shè)計(jì)中得以廣泛應(yīng)用。新技術(shù)和新材料具備較強(qiáng)的環(huán)保性、節(jié)能性和經(jīng)濟(jì)性，而且可充分滿足現(xiàn)代人的審美要求。在建筑設(shè)計(jì)期間，新技術(shù)的種類和數(shù)量日益增多，材料研發(fā)也取得了較大的進(jìn)步，設(shè)計(jì)人員需在建筑設(shè)計(jì)中結(jié)合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和要求，選擇合適的新材料和新技術(shù)，以此加強(qiáng)建筑設(shè)計(jì)的整體效果，大力推動(dòng)建筑行業(yè)的持續(xù)向前。