淺析建筑行業(yè)新技術(shù)、新材料、新工藝的應(yīng)用與發(fā)展

李超

【摘要】現(xiàn)階段建筑行業(yè)高速發(fā)展，在建筑設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)各類(lèi)新技術(shù)和新材料的應(yīng)用力度在急速加強(qiáng);為進(jìn)一步適應(yīng)和滿(mǎn)足現(xiàn)代化建筑行業(yè)對(duì)建筑設(shè)計(jì)提出的要求，并將建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)和技術(shù)內(nèi)涵表現(xiàn)出來(lái)，下面將分別介紹建筑設(shè)計(jì)中新技術(shù)、新材料和新工藝的應(yīng)用，以及各類(lèi)型新技術(shù)、新材料在應(yīng)用中的相關(guān)優(yōu)勢(shì)和部分新工藝的相關(guān)做法，并探索性的思考這些新技術(shù)、新材料和新工藝的應(yīng)用價(jià)值和意義。

【關(guān)鍵詞】建筑設(shè)計(jì);新技術(shù);新材料;新工藝

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.28.041

在可持續(xù)發(fā)展、綠色建筑、海綿城市等新的建筑設(shè)計(jì)政策理念指導(dǎo)下，強(qiáng)化建筑設(shè)計(jì)人員對(duì)各項(xiàng)新技術(shù)和新材料的掌握力度，降低建筑設(shè)計(jì)難度，發(fā)揮各類(lèi)新技術(shù)和新材料的作用效果，對(duì)建筑行業(yè)而言具有舉足輕重的意義;對(duì)新材料，新技術(shù)和新工藝的探索，是推動(dòng)整個(gè)行業(yè)發(fā)展的根本性動(dòng)力;同時(shí)，及時(shí)掌握新材料和新技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中相關(guān)技術(shù)要求以及新工藝做法，合理運(yùn)用它們，需要我們進(jìn)一步全方位的審視和優(yōu)化設(shè)計(jì)思想和技術(shù)手段。

1、建筑行業(yè)新技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

1.1數(shù)字技術(shù)

在建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)利用先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)對(duì)建筑物規(guī)模形態(tài)以及工程項(xiàng)目實(shí)際建設(shè)情況進(jìn)行有效研究，并結(jié)合各項(xiàng)研究結(jié)果和前期收集而來(lái)的數(shù)據(jù)信息確定建筑設(shè)計(jì)方案，以此保證建筑設(shè)計(jì)在合理的方案支持下開(kāi)展，嚴(yán)防相關(guān)設(shè)計(jì)在實(shí)際開(kāi)展時(shí)因基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息不合理而出現(xiàn)問(wèn)題。強(qiáng)化數(shù)字技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用力度，利用精準(zhǔn)數(shù)據(jù)信息構(gòu)建完整、準(zhǔn)確的三維模型，再按照三維模型形態(tài)以及各項(xiàng)參數(shù)信息將建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中不合理地方清楚表現(xiàn)出來(lái)，同時(shí)為設(shè)計(jì)人員提供精準(zhǔn)、詳實(shí)的指導(dǎo)，方便設(shè)計(jì)人員靈活應(yīng)用各項(xiàng)數(shù)字技術(shù)對(duì)建筑物進(jìn)行精準(zhǔn)設(shè)計(jì)，減少設(shè)計(jì)失誤、提升設(shè)計(jì)效率，發(fā)揮數(shù)字技術(shù)的作用。

1.2環(huán)保技術(shù)

隨著建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展不斷深入，環(huán)保技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中也得到了廣泛應(yīng)用。強(qiáng)化各項(xiàng)環(huán)保技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用力度，減少建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中基礎(chǔ)材料和相應(yīng)能源、資源消耗量，減少對(duì)環(huán)境的破壞。滿(mǎn)足綠色建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)和整體建設(shè)要求，繼而將建筑工程生態(tài)環(huán)保效果和實(shí)際建設(shè)優(yōu)勢(shì)清楚表現(xiàn)出來(lái)。目前建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用的環(huán)保技術(shù)比較多，比如保溫節(jié)能技術(shù)、新能源技術(shù)、采用新材料等，這就應(yīng)保證各類(lèi)環(huán)保技術(shù)的現(xiàn)實(shí)作用，避免各類(lèi)新能源材料以及相關(guān)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中受到限制，這對(duì)于提升建筑設(shè)計(jì)效果和環(huán)保水平也有重要作用。

1.3裝配技術(shù)

是指在建筑施工前，按照建筑物整體規(guī)模在工廠里進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件加工制作，將加工完成的預(yù)制構(gòu)件運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)，應(yīng)用合理技術(shù)及可靠連接方式將預(yù)制構(gòu)件裝配安裝到一起，保證建筑各種使用功能、質(zhì)量和穩(wěn)定性的技術(shù)。近年來(lái)裝配式建筑技術(shù)在我國(guó)發(fā)展快速，眾多項(xiàng)目顯示裝配式建筑具有高效率、高精度、高質(zhì)量、較大節(jié)省資源的優(yōu)勢(shì)，越來(lái)越受到人們高度重視。這就要求建筑設(shè)計(jì)人員在裝配技術(shù)支持下進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，將建筑裝配技術(shù)貫穿于方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、構(gòu)造節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)等各階段，以滿(mǎn)足裝配式建筑整體規(guī)劃建設(shè)要求。將建筑行業(yè)對(duì)工程項(xiàng)目裝配設(shè)計(jì)和綜合建設(shè)提出的要求落到實(shí)處，彰顯裝配技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的作用效果。

1.4智能化技術(shù)

在智慧社會(huì)不斷發(fā)展條件下，各類(lèi)智慧技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中也有非常重要的作用。建筑智能化是以建筑物為平臺(tái)，基于對(duì)各類(lèi)智能化信息的綜合應(yīng)用，集架構(gòu)、系統(tǒng)、應(yīng)用、管理及優(yōu)化組合為一體，具有感知、傳輸、記憶、推理、判斷和決策的綜合智慧能力，形成以人、建筑、環(huán)境互為協(xié)調(diào)的整合體，為人們提供安全、高效、便利及可持續(xù)發(fā)展功能環(huán)境的建筑技術(shù)。目前主要的智能建筑系統(tǒng)包括樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、通信自動(dòng)化系統(tǒng)等。設(shè)計(jì)階段要進(jìn)行合理的智能化需求分析，設(shè)計(jì)單位需要結(jié)合智能化工程經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行智能化需求分析，考慮智能化系統(tǒng)的人性化設(shè)計(jì)。利用成熟的新技術(shù)實(shí)現(xiàn)人、自然、環(huán)境的和諧統(tǒng)一。

2、建筑行業(yè)新材料的應(yīng)用與發(fā)展

2.1二氧化硅氣凝膠隔熱板材

新型保溫板材材料中的二氧化硅氣凝膠和其他材料復(fù)合，通過(guò)特殊的加工工藝，不僅讓保溫板材的性能得到擴(kuò)展，如高熱阻、低熱容、高強(qiáng)度等，同時(shí)，導(dǎo)熱吸收極低，疏水性較好，因此在為建筑提供保溫功能時(shí)，不僅可以有效防水、防潮，還能讓室內(nèi)的溫度與濕度都得到有效的控制。最為重要的一點(diǎn)是此種材料防火性能為A級(jí)不可燃，這就讓建筑發(fā)生火災(zāi)的可能性進(jìn)一步降低，間接提高了建筑的安全性。同時(shí)，由于二氧化硅無(wú)毒無(wú)味，所以非常符合綠色節(jié)能環(huán)保要求。在我國(guó)的建筑行業(yè)中應(yīng)用的范圍正在不斷擴(kuò)展。

2.2 聚酯樹(shù)脂玻璃鋼門(mén)窗材料

這是一種由不飽和聚酯樹(shù)脂作為基體材料配合中堿玻璃纖維無(wú)捻粗紗以及其織物作為增強(qiáng)材料并摻和一定比例的礦物材料制作而成的新型門(mén)窗。這種門(mén)窗材料通過(guò)加熱固化的方式可以生產(chǎn)出不同截面形式的空腹型材，滿(mǎn)足不同的建筑建設(shè)要求。這種材料具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、防腐、隔音等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)用此材料制作的門(mén)窗還具有極低的導(dǎo)熱系數(shù)，保溫效果突出，還可以在發(fā)生火災(zāi)時(shí)進(jìn)一步保證建筑內(nèi)部人員以及物件的安全，防止火災(zāi)的燃燒范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。同時(shí)，具備良好的絕緣性，可為人們提供一個(gè)更為舒適、安全的環(huán)境。

2.3真空材料

在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，各類(lèi)真空材料也逐漸取代傳統(tǒng)建筑材料，這就應(yīng)保證各類(lèi)真空材料在建筑設(shè)計(jì)中的作用效果，繼而彰顯真空材料應(yīng)用價(jià)值。而且強(qiáng)化各類(lèi)真空材料與建筑設(shè)計(jì)材料之間結(jié)合力度，還能對(duì)各類(lèi)材料存在的問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化處理，強(qiáng)化各類(lèi)真空材料在建筑設(shè)計(jì)中的作用效果，有效改善真空材料實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。而且良好的真空材料在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中還能控制風(fēng)力和外物對(duì)建筑物各部位的沖擊，借此提高建筑物整體設(shè)計(jì)效果和質(zhì)量安全，同時(shí)避免建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中因選用的材料質(zhì)量水平和綜合性能不達(dá)標(biāo)而出現(xiàn)問(wèn)題。解決建筑設(shè)計(jì)缺陷，并在高質(zhì)量材料支持下提高建筑設(shè)計(jì)效果。

2.4納米材料

目前已有一些高科技的納米材料應(yīng)用到建筑領(lǐng)域，例如納米陶瓷用做建筑外墻裝飾材料，比普通陶瓷具有高強(qiáng)度、高韌性和高硬度，同時(shí)具有良好的抗燒蝕和防熱性;在建筑涂料中加入納米復(fù)合材料，可改善建筑外墻涂料的耐候性和內(nèi)墻涂料的抗菌性;利用納米技術(shù)開(kāi)發(fā)新型的混凝土可大幅度提高混凝土的強(qiáng)度、施工性能和耐久性能;納米材料在玻璃、塑料和橡膠等領(lǐng)域都能發(fā)揮重要作用。新型的納米材料使許多傳統(tǒng)建筑材料性能得到改進(jìn)，但是納米材料也存在一些問(wèn)題有待解決，使用時(shí)利用納米材料優(yōu)勢(shì)使其充分發(fā)揮，并注意改善材料的缺陷。這種高技術(shù)建筑新材料的應(yīng)用必將提高我國(guó)建筑行業(yè)的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，對(duì)建筑設(shè)計(jì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

3、建筑行業(yè)新工藝的應(yīng)用與發(fā)展

3.1混凝土打印工藝

混凝土3D打印是通過(guò)利用計(jì)算機(jī)分層建模并發(fā)出程序指令，將建筑圖形設(shè)計(jì)模型轉(zhuǎn)化為三維的空間打印路徑，利用打印系統(tǒng)將凝結(jié)時(shí)間短、強(qiáng)度發(fā)展快的混凝土精確分層布料，逐層疊加累積成型，實(shí)現(xiàn)免模板施工，工業(yè)機(jī)器人受控逐層重復(fù)鋪設(shè)材料從而構(gòu)建出自由形式的建筑結(jié)構(gòu)。3D打印混凝土技術(shù)在實(shí)際施工打印過(guò)程中，由于其具有較高的可塑性，在成型過(guò)程中的無(wú)需支撐，是一種新型的混凝土無(wú)模成型工藝;它既有自密實(shí)混凝土的無(wú)需振搗的優(yōu)點(diǎn)，也有噴射混凝土便于制造繁雜構(gòu)件的優(yōu)點(diǎn)。3D打印混凝土技術(shù)作為一種新型技術(shù)，必將成為混凝土發(fā)展史上的重大節(jié)點(diǎn)。

3.2 鋼結(jié)構(gòu)的新工藝

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)以裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑為主體，集成墻板作為外墻維護(hù)體系，并綜合集成建筑、機(jī)電、裝飾工程的高度裝配化建筑體系。采用裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑本身的目的主要是實(shí)現(xiàn)建筑產(chǎn)品化、工業(yè)化以及裝配化。和傳統(tǒng)的用鋼結(jié)構(gòu)直接替換混凝土結(jié)構(gòu)的做法相比，從系統(tǒng)工程的層面去看待裝配式鋼結(jié)構(gòu)，它是以建筑功能為核心、以結(jié)構(gòu)布置為基礎(chǔ)、以工業(yè)化圍護(hù)和內(nèi)裝部品為支撐，整體提升鋼結(jié)構(gòu)建筑使用的功能和品質(zhì)，它綜合考慮了建筑功能、結(jié)構(gòu)、圍護(hù)、內(nèi)裝、機(jī)電，實(shí)現(xiàn)了建筑平面、立面、結(jié)構(gòu)體系、圍護(hù)系統(tǒng)、管線系統(tǒng)、防火、內(nèi)裝等各方面的協(xié)同與集成。

3.3抹灰工程中的新工藝

近年來(lái)粉刷石膏代替水泥砂漿或混合砂漿在室內(nèi)抹灰工程中的應(yīng)用技術(shù)有了快速的發(fā)展，傳統(tǒng)的采用水泥砂漿或混合砂漿的抹灰層，施工中易出現(xiàn)空鼓、裂縫等質(zhì)量通病，同時(shí)在交付使用后，由于水泥產(chǎn)生的收縮變形，致使抹灰面層出現(xiàn)龜裂紋。而粉刷石膏具有早強(qiáng)、快硬、防火、保溫隔熱粘結(jié)力強(qiáng)，能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度，以及表面觀感及手感細(xì)膩舒適等良好特性。由于其具有微膨脹性和有較大的粘結(jié)力，能夠有效的防止抹灰裂縫、起皮和脫落，同時(shí)，對(duì)抹灰基層要求不高，無(wú)須在基層表面涂刷任何界面劑或水泥素漿即可直接抹灰。

3.4防水新工藝

建筑地下室和屋面防水一直是建筑工程防水的重點(diǎn)?！邦A(yù)鋪反粘”防水做法是目前行業(yè)內(nèi)較為推崇的地下工程防水做法，適用于地下工程底板和側(cè)墻外防內(nèi)貼法防水。與傳統(tǒng)鋪貼相比，“預(yù)鋪反粘”將防水卷材粘貼在主體上，就像建筑主體的“皮膚”，防水層與結(jié)構(gòu)層粘結(jié)牢固，無(wú)竄水隱患，且容易明確滲漏點(diǎn)，容易維修。同時(shí)，無(wú)需找平層，對(duì)基層要求低，不受天氣及基層潮濕影響;無(wú)需保護(hù)層，卷材直接粘結(jié)在結(jié)構(gòu)層上;冷作業(yè)施工，無(wú)明火、無(wú)毒無(wú)污染，安全環(huán)保等。屋面防水工藝目前使用較為廣泛的是聚合物水泥基復(fù)合涂抹施工。在對(duì)建筑進(jìn)行防水施工之前，應(yīng)先保證建筑表面的裂縫、板縫、節(jié)點(diǎn)的位置應(yīng)該進(jìn)行重點(diǎn)的清理工作。使用聚合物水泥基之前，應(yīng)先清潔表面，保證表面沒(méi)有雜物，在涂抹完一次之后，需要等到完全干燥后再進(jìn)行第二次涂抹，共需進(jìn)行三次涂抹。此種施工工藝可較好的保障建筑防水施工質(zhì)量。

結(jié)語(yǔ)：

隨著建筑行業(yè)的高速發(fā)展和更新迭代，建筑設(shè)計(jì)不僅需要按照各項(xiàng)具體要求對(duì)建筑物進(jìn)行有效設(shè)計(jì)，更需要遵循可持續(xù)的綠色生態(tài)理念;行業(yè)的發(fā)展必然催生新材料和新技術(shù)的爆發(fā)式增長(zhǎng)，我們?cè)趶?qiáng)化各項(xiàng)新技術(shù)、新材料和新工藝在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，以創(chuàng)新推動(dòng)建筑設(shè)計(jì)的內(nèi)在進(jìn)步的同時(shí)，也要將相關(guān)設(shè)計(jì)出現(xiàn)各類(lèi)新問(wèn)題新風(fēng)險(xiǎn)的可能性降到最低。保證各類(lèi)新技術(shù)、新材料與原始材料和技術(shù)之間具有極高的貼合度，兼顧工藝流程的改進(jìn)和創(chuàng)新，從而為改善建筑設(shè)計(jì)的技術(shù)和材料阻礙，真正發(fā)揮各項(xiàng)新技術(shù)和新材料在現(xiàn)實(shí)發(fā)展中的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)作用，確保建筑設(shè)計(jì)行業(yè)可以滿(mǎn)足生態(tài)綠色，集約環(huán)保，真正意義上可持續(xù)的新時(shí)代發(fā)展需求。

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