新材料在現(xiàn)在建筑設(shè)計中的實(shí)踐應(yīng)用

趙 建，韓甲甲

（山東點(diǎn)石建筑設(shè)計有限公司，山東淄博 255000）

0 引言

隨著信息化時代的到來，建筑施工技術(shù)方面也得到了大幅度改進(jìn)與升級，各種類型的新材料、新技術(shù)在建筑市場中涌現(xiàn)，人們也更加看重工藝和材料的環(huán)保節(jié)能性，所以，下文筆者重點(diǎn)分析建筑工程發(fā)展建設(shè)過程中對于新技術(shù)和新材料的應(yīng)用要點(diǎn)，希望為建筑行業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)一分力量。

1 綠色建筑材料的主要類別

1.1 可持續(xù)利用的綠色建筑材料

常見的可持續(xù)利用綠色建筑材料有木材、混凝土、鋼材、防水材料等。目前，我國的房地產(chǎn)業(yè)正處在蓬勃發(fā)展的時期，會產(chǎn)生大量的建筑耗材，嚴(yán)重污染自然環(huán)境，危害人體健康。為解決這一問題，有關(guān)部門要求建筑企業(yè)對建筑耗材進(jìn)行回收再利用，以提高建筑耗材的使用效率、減少存放空間。傳統(tǒng)的建筑垃圾處理方法是填埋，會占用大量的土地資源，污染地表生態(tài)環(huán)境。因此，需要建立建筑垃圾回收場和加工廠，提升建筑垃圾資源的回收率，加大垃圾回收監(jiān)管力度，及時處理建筑垃圾，美化市容環(huán)境，擴(kuò)大建筑垃圾回收規(guī)模，推動建筑行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。另外，運(yùn)用現(xiàn)代的技術(shù)和工藝，可以生產(chǎn)出磁化木材、彩色木材、疏水木材、塑化木材等，這些都是符合綠色建筑材料范疇的新型材料[1]。

1.2 新型建筑材料

結(jié)合我國建筑材料科學(xué)研究院提出的研究開發(fā)綠色建筑材料的目標(biāo)，在提高人居舒適度的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同地區(qū)的實(shí)際情況和圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)用節(jié)能技術(shù)降低能耗。

1.2.1 太陽能建筑材料

隨著我國建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的出臺及節(jié)能工程的發(fā)展，建筑節(jié)能理念受到社會各界的廣泛關(guān)注。建筑節(jié)能在設(shè)計上使用太陽能建筑材料，充分利用可再生資源，將太陽能系統(tǒng)與暖通空調(diào)系統(tǒng)相結(jié)合，減少能耗排放、保持室內(nèi)溫度穩(wěn)定、提高居住品質(zhì)。利用太陽能發(fā)電，可以產(chǎn)生熱量，從而保證空調(diào)、熱水器的基本功能，緩解熱島效應(yīng)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

1.2.2 節(jié)能建筑材料

采用新型的節(jié)能建筑材料，可凈化室內(nèi)甲醛、抑制室內(nèi)細(xì)菌、調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度、保持室內(nèi)恒定濕度。節(jié)能燈的使用可以降低電能消耗。使用隔熱玻璃可以提升室內(nèi)采光效果、降低室內(nèi)溫度，有自動清潔功能的玻璃還可以節(jié)省人工清潔成本[2]。

2 建筑工程施工中新材料的應(yīng)用

2.1 保溫隔熱材料

2.1.1 無機(jī)保溫材料

由于無機(jī)保溫材料具有不易燃的特性，許多研究學(xué)者對無機(jī)保溫材料展開研究，通常無機(jī)保溫材料可分為纖維保溫材料和泡沫保溫材料。礦棉是一個涵蓋各種無機(jī)纖維保溫材料的總稱，其中包括巖棉、玻璃棉和礦渣棉等，它們都由不同的原料制成，如巖棉是通過在1600℃下熔化幾種巖石（如白云巖、玄武巖和輝綠巖）來制造的，從而獲得纖維，然后使用黏合劑將纖維粘合一起，其熱導(dǎo)率在0.033～0.046W/（m·K），密度在40～200kg/m3，比熱在0.8～1.0kJ/（kg·K），此外，它們雖然價格便宜，但是有研究表明，水蒸氣的凝結(jié)會對建筑用巖棉材料的隔熱性能產(chǎn)生負(fù)面影響。而玻璃棉是在1300～1450℃的溫度下將天然砂和玻璃混合而成，玻璃棉的熱導(dǎo)率為0.030～0.046W/（m·K），與巖棉非常接近。無機(jī)泡沫保溫材料有硅酸鈣、珍珠巖和蛭石等，泡沫保溫材料普遍具有較低的導(dǎo)熱系數(shù)，這是由于高孔隙率降低了其機(jī)械強(qiáng)度并改善了其吸濕特性。采用珍珠巖制備了新型泡沫保溫材料，包括珍珠巖/硅酸鈉、過氧化氫、十六烷基三甲基溴化銨和巖棉，這種新型泡沫保溫材料比其他具有較低導(dǎo)熱系數(shù)和較高機(jī)械強(qiáng)度的無機(jī)材料更輕。與已廣泛用于建筑中的礦棉等保溫材料相比，還有氣凝膠等保溫材料正在研發(fā)中，它們的特點(diǎn)是具有非常低的熱導(dǎo)率，對建筑節(jié)能的效果顯著，氣凝膠便是一種輕質(zhì)、高保溫材料[3]。

2.1.2 有機(jī)保溫材料

有機(jī)保溫材料相比與無機(jī)保溫材料具有更優(yōu)良的保溫性能以及保溫形式的多樣性。發(fā)現(xiàn)纖維素不僅可以作為填充式保溫材料對各種空腔結(jié)構(gòu)進(jìn)行填充，也可以制成保溫板來充當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫層。對軟木及其復(fù)合材料進(jìn)行了實(shí)驗研究，對其熱導(dǎo)率、熱阻、比熱和熱擴(kuò)散率進(jìn)行測量，發(fā)現(xiàn)其導(dǎo)率在0.068W/（m·K）左右，其中軟木的熱導(dǎo)率為0.041W/（m·K）。在建筑中絕大多數(shù)保溫材料基本上是由聚合物材料、填料和其他添加劑復(fù)合制成的。如發(fā)泡聚苯乙烯是通過蒸發(fā)添加到聚苯乙烯顆粒中的戊烷而獲得的，其熱導(dǎo)率為0.031～0.037W/（m·K）密度為15～75kg/m3，比熱約為1.25kJ/（kg·K），且密度越高，保溫性能越好，同時有研究發(fā)現(xiàn)，EPS 的熱導(dǎo)率會受水分影響，當(dāng)干燥的EPS 材料放置在相對濕度為90%的氣候室中4h，其熱導(dǎo)率可增加1.4%～2.1%，但是這種材料為易燃材料，并且燃燒時會釋放有害氣體，擠塑聚苯乙烯與EPS 具有相似的保溫性能，是通過在擠塑機(jī)中加入發(fā)泡劑而制成，并且也屬于易燃材料，因此，在制造EPS 和XPS 的過程中必須添加阻燃劑。

2.2 防水材料

2.2.1 瀝青防水材料和防水卷材的應(yīng)用

瀝青的顏色主要包括黑色、黑褐色，常溫作用下其具有較好的黏性。瀝青屬于高分子化合物，呈現(xiàn)出液態(tài)和固態(tài)兩種存在形式，能與日常生活中所見到的煤油、汽油等相互融合，具有很好的抗腐蝕性能。瀝青還有很好的防水性，因此，瀝青經(jīng)常被用于建筑工程中。防水卷材是將纖維和塑料等材料經(jīng)過一系列化學(xué)加工而形成的防水材料，其在抗拉能力、耐低溫能力等方面具有較大優(yōu)勢。分為不同的類型，如改性瀝青防水卷材、滌綸防水卷材等。以改性瀝青防水卷材為例，其主要應(yīng)用于居民用房中，通過熱熔法將卷材表面的瀝青融入建筑表面，借助滾輪卷壓實(shí)，保障瀝青與建筑物表面緊緊貼住，建筑物表面不會因外界溫度變化而產(chǎn)生裂縫等問題。以SBS 改性瀝青防水卷材為例，屋面防水工程應(yīng)用這一防水材料，施工時較為便捷，采用黏結(jié)劑與熱瀝青膠結(jié)料等相互鋪貼，還可以采用冷黏法進(jìn)行施工。應(yīng)用聚氨酯纖維無紡布開展節(jié)點(diǎn)密封處理，將膠黏劑均勻地涂刷在防水卷材上，等到晾干后黏貼卷材，通過滾壓將卷材下面的空氣擠出來，使得卷材更加平整、緊密。

2.2.2 水固化聚氨酯防水材料的應(yīng)用

水固化聚氨酯防水材料由多種原材料構(gòu)成，如多異氰酸酯，水作為其中的固劑，通過將其固化成膜，即異氰酸酯與水等共同作用下生成氨基甲酸，由于其不太穩(wěn)定，逐步分解成了二氧化碳、胺等。異氰酸酯的含量相對較多，胺與異氰酸酯等相互結(jié)合，又生成新的物質(zhì)。這種防水材料在應(yīng)用時具有較強(qiáng)的彈性，其斷裂延伸率相對于其他材料有明顯的優(yōu)勢：其具有較高的耐高溫和耐低溫性，能夠應(yīng)用在-40～95℃中；屬于環(huán)保類產(chǎn)品，符合施工要求。

（1）在地下防水工程中，運(yùn)用“外防內(nèi)涂法”，根據(jù)具體厚度的要求，在平面部位涂抹1～2 遍，立面涂抹2～3 遍，其中第一遍運(yùn)用黏度小的涂料進(jìn)行涂抹，立面再刮涂2～3 遍。為了防止后面出現(xiàn)流淌，將涂料用水?dāng)嚢?，放置十多分鐘，增大黏度再進(jìn)行重復(fù)涂刷。這樣不僅能使厚度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，還不會出現(xiàn)流淌的問題。

（2）水固化聚氨酯防水材料適用于潮濕的基層中，施工時經(jīng)常遇到降水情況，基層由于反復(fù)見水，底板容易潮濕。施工人員使用水固化聚氨酯防水材料，能取得較好效果。施工人員在刮涂3h 后，待表面達(dá)到干燥標(biāo)準(zhǔn)要求，隔8h 涂刷第二遍，這種防水材料相對于其他材料更節(jié)省時間，且在施工時不會出現(xiàn)任何異味，有利于施工人員順利完成防水施工[4]。

2.2.3 JWG-1 型防水材料和高彈防水材料

JWG-1 型防水材料的構(gòu)成主要包括：JWG-1 型滲透式防水劑、JWG-1 型防水膏等，屬于環(huán)保產(chǎn)品，具有較高的環(huán)保價值。JWG-1 型防水材料還具有耐腐蝕性、抗?jié)B性、不易燃性等特征，常常被用于浴室、地下室。建筑工程施工時應(yīng)用JWG-1 型防水材料遵從剛?cè)岵?jì)的原則，不僅可以隨意改變凝固時間，還可以帶水進(jìn)行施工，具有較高的性價比，得到廣泛應(yīng)用。其施工方法如下。

（1）對基面進(jìn)行清理、檢查和修補(bǔ)，以保障基體的堅實(shí)性。

（2）做好基面的清理工作。

（3）施工基面進(jìn)行底涂，分別加強(qiáng)對排水孔、裂縫、分隔縫、陰陽角等節(jié)點(diǎn)的處理。施工結(jié)束后，檢查加筋布，中間層或面層在涂刷時需要達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的要求。高彈防水材料是一種新型的防水材料，其主要原材料是丙烯酸乳液，通過在丙烯酸乳液中添加適量的助劑、填充劑等，全面提升防水性能。高彈防水材料最為顯著的特點(diǎn)就是其具有較大防水性，衛(wèi)生間和地下室中應(yīng)用該防水材料覆蓋的深度可達(dá)8mm，避免衛(wèi)生間漏水情況發(fā)生。

3 建筑工程施工中新材料和新技術(shù)的應(yīng)用措施

3.1 加強(qiáng)準(zhǔn)備階段的技術(shù)控制

一般而言，建筑工程都是在露天場所展開的，會受到外部環(huán)境的影響，而且由于所處地域不同，在建設(shè)過程中所面臨的地質(zhì)環(huán)境、地貌特征等也不盡相同，為了避免由于外部環(huán)境因素對建筑工程施工本身造成影響，需要施工單位在工程開展之前對于施工地域有一個充分的了解，也就是說，在工程準(zhǔn)備階段，需要不斷加強(qiáng)技術(shù)控制，為后期工作的開展奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)。

3.2 建立完善的綠色建筑材料評價體系

專業(yè)規(guī)范的評價體系能夠規(guī)范建筑行業(yè)的建設(shè)與發(fā)展，對綠色建筑材料的發(fā)展具有明確的指導(dǎo)意義。目前，我國已建立了一些與綠色建筑、綠色建筑材料有關(guān)的評價體系，但其泛用性、適用性仍有待于進(jìn)一步完善。加強(qiáng)對綠色建筑的評價、制定綠色建筑的發(fā)展政策，是一項既基礎(chǔ)又重要的工作，能夠促進(jìn)全國各地區(qū)共享綠色建筑發(fā)展的成果。

3.3 創(chuàng)建綠色示范工程，提高綠色建筑材料認(rèn)知度

目前，很多地區(qū)對綠色建筑材料的開發(fā)還不夠重視，為了更好地推廣、應(yīng)用綠色建筑材料，可以創(chuàng)建綠色建筑應(yīng)用示范項目，將其作為一個孵化器，逐漸推廣應(yīng)用，增加綠色建筑的知名度。為了達(dá)到這一目標(biāo)，可以從兩方面著手。

3.3.1 應(yīng)用示范

創(chuàng)建綠色工程項目，加強(qiáng)應(yīng)用示范，按照政府部門的規(guī)定，開展申報、評審、驗收等一系列工作，選擇一些奠定的綠色工程項目，從各個地區(qū)開始試點(diǎn)工程。

3.3.2 加強(qiáng)綠色產(chǎn)業(yè)示范

選擇一些綠色建筑材料水平發(fā)展迅速地區(qū)的大型建材企業(yè)，整合處理地域資源，利用先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采集綠色建筑材料的資料信息，通過系統(tǒng)向外發(fā)布，公布一些成功經(jīng)驗，建立網(wǎng)絡(luò)共享機(jī)制。

3.4 加強(qiáng)對施工現(xiàn)場的管理

對于建筑工程而言，施工現(xiàn)場的管理工作是極為重要的一項內(nèi)容，基本上工程所涉及的一切要素都包含在建筑工程施工現(xiàn)場的管理內(nèi)容之中，比如說施工進(jìn)度、施工質(zhì)量以及所需成本等內(nèi)容。分割開來，其中涉及的每一項內(nèi)容都是建筑工程開展的重要組成部分，由此我們可以看出在建筑工程中展開施工現(xiàn)場管理的重要作用。正因如此，施工單位需要加大對于施工現(xiàn)場管理的重視力度，根據(jù)施工實(shí)際情況制定出相應(yīng)的施工管理方案，在保證工程質(zhì)量的前提下提升施工進(jìn)度，同時有效的施工管理還能夠有效節(jié)約施工成本，避免出現(xiàn)不必要的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)建筑工程項目的整體優(yōu)化。

4 結(jié)語

綜上所述，在當(dāng)前階段的工程建設(shè)過程中，對于新技術(shù)和新材料的應(yīng)用至關(guān)重要，不僅能夠提升建筑工程整體質(zhì)量，還能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，故此新技術(shù)和新材料開始在施工中被廣泛應(yīng)用，上文結(jié)合當(dāng)前對于新技術(shù)與新材料的應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)探析，并且提出了優(yōu)化方法，希望能夠有助于我國建筑業(yè)的健康長久發(fā)展。