新技术和新材料在建筑设计中的应用探讨

裴梦娜

（甘肃省建筑科学研究院有限公司， 甘肃 兰州 730070）

0 引言

自改革开放以来，我国的城市化发展趋势越来越明显，大量农村居民集中到附近城市发展，导致城市人口日益增多，从而使建筑数量不断增加，而面对高耗能且污染严重的建筑工程，已经有许多城市出现了严重环境污染问题。人口数量急剧上升所引发的一系列城市问题目前正被社会各界关注，现阶段城市管理的主要任务就是如何减少人口密集对城市造成的影响。由于人口多，地方少，又要解决人们的基本居住和工作场所问题，建筑设计不得不趋向于高层、密集的建筑形式发展，正因如此，过去传统的建筑风格和施工技术也不再适用于当今时代，现阶段我们需要的是新技术的创新以及新材料的开发并投入使用，才能达到如今社会的基本要求。

1 新型技术和新型材料在建筑设计中的应用意义

目前已采用新型技术和新型材料的新建筑能够充分表现出其优势，无论是实用效果还是实际作用都完全优于传统建筑工程。新型材料主要在节能减排方面具有显著优势，在保持实用性能的基础上，减少了对环境的污染，减轻了能源消耗的负担，保护了生态环境。不仅在建筑物创造的经济效益上有所体现，对社会的整体效益也明显的提高。建筑设计是对该工程的宏观规划，设计时应考虑到科学发展观以及实际情况，对材料的实用性、环保性、科学性以及性价比进行分析，在经过重重检验后挑选出既符合建筑要求，又能达到最高经济效益的新型材料。对于建筑工程设计方案，也需要应用新型技术响应可持续发展观，选择最优策略方案，保证工程实施高效、高水平、高收益地进行，充分展现出新技术和新材料对现阶段建筑设计的作用和效果[1]。

2 新技术在建筑设计中的应用

2.1 BIM 技术的应用

在对建筑方案进行设计时，主要是掌握相关的参数和内容，利用CAD软件设计出与之相关平面图纸，利用建筑信息作为数据的信息基础，建立立体形状模型以及剖面设计模型，再根据以上内容和信息完成相应的建筑设计。BIM 技术的应用需要尽量还原建筑物的本身特征，再结合其内部结构，确保建筑的信息不出现较大的偏差。值得注意的是，不同的建筑物都具有自身的特点，但在建筑过程中由于工程复杂，环境的多样性变化，导致情况难以控制，容易出现信息传递不及时的问题，而BIM 技术能够很好解决这一问题，其强大的信息传输功能可以帮助三维信息在失真的情况下直观且真实地进行传递，避免了因信息传递不到位而出现的一系列问题[2]。BIM 技术的数据协调功能能够减轻建筑复杂的外部结构设计压力，体现其综合性的作用。建筑工程的结构设计和综合管线设计十分重要，BIM 技术可以在两者之间搭设交流平台，在该平台上可以实现各部门的信息共享，发挥出数据协调功能和完成共享管理工作，为建筑方、设计方以及施工方三方的交流提供了便利，出现各种问题能够及时沟通解决，提高了工程建设的效率。

2.2 新型环保技术的应用

现阶段，我国能源总量一直高居世界前列，这得益于我国广阔的地域面积，且因为人口稠密导致人均资源占有量非常少，秉承可持续发展观，各个行业都应该遵循节能减排理念。对建筑工程进行设计时，需要采用新型环保技术，对各类资源进行合理分配使用，其主要目的就是节约能源减少排放，实现可持续发展。现阶段的新型环保技术主要应用于墙体保温和能源节约方面，对于不同的建筑部位选择不同的温度进行保温处理，在保证保温效果的同时，最大程度地节约能源。聚焦门窗节能技术是新型环保技术的其中一种，主要针对于门窗进行处理，目前门窗设计在建筑设计中十分重要，国内外现阶段的研究成果在一些建筑上已经进行实践应用，并发挥出了显著的节能效果。选用的门窗材料必须考虑其实用性和性价比，例如节能型玻璃，在门窗节能方面的效果十分明显，且价格合适。除此之外，在施工过程中要结合保温、采光等实际情况进行配比，防止为了外部的美观而影响到了基本功能[3]；另一种是聚焦外墙保温技术，该技术需要依靠外部保温措施来减轻内部采暖负荷，在保暖的同时降低了能源需求，并且可以储存热量维持室温的稳定。该技术还能够有利于巩固建筑主体结构，提高结构的稳定性，降低了受环境影响的风险，避免了建筑使用寿命的缩短。另外，该技术的实施较为便捷，大大提高了建筑工程的工作效率。

2.3 新型生态技术的应用

建筑施工难免会对周围生态环境造成不利影响，因此在设计施工方案时，需要从生态角度出发，尽可能减少排放，减轻污染，利用新型科学技术达到绿色化发展的要求。若出现了不可逆转的影响，则需要对污染原因以及排放物进行分析，并采取相应措施减轻污染程度，进行生态修复工作。新型生态技术能够响应现阶段的可持续发展，并且能为建筑新技术提供更好的发挥空间，也就是说，生态技术从侧面提高了建筑设计质量，除此之外，新材料的使用也淘汰了传统农业材料的高污染，为生态技术减轻了负担，例如秸秆能够综合利用于建筑工程中，经过处理它能够成为环保建筑绿色新材料，该材料结合了秸秆、稻草、麦秆、绵竹、竹子、竹屑、树叶以及旧木材等纯天然原料，经过常温复合模压等高科技技术处理而成，该材料不仅可适用于地下大口径管网，建路建桥等公共设施，也能适用于家家户户的防火门防盗窗等家庭建筑，适用范围十分广泛。除此之外，它的减震作用更是适用于装配式建筑发展方向。

2.4 数字技术的应用化

在数据化时代的当下，数字技术能够源源不断地为建筑行业提供有力的帮助，特别是电子信息技术既能为建筑设计提供充足信息，还能为建筑设计的创新工作提供便利。有了数字信息化的支持，建筑设计能够模拟出各种方案，建立模型，因此建筑设计智能化渐渐受到社会关注，发展前景广阔。不仅如此，人们的生活也因数字时代得以改变，各界的交流也愈加频繁。数字技术对建筑设计的创新体现在建筑使用的多样化，例如原有的住宅功能可以附加办公功能。另外，数字技术能够帮助建筑设计合理规划土地资源，有利于建筑工程的合理性和科学性。

3 新材料在建筑设计中的应用

3.1 通风材料的应用

建筑物的通风环境十分重要，优质的通风材料能够保证建筑物内部的空气畅通，现阶段主要利用新型窗框和开合装置，在未来的建筑材料创新领域，应加强对新型通风材料的研究，拓展其应用范围，新型通风材料可以引导室外新鲜空气过滤后进入室内，避免灰尘、水凝气的混入，并且将室内空气排出，实现室内外的空间流通，保证居民呼吸到高质量、干净、清新的空气[4]。

3.2 照明节能材料的应用

照明系统通常在建筑耗能中占据较大比重，照明系统的运作离不开电能的持续支撑，高效性的照明节能材料能够加大程度减少能源消耗，因此新型照明节能材料的发展尤为重要，设计人员需要对照明节能材料的创新引起重视，增加新型照明节能材料的应用范围，结合高科技节能光源和高质量照明系统，借助外界自然光充分节约电能，减轻建筑对电能照明的依赖。

33 新型钢筋混凝土

随着城市化发展速度不断加快，城市居民数量激增，建筑物的数量也随之骤增，也随之引起了土地资源稀缺的问题。对于这类问题的解决方案，那就是使建筑物高层化、密集化，以便于土地资源的充分利用，目前新增的建筑物大部分都是高层建筑，因此对钢筋混凝土的消耗也越来越大，这就需要对钢筋混凝土进行创新。目前的新型钢筋混凝土在强度和稳定性方面都完胜于传统普通混凝土，为建筑物的安全性提供了保障。值得注意的是，在对钢筋混凝土和砂浆的搅拌时，可以适当加入粉煤灰，这一步骤有利于巩固钢筋水泥的结构，提高主体结构的稳定性，不仅能够节约水泥，还能防止在建筑的后续使用中出现裂缝问题。

3.4 保温材料的应用

传统建筑设计的保温措施是通过增加墙体厚度达到建筑的保温效果或是隔热性能，但是对于一些保温高要求的建筑来说，会大大增加墙体建筑材料和能源的使用量，并且容易大额增加施工成本，厚度过高的墙体在建筑物的后续使用中可能也会出现各类问题，建筑物的质量也无法得到保证。故建筑方应该增加新型保温材料的应用，选用绿色自然的新型材料，不仅要隔热性能优越，还能减少污染，降低施工成本。例如，由于北方冬季温度较低，对于绿色材料的保温性能要求极高，对于这些材料要严格重点挑选，在达到保温的基本要求上提高资源利用率，降低成本。从长期的实际使用结果来看，实用的材料有如下几种：（1）生态玻璃建筑材料。为了保护居民的隐私以及防止噪音危害，建筑物的隔音效果在居民心中有极高的要求，而防止噪音危害最直接有效的方法就是切断传播途径，这类材料能够有效阻断声音传播，不仅在外形上美观大方，实际作用也非常明显。这种玻璃可以利用废弃玻璃加工而成，又减轻了废弃玻璃对环境造成的危害，废物利用也为节能减排做出了贡献，满足了建筑设计的基本需求。（2）新型混凝土材料。新型混凝土同样属于新型绿色材料，新型混凝土的使用能够避免资源浪费，节约水泥的使用，提高了资源的利用率，在提高建筑质量的同时避免了环境污染，响应国家可持续发展观念。（3）新型真空隔热板。这种材料的外壳由金属和纸质材料组成，内部是充满了多重多孔结构的纤维内仓，具有极强的保温隔热功能。仅50mm 的新型真空隔热板的隔热效果等同于200mm 的普通矿物棉材料，并且发展空间也十分广阔。

4 结束语

总之，我国的社会发展和经济发展仍在高速增长，可持续发展观念也需要始终保持下去，新的建筑技术和材料的开发需要从实用、节能、环保等方面出发，科学，合理地进行建筑设计，贯彻落实科学发展观。合适的新技术和新材料是目前建筑行业发展的重要力量，值得引起重视。