新技術(shù)和新材料在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

孫維新

青島市北城市建設(shè)投資有限公司 山東 青島 266011

引言

伴隨著我國社會(huì)的不斷發(fā)展，為了充分滿足社區(qū)居民的需求，建筑設(shè)計(jì)必須進(jìn)行一定的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，期間需要將新材料和新技術(shù)融入建筑設(shè)計(jì)過程中，使其能夠相較于傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)類型呈現(xiàn)更大的優(yōu)勢(shì)。有相關(guān)數(shù)據(jù)專家統(tǒng)計(jì)，相對(duì)于其他傳統(tǒng)的現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)方案，融入新材料和新技術(shù)的建筑設(shè)計(jì)方案不僅可以大幅節(jié)約30%左右的設(shè)計(jì)成本，從而深入研究挖掘現(xiàn)代建筑材料資源的綜合利用率，提高現(xiàn)代建筑材料企業(yè)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，保證其經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性健康發(fā)展。另一方面，從我國人民的切身角度利益出發(fā)，將新材料和新技術(shù)融入設(shè)計(jì)方案中，也可以更好地充分滿足我國人民對(duì)現(xiàn)代建筑功能的大部分功能要求。由于傳統(tǒng)的現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)已很難完全滿足現(xiàn)代人們的各種心理功能需求。

1 新技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1.1 BIM智能技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)階段的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科研技術(shù)，均表現(xiàn)為快速進(jìn)步的狀態(tài)，想要在未來的工作中取得更好的成績(jī)，要全面落實(shí)優(yōu)化技術(shù)。例如，針對(duì)建筑設(shè)計(jì)的開展，有效實(shí)施BIM技術(shù)，能夠針對(duì)多方面問題做出良好的改善、解決。BIM技術(shù)的應(yīng)用過程中，雖然表現(xiàn)為虛擬化的特點(diǎn)，但是能夠?qū)Χ喾矫娴臄?shù)據(jù)、信息開展良好的借鑒、吸收，促使建筑設(shè)計(jì)的體系更加健全。針對(duì)各種BIM設(shè)計(jì)技術(shù)能夠做出良好的技術(shù)應(yīng)用，還可以充分通過觀察各種建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)是否真的能夠長(zhǎng)久提供服務(wù)?，F(xiàn)如今的各種房建建筑工程，必須在實(shí)際使用中的年限上有效的進(jìn)行提升，如果實(shí)際使用中的年限周期過短，則容易導(dǎo)致建筑資源的嚴(yán)重利用浪費(fèi)。以針對(duì)BIM設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用為主要依托，可通過發(fā)掘分析建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各種年限控制影響周期因素，執(zhí)行具有針對(duì)性的控制手段[1]。

1.1 智能控制技術(shù)的應(yīng)用

在當(dāng)前智能技術(shù)不斷優(yōu)化發(fā)展的背景下，各類電氣技術(shù)運(yùn)用于智能建筑的頻率也在不斷提升，其主要是以計(jì)算機(jī)作為控制中心，在建筑內(nèi)整體布線和終端連接信息，以此建立不同的空間信息有效連接，進(jìn)而為降低建筑內(nèi)部的能源損耗提供支撐。在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中，供配電系統(tǒng)是建筑能耗的關(guān)鍵部分，因此在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)設(shè)備的性能特點(diǎn)、用電負(fù)荷和容量進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和選擇。為保證在實(shí)際應(yīng)用中降低能耗，進(jìn)一步保證建筑用電的安全性和合理性，對(duì)建筑物的串聯(lián)配電系統(tǒng)進(jìn)行控制，保證在規(guī)定的范圍內(nèi)，如果用戶相同，高壓配電技術(shù)在兩級(jí)范圍內(nèi)，低壓數(shù)字控制系統(tǒng)為分三個(gè)階段，有效控制能耗，供配電系統(tǒng)主要采用兩路進(jìn)線，保證兩路供電的一致性，最大限度地降低線路能耗。同時(shí)還將從新功能的開發(fā)和工作流程的上實(shí)現(xiàn)不斷優(yōu)化，室內(nèi)照明采用節(jié)能設(shè)計(jì)，在燈具節(jié)能設(shè)計(jì)中，可根據(jù)光源和燈具的情況進(jìn)行選擇和布置，在光源的選擇上，一般選用LED照明，因?yàn)檫@種照明方式影響環(huán)境保護(hù)，同時(shí)也能夠更好地具備壽命長(zhǎng)、節(jié)能性能高的特點(diǎn)。

1.2 生態(tài)環(huán)保新技術(shù)的應(yīng)用

為了更好地契合現(xiàn)代綠色環(huán)保理念的發(fā)展需求，在建筑設(shè)計(jì)的過程中更加需要注重生態(tài)環(huán)保新技術(shù)的融入，充分將建筑內(nèi)部多種元素融合起來，進(jìn)而使其整體的綠色環(huán)保性能能夠得到凸顯。在地域性綠色建筑設(shè)計(jì)中，可以應(yīng)用BIM技術(shù)針對(duì)室外的環(huán)境展開一系列的分析和探討，有關(guān)分析內(nèi)容一般情況下主要指建筑表面風(fēng)壓、室外風(fēng)環(huán)境等內(nèi)容。針對(duì)建筑表面風(fēng)壓的內(nèi)容，需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍庀筇攸c(diǎn)展開合理設(shè)計(jì)。這是因?yàn)樵诓煌貐^(qū)之間，天氣特點(diǎn)也會(huì)有所不同，此外一旦在設(shè)計(jì)建筑的時(shí)候，要是出現(xiàn)不合理的狀況，很容易促使建筑表面某處風(fēng)壓存有過大的問題，若是再經(jīng)過較長(zhǎng)的一段時(shí)間，很容易導(dǎo)致建筑的結(jié)構(gòu)功能、性能發(fā)生重大故障和影響。但是這時(shí)候，可以在其中應(yīng)用BIM技術(shù)，結(jié)合實(shí)際狀況，針對(duì)建筑的表面風(fēng)壓展開分析計(jì)算，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)信息不斷改善和優(yōu)化建筑的設(shè)計(jì)方案。例如在進(jìn)行一棟建筑物設(shè)計(jì)的時(shí)候，它的南側(cè)方位的基本是低矮的建筑群，并沒有高大建筑，同時(shí)該建筑物面朝湖泊，夏季時(shí)節(jié)，常有東南風(fēng)。因此對(duì)該建筑物進(jìn)行模型實(shí)時(shí)模擬的時(shí)候，我們能夠清楚發(fā)現(xiàn)處于這個(gè)風(fēng)場(chǎng)的建筑，其迎風(fēng)面的風(fēng)壓大于2.2帕，并且調(diào)查分析能夠發(fā)現(xiàn)，建筑的頂部位置是建筑風(fēng)壓的最低值。因此為了較好減弱風(fēng)壓，可以在建筑的頂部位置設(shè)計(jì)一處天窗。針對(duì)室外風(fēng)環(huán)境，能夠依據(jù)軟件，對(duì)建筑周圍的環(huán)境以及建筑物的形體展開模型的建立，有效實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。譬如針對(duì)某棟長(zhǎng)約260m的建筑，我們?cè)诮?jīng)過一定的分析模擬計(jì)算，能夠清晰得出結(jié)論，長(zhǎng)形建筑很容易改變建筑周圍風(fēng)速，又或是導(dǎo)致建筑周圍環(huán)境發(fā)生局部死區(qū)，影響室外環(huán)境?？梢曰贐IM技術(shù)，將其和建筑附近地形進(jìn)行科學(xué)合理的結(jié)合，不斷優(yōu)化建筑形體，將其適當(dāng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍?，有效改善室外空氣流?chǎng)，增強(qiáng)人們?cè)谑彝饣顒?dòng)的舒適程度[3]。

1.3 節(jié)能新技術(shù)的應(yīng)用

建筑設(shè)計(jì)中新技術(shù)還體現(xiàn)在節(jié)能方面，期間設(shè)計(jì)人員需要基于不同的能源損耗問題制定相應(yīng)的控制策略，以此更好地達(dá)到節(jié)能降耗的最終目的。其中建筑立面設(shè)計(jì)應(yīng)與外遮陽設(shè)計(jì)充分結(jié)合，明確太陽光的折射角度和偏移范圍，保證外遮陽設(shè)計(jì)實(shí)用。一般來說，水平遮陽擴(kuò)大了遮陽的范圍，它是通過混凝土與金屬百葉窗等構(gòu)件組合而成，提高了散熱空氣的散熱率，從而達(dá)到節(jié)能的目的。太陽能作為一種新型的清潔能源，廣泛應(yīng)用于城市建筑中，既不會(huì)對(duì)自然環(huán)境造成污染，又能在更大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化，促進(jìn)綠色建筑的可持續(xù)發(fā)展。但是在建筑設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，比如在不同樓層、朝向的情況下，應(yīng)該根據(jù)住戶的實(shí)際需要安裝太陽能熱水器，從而達(dá)到能源利用率最大化。因此需要將太陽能集熱板作為太陽能設(shè)備的關(guān)鍵部件，安裝到不同樓層的太陽能設(shè)備上，使冷水能夠快速加熱，在這個(gè)環(huán)節(jié)上，建筑的管道設(shè)計(jì)應(yīng)該安裝在陽光最好的地方，以便更好地接收太陽能。這說明在建筑設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該充分考慮各方面的因素，才能更好地保證太陽能設(shè)備的正常運(yùn)行。使用太陽能供熱還能更好地實(shí)現(xiàn)資源的合理利用，從而減少對(duì)環(huán)境的污染，達(dá)到綠色可持續(xù)發(fā)展和提高建筑功能的具體應(yīng)用[5]。

2 新材料在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 新型墻體材料的應(yīng)用

新材料的使用在建筑設(shè)計(jì)中起到了很大作用，許多新型墻體材料的使用，可以很好地實(shí)現(xiàn)對(duì)墻體功能的改善，不僅能提高其穩(wěn)定性和強(qiáng)度，而且能在保溫隔熱等方面發(fā)揮積極作用，成為當(dāng)前頗受關(guān)注的重要內(nèi)容。在新型墻體材料的應(yīng)用上，針對(duì)其不同的功能需求，目前同樣出現(xiàn)了許多新的類型，可供設(shè)計(jì)人員靈活選擇，如陶粒磚、纖維石膏板、充氣砌塊等，在建筑工程中的墻體構(gòu)件中起到理想的作用，不僅不會(huì)給環(huán)境帶來嚴(yán)重污染，而且顯著地體現(xiàn)節(jié)能效益。誠然，現(xiàn)階段建設(shè)工程項(xiàng)目中較為常用的混凝土材料要進(jìn)行創(chuàng)新優(yōu)化，從積極引進(jìn)新原材料、優(yōu)化配合比入手，不斷提高其施工應(yīng)用性能，同時(shí)也是目前建筑設(shè)計(jì)中較多采用的混凝土材料創(chuàng)新，從積極引進(jìn)新原材料和優(yōu)化配合比入手，不斷提高其施工應(yīng)用性能，也是目前建筑設(shè)計(jì)中較為常見的重要方法。對(duì)目前鋼結(jié)構(gòu)建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)而言，同樣可優(yōu)先使用某些新鋼材，促使它在輕質(zhì)量、高耐久性等方面發(fā)揮積極作用。例如，在鋼質(zhì)材料中加入一些微量的元素，就能在鋼材料的表面形成良好的耐蝕性，從而表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐久性，可用于鋼結(jié)構(gòu)建筑中。

2.2 新型保溫材料的應(yīng)用

對(duì)于常見的建筑設(shè)施，其建筑本身的保溫特性是十分重要的，因此這也是節(jié)能環(huán)保材料在建筑設(shè)計(jì)中的重要切入點(diǎn)。良好的保溫特性可以保證建筑室內(nèi)有恒定的溫度，這不僅可以讓建筑的溫度容易調(diào)節(jié)，可以時(shí)刻保持一個(gè)恒定的狀態(tài)，減少對(duì)室內(nèi)溫度控制的能耗，也可以使得建筑與外界環(huán)境存在明顯的區(qū)別，為人類提供更加舒適的居所，加強(qiáng)建筑的利用特性。常用的建筑節(jié)能環(huán)保保溫材料隔熱鋁合金、平開多腔室塑料門窗、雙層隔熱玻璃，等等，通過對(duì)這些良好保溫材料的合理利用，可以極大程度上保證建筑的保溫性能。靈活應(yīng)用各種保溫材料，可以很好地提升建筑的保溫特性，但從建筑設(shè)計(jì)方面來說，這還未將保溫材料的節(jié)能潛力發(fā)揮到最佳，要獲得更佳的節(jié)能效益，還要結(jié)合建筑功能進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，用特別的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)一步展現(xiàn)保溫材料的建設(shè)優(yōu)勢(shì)，將建筑材料的作用發(fā)揮到最大。例如，要保證窗口的較好保溫性，可以通過調(diào)整窗口與墻面的不同尺寸配比，從而尋找合適的建筑窗口，既保證建筑的通風(fēng)性能良好，同時(shí)也側(cè)重建筑的保溫性做出積極嘗試。將踐行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的建筑設(shè)計(jì)途徑結(jié)合建筑的不同功能進(jìn)行合理安排，這樣不僅可以深入落實(shí)建筑的節(jié)能環(huán)保功能特性，而且也加強(qiáng)了建筑的功能性，這對(duì)于整個(gè)建筑的建設(shè)都是成功的嘗試。提供良好的保溫特性對(duì)于很多公眾場(chǎng)所的建筑建設(shè)都有著重要的意義，這可以進(jìn)一步提高公眾場(chǎng)所的舒適度，為一些社會(huì)活動(dòng)的開展提供良好的場(chǎng)地[4]。

2.3 新型防潮材料的應(yīng)用

對(duì)于一些地下的或者樓層第一層建筑來說，建筑的防潮性是建筑特性十分重要的關(guān)注點(diǎn)，如果對(duì)建筑的防潮問題不得到解決，將會(huì)影響到建筑的整體使用性能，所以在節(jié)能環(huán)保材料的應(yīng)用中，也可以以防潮性為重點(diǎn)，作為建筑設(shè)計(jì)的切入點(diǎn)。為了滿足低碳的要求，在實(shí)際進(jìn)行設(shè)計(jì)工作的過程中需要注意在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思路上進(jìn)行革新。一般的樓層建筑都會(huì)采用瓷質(zhì)地板磚作為地面的鋪設(shè)材料，但是瓷質(zhì)地板磚的防潮性能卻不佳，這就要求在樓層的地面設(shè)計(jì)上，運(yùn)用其他的方式加強(qiáng)建筑的防潮性?？梢酝ㄟ^對(duì)樓層地面加設(shè)專門的加熱層，從而整體提升建筑地面的防潮性。對(duì)于地下或者地面一層的建筑，在建設(shè)前的地基建設(shè)中就要注意隔離土地，可以通過在地面鋪設(shè)防潮膜的形式，切斷地面與樓層地面的聯(lián)系[2]，從而加強(qiáng)建筑的防潮特性。防潮特性的加強(qiáng)不僅提高了建筑的應(yīng)用特性，同時(shí)也改善了建筑的內(nèi)部環(huán)境，這對(duì)于建筑的空間應(yīng)用有著重要意義，同時(shí)也滿足了建筑節(jié)能、環(huán)保的實(shí)際要求，滿足碳中和對(duì)于建筑設(shè)計(jì)的需求?？梢詾槿祟惿鐣?huì)提供更多的生存空間，使得自然土地在特定建筑設(shè)計(jì)和節(jié)能環(huán)保材料的介入下，擁有釋放更多的利用價(jià)值。對(duì)建筑防潮層的鋪設(shè)，不僅保留了建筑的原始成熟加工工藝，同時(shí)也對(duì)傳統(tǒng)施工理念進(jìn)行了新的改造，這對(duì)于建筑設(shè)計(jì)工作來說也是時(shí)代發(fā)展的創(chuàng)新理念。

3 結(jié)束語

總而言之，在現(xiàn)代化社會(huì)理念不斷發(fā)展的背景下，將新技術(shù)和新材料融入建筑設(shè)計(jì)過程中將能夠更好地凸顯綠色環(huán)保地理念，進(jìn)而為提升建筑設(shè)計(jì)方案的整體效果奠定良好基礎(chǔ)?，F(xiàn)階段，在建筑設(shè)計(jì)過程中更加注重綠色環(huán)保理念以及節(jié)能降耗理念地融入，同時(shí)還需要基于新型墻體材料、新型保溫材料、新型防潮材料、新型植物纖維材料的應(yīng)用使得整體的建筑性能能夠得到優(yōu)化提升，為人們提供更加舒適、人性化的居住環(huán)境。