新技術和新材料在建筑設計中的應用探討

裴夢娜

（甘肅省建筑科學研究院有限公司， 甘肅 蘭州 730070）

0 引言

自改革開放以來，我國的城市化發(fā)展趨勢越來越明顯，大量農村居民集中到附近城市發(fā)展，導致城市人口日益增多，從而使建筑數量不斷增加，而面對高耗能且污染嚴重的建筑工程，已經有許多城市出現了嚴重環(huán)境污染問題。人口數量急劇上升所引發(fā)的一系列城市問題目前正被社會各界關注，現階段城市管理的主要任務就是如何減少人口密集對城市造成的影響。由于人口多，地方少，又要解決人們的基本居住和工作場所問題，建筑設計不得不趨向于高層、密集的建筑形式發(fā)展，正因如此，過去傳統(tǒng)的建筑風格和施工技術也不再適用于當今時代，現階段我們需要的是新技術的創(chuàng)新以及新材料的開發(fā)并投入使用，才能達到如今社會的基本要求。

1 新型技術和新型材料在建筑設計中的應用意義

目前已采用新型技術和新型材料的新建筑能夠充分表現出其優(yōu)勢，無論是實用效果還是實際作用都完全優(yōu)于傳統(tǒng)建筑工程。新型材料主要在節(jié)能減排方面具有顯著優(yōu)勢，在保持實用性能的基礎上，減少了對環(huán)境的污染，減輕了能源消耗的負擔，保護了生態(tài)環(huán)境。不僅在建筑物創(chuàng)造的經濟效益上有所體現，對社會的整體效益也明顯的提高。建筑設計是對該工程的宏觀規(guī)劃，設計時應考慮到科學發(fā)展觀以及實際情況，對材料的實用性、環(huán)保性、科學性以及性價比進行分析，在經過重重檢驗后挑選出既符合建筑要求，又能達到最高經濟效益的新型材料。對于建筑工程設計方案，也需要應用新型技術響應可持續(xù)發(fā)展觀，選擇最優(yōu)策略方案，保證工程實施高效、高水平、高收益地進行，充分展現出新技術和新材料對現階段建筑設計的作用和效果[1]。

2 新技術在建筑設計中的應用

2.1 BIM 技術的應用

在對建筑方案進行設計時，主要是掌握相關的參數和內容，利用CAD軟件設計出與之相關平面圖紙，利用建筑信息作為數據的信息基礎，建立立體形狀模型以及剖面設計模型，再根據以上內容和信息完成相應的建筑設計。BIM 技術的應用需要盡量還原建筑物的本身特征，再結合其內部結構，確保建筑的信息不出現較大的偏差。值得注意的是，不同的建筑物都具有自身的特點，但在建筑過程中由于工程復雜，環(huán)境的多樣性變化，導致情況難以控制，容易出現信息傳遞不及時的問題，而BIM 技術能夠很好解決這一問題，其強大的信息傳輸功能可以幫助三維信息在失真的情況下直觀且真實地進行傳遞，避免了因信息傳遞不到位而出現的一系列問題[2]。BIM 技術的數據協(xié)調功能能夠減輕建筑復雜的外部結構設計壓力，體現其綜合性的作用。建筑工程的結構設計和綜合管線設計十分重要，BIM 技術可以在兩者之間搭設交流平臺，在該平臺上可以實現各部門的信息共享，發(fā)揮出數據協(xié)調功能和完成共享管理工作，為建筑方、設計方以及施工方三方的交流提供了便利，出現各種問題能夠及時溝通解決，提高了工程建設的效率。

2.2 新型環(huán)保技術的應用

現階段，我國能源總量一直高居世界前列，這得益于我國廣闊的地域面積，且因為人口稠密導致人均資源占有量非常少，秉承可持續(xù)發(fā)展觀，各個行業(yè)都應該遵循節(jié)能減排理念。對建筑工程進行設計時，需要采用新型環(huán)保技術，對各類資源進行合理分配使用，其主要目的就是節(jié)約能源減少排放，實現可持續(xù)發(fā)展?，F階段的新型環(huán)保技術主要應用于墻體保溫和能源節(jié)約方面，對于不同的建筑部位選擇不同的溫度進行保溫處理，在保證保溫效果的同時，最大程度地節(jié)約能源。聚焦門窗節(jié)能技術是新型環(huán)保技術的其中一種，主要針對于門窗進行處理，目前門窗設計在建筑設計中十分重要，國內外現階段的研究成果在一些建筑上已經進行實踐應用，并發(fā)揮出了顯著的節(jié)能效果。選用的門窗材料必須考慮其實用性和性價比，例如節(jié)能型玻璃，在門窗節(jié)能方面的效果十分明顯，且價格合適。除此之外，在施工過程中要結合保溫、采光等實際情況進行配比，防止為了外部的美觀而影響到了基本功能[3]；另一種是聚焦外墻保溫技術，該技術需要依靠外部保溫措施來減輕內部采暖負荷，在保暖的同時降低了能源需求，并且可以儲存熱量維持室溫的穩(wěn)定。該技術還能夠有利于鞏固建筑主體結構，提高結構的穩(wěn)定性，降低了受環(huán)境影響的風險，避免了建筑使用壽命的縮短。另外，該技術的實施較為便捷，大大提高了建筑工程的工作效率。

2.3 新型生態(tài)技術的應用

建筑施工難免會對周圍生態(tài)環(huán)境造成不利影響，因此在設計施工方案時，需要從生態(tài)角度出發(fā)，盡可能減少排放，減輕污染，利用新型科學技術達到綠色化發(fā)展的要求。若出現了不可逆轉的影響，則需要對污染原因以及排放物進行分析，并采取相應措施減輕污染程度，進行生態(tài)修復工作。新型生態(tài)技術能夠響應現階段的可持續(xù)發(fā)展，并且能為建筑新技術提供更好的發(fā)揮空間，也就是說，生態(tài)技術從側面提高了建筑設計質量，除此之外，新材料的使用也淘汰了傳統(tǒng)農業(yè)材料的高污染，為生態(tài)技術減輕了負擔，例如秸稈能夠綜合利用于建筑工程中，經過處理它能夠成為環(huán)保建筑綠色新材料，該材料結合了秸稈、稻草、麥稈、綿竹、竹子、竹屑、樹葉以及舊木材等純天然原料，經過常溫復合模壓等高科技技術處理而成，該材料不僅可適用于地下大口徑管網，建路建橋等公共設施，也能適用于家家戶戶的防火門防盜窗等家庭建筑，適用范圍十分廣泛。除此之外，它的減震作用更是適用于裝配式建筑發(fā)展方向。

2.4 數字技術的應用化

在數據化時代的當下，數字技術能夠源源不斷地為建筑行業(yè)提供有力的幫助，特別是電子信息技術既能為建筑設計提供充足信息，還能為建筑設計的創(chuàng)新工作提供便利。有了數字信息化的支持，建筑設計能夠模擬出各種方案，建立模型，因此建筑設計智能化漸漸受到社會關注，發(fā)展前景廣闊。不僅如此，人們的生活也因數字時代得以改變，各界的交流也愈加頻繁。數字技術對建筑設計的創(chuàng)新體現在建筑使用的多樣化，例如原有的住宅功能可以附加辦公功能。另外，數字技術能夠幫助建筑設計合理規(guī)劃土地資源，有利于建筑工程的合理性和科學性。

3 新材料在建筑設計中的應用

3.1 通風材料的應用

建筑物的通風環(huán)境十分重要，優(yōu)質的通風材料能夠保證建筑物內部的空氣暢通，現階段主要利用新型窗框和開合裝置，在未來的建筑材料創(chuàng)新領域，應加強對新型通風材料的研究，拓展其應用范圍，新型通風材料可以引導室外新鮮空氣過濾后進入室內，避免灰塵、水凝氣的混入，并且將室內空氣排出，實現室內外的空間流通，保證居民呼吸到高質量、干凈、清新的空氣[4]。

3.2 照明節(jié)能材料的應用

照明系統(tǒng)通常在建筑耗能中占據較大比重，照明系統(tǒng)的運作離不開電能的持續(xù)支撐，高效性的照明節(jié)能材料能夠加大程度減少能源消耗，因此新型照明節(jié)能材料的發(fā)展尤為重要，設計人員需要對照明節(jié)能材料的創(chuàng)新引起重視，增加新型照明節(jié)能材料的應用范圍，結合高科技節(jié)能光源和高質量照明系統(tǒng)，借助外界自然光充分節(jié)約電能，減輕建筑對電能照明的依賴。

33 新型鋼筋混凝土

隨著城市化發(fā)展速度不斷加快，城市居民數量激增，建筑物的數量也隨之驟增，也隨之引起了土地資源稀缺的問題。對于這類問題的解決方案，那就是使建筑物高層化、密集化，以便于土地資源的充分利用，目前新增的建筑物大部分都是高層建筑，因此對鋼筋混凝土的消耗也越來越大，這就需要對鋼筋混凝土進行創(chuàng)新。目前的新型鋼筋混凝土在強度和穩(wěn)定性方面都完勝于傳統(tǒng)普通混凝土，為建筑物的安全性提供了保障。值得注意的是，在對鋼筋混凝土和砂漿的攪拌時，可以適當加入粉煤灰，這一步驟有利于鞏固鋼筋水泥的結構，提高主體結構的穩(wěn)定性，不僅能夠節(jié)約水泥，還能防止在建筑的后續(xù)使用中出現裂縫問題。

3.4 保溫材料的應用

傳統(tǒng)建筑設計的保溫措施是通過增加墻體厚度達到建筑的保溫效果或是隔熱性能，但是對于一些保溫高要求的建筑來說，會大大增加墻體建筑材料和能源的使用量，并且容易大額增加施工成本，厚度過高的墻體在建筑物的后續(xù)使用中可能也會出現各類問題，建筑物的質量也無法得到保證。故建筑方應該增加新型保溫材料的應用，選用綠色自然的新型材料，不僅要隔熱性能優(yōu)越，還能減少污染，降低施工成本。例如，由于北方冬季溫度較低，對于綠色材料的保溫性能要求極高，對于這些材料要嚴格重點挑選，在達到保溫的基本要求上提高資源利用率，降低成本。從長期的實際使用結果來看，實用的材料有如下幾種：（1）生態(tài)玻璃建筑材料。為了保護居民的隱私以及防止噪音危害，建筑物的隔音效果在居民心中有極高的要求，而防止噪音危害最直接有效的方法就是切斷傳播途徑，這類材料能夠有效阻斷聲音傳播，不僅在外形上美觀大方，實際作用也非常明顯。這種玻璃可以利用廢棄玻璃加工而成，又減輕了廢棄玻璃對環(huán)境造成的危害，廢物利用也為節(jié)能減排做出了貢獻，滿足了建筑設計的基本需求。（2）新型混凝土材料。新型混凝土同樣屬于新型綠色材料，新型混凝土的使用能夠避免資源浪費，節(jié)約水泥的使用，提高了資源的利用率，在提高建筑質量的同時避免了環(huán)境污染，響應國家可持續(xù)發(fā)展觀念。（3）新型真空隔熱板。這種材料的外殼由金屬和紙質材料組成，內部是充滿了多重多孔結構的纖維內倉，具有極強的保溫隔熱功能。僅50mm 的新型真空隔熱板的隔熱效果等同于200mm 的普通礦物棉材料，并且發(fā)展空間也十分廣闊。

4 結束語

總之，我國的社會發(fā)展和經濟發(fā)展仍在高速增長，可持續(xù)發(fā)展觀念也需要始終保持下去，新的建筑技術和材料的開發(fā)需要從實用、節(jié)能、環(huán)保等方面出發(fā)，科學，合理地進行建筑設計，貫徹落實科學發(fā)展觀。合適的新技術和新材料是目前建筑行業(yè)發(fā)展的重要力量，值得引起重視。