新型生态建筑材料在建筑设计中的应用研究

夏长龙 赵跃

1.中国市政工程东北设计研究总院有限公司 吉林 长春 130000

2.亚泰集团长春建材有限公司 吉林 长春 130000

建筑业作为我国支柱型产业，在社会经济不断发展过程中，国家提出了可持续发展观念，而建筑领域若是想要积极响应此号召，需对建筑材料及绿色能源展开高效、科学的应用，以全面防止自然生态环境受到建筑工程施工所带来的损坏，在此情况下，需对如今新型生态建筑材料进行科学运用，以此来为工程施工提供有力支持，确保人民群众可以获得一个温馨、舒适的生活工作环境，从而让建筑物与自然生态环境之间实现协同发展。

1 新型生态建筑材料分析

在建筑设计工作中，生态学具有十分重要的地位，将生态学知识作为基础构建出一个生态系统，之后再借助对系统中的各环节展开科学设计，构成一个优异的能源物质循环，此过程被称之为生态建筑学，同时，设计师在展开建筑设计阶段，应当严格遵守生态建筑观念原则。针对新型生态建筑材料而言，因为近年来环保、绿色、节能观念在我国取得了大面积推广与应用，因此，在建筑工程项目实际施工阶段，通过绿色、环保、节能发展观念的合理融入，不但可以保护自然生态环境，而且还可推动我国建筑业迈向持续健康发展的良好道路[1]。由于以往的建筑工程施工对能源与资源的消耗相对较大，而且不可避免地会出现诸多环境污染问题，和我国所提出的环保绿色发展观念极不相符，而伴随如今科学技术的快速发展，依据新材料的有效应用，大量可充分满足国家要求的新型生态绿色建筑材料应运而生，但是与西方发达国家相比较，在工艺、材料以及技能方面尚且存在一定距离，因此，需对新型生态建筑材料在建筑设计中的具体运用进行深入分析，以更好地提高工程施工的总体质量。

2 新型生态建筑材料的特点

2.1 环保无污染

针对新型生态建筑材料而言，其所运用的原材料皆为环保、绿色且无任何污染的自然材料，其生产工艺及工艺流程都是绿色环保、无污染，且并未添加任何有害物质，因此由最初的生态建筑材料至后续应用，再至回收，都可充分符合目前国家所提出的绿色环保发展观念。由此可见，通过此类建筑材料在工程施工中的科学应用，能够有效改善以往工程施工的高污染问题。

2.2 节约能源

新型生态建筑材料主要是将工业废渣等一系列工业固体废物作为基本原料，其原料处理及制造皆无需使用自然资源，而在产品生产阶段所运用的计算也可达到环保、节能的根本目的。同时，剩余的固体废物，在具体回收阶段并无工业用途，可以对其进行充分利用。另外，新型生态建筑材料是积极响应国家可持续健康发展的重要体现，是推动社会文明发展的关键举措，因此，设计师在进行建筑设计阶段，应将新型生态建筑材料合理融入到建筑设计之中，以便为建筑工程项目的高效施工，打造良好基础。

3 新型生态建筑材料应用在建筑设计中存在的问题

设计师在对建筑工程进行具体设计阶段，依据具体的项目资金成本投入计算不难发现，通过对新型生态建筑材料的科学运用，可使工程施工节省大概3%-5%左右的造价，但是在实际施工阶段常常会增加诸多额外费用，如此则让新型生态建筑材料在实际施工中的作用难以得到全面体现。现阶段，因为环保工作及其他方面所提出的实际需求，各级政府部门与参建方皆在工程实际施工阶段对新型生态建筑材料的运用予以高度重视[2]。但大多数施工单位受到以往施工观念的直接影响，将自身侧重点一味放在节省资金投入方面，从而严重忽视对于新型生态材料所具有的优势特征进行全面分析，此种情况的存在，则使施工单位难以明确认知新型生态材料所具备的优势，以致于在实际施工阶段依旧运用传统建筑材料，从而使得环境污染、资源消耗问题难以得到全面改善。而一些可以对新型生态材料进行具体运用的施工单位，在实际运用阶段，一样会出现众多现实问题。其中，以新型墙体建筑材料为例，在工程实际施工中，施工作业人员因为新型墙体材料的运用存在不科学情况，因此极易发生抹灰脱落、墙体开裂等众多问题，而此种情况出现的根本原因，主要是因为施工技术人员并未对新型生态材料所具有的特征进行全面了解，因此则在一定程度上加大了问题出现的可能性，而且还有极大几率因为墙体材料所引发的诸多问题对后续建筑装饰装修带来严重破坏，这样一来，则难以充分发挥出新型生态材料在我国建筑工程施工中的运用优势。

4 新型生态建筑材料在建筑设计中的应用优化

4.1 运用于建筑承重结构之中

建筑物承重结构直接决定着建筑物的可变及承重的承载能力，这是由于建筑物的可靠性、强度十分重要。一般情形下，建筑物的承重结构材料皆会通过混凝土的运用来进行固化，其可加工性和耐久性也获得了一定提高，同时由于近年来新型生态建筑材料各方面特性的日益完善，混凝土强度和性能也得以不断提高。现如今，工程施工所应用的高性能混凝土材料主要包括纤维混凝土、高性能智能混凝土和反应型细粉混凝土。这种高性能水泥材料具有良好的抗渗性能和较强硬度，当施工技术人员在具体开展作业时，将它与各种水泥外加剂进行充分混匀以后，就可以构成一种优秀的新型生态建材。对于钢结构类的建筑而言，抗震钢结构材料是一个良好的新型建材，可以应用在规范的工程施工之中，且具备抗震性能较强、节能环保、结构简单以及污染较小等优势。在具体施工阶段，可借助再利用来有效恢复自然生态和谐，这不但对环境的保护具有积极的促进作用，而且对持续的研发具备关键意义。

4.2 应用新型通风材料

为了能够充分确保建筑物内部的空气质量，设计人员在进行建筑设计阶段，应当对通风系统进行科学设计，使其具备一定的流畅性特征，但在以往的建筑设计阶段，难以对空气质量不理想且通风效果较差等一系列问题展开全面解决，因此，在如今新时期环境下，为进一步提升建筑工程的环保性、节能性，有关建设设计人员在具体设计阶段，应当对全新的通风建设材料展开科学的设计及构建。其最为主要的试验方式是在于通过特殊材质的运用，来对窗框及其开合器装置进行科学制造。在工程项目具体建设阶段，由于所需要投入的资金成本相对较少，所以不仅安装结构简单，同时还能对后期检测工作带来诸多方便，从而在具体使用阶段具有良好的使用价值。而对于通风材料来说,根本机理是需预留出窗框上端与其底面之间的中空通道，这样，当外界气体直接从底层通过时，其中的空气便可沿着中空通道和上层通过传递到室内，而通过这个特殊设计形式的应用，就能够大幅度降低户外空气在直接进入室内环境，所为人类身体产生的不适感[3]。而通过改变建筑物中部通道的宽度，可对风速展开科学控制，更好地提高室内空气的质量，从而使人民群众的生活工作质量得以明显提升。在此技术的大力支持下，创新型新风系统得以科学优化，可以更好地提高建筑物的整体通风率，让通风过程更具环保、节能效果。

4.3 应用新型隔热材料

现阶段，在建筑工程项目具体施工阶段，通过透明保温材料的运用，可以将相关建筑材料与外墙之间进行复合，从而形成透明保温装置。站在宏观视角分析，施工技术人员在展开建筑保温施工环节，其结构一般由外防护玻璃、透明黏胶、建筑保温材料等所组成，其中，建筑隔热设备通常会在隔热层中完成核心部件的构建。装置材料表面为封闭的蜂巢样，在蜂巢状两侧则有着较为透明的垫块用来加以封闭，以形成保温隔热性的气泡。因为空气自身的导热系数较低，蜂窝状的气泡可以有效吸收太阳光照，并且获取隔热材料所反射出来的能量，因此在具体运用阶段具备优异的隔热效果。另外，在材料的总体构建阶段，蜂窝状的结构会处在总体结构黑色吸热层的表面，所以在寒冷的冬季时，可以有效改善与优化室内温度所存有的失温问题，而且在炎热夏季可明显减少外界热量进入到室内环境当中，借此保证在具体构建阶段，总体室内温度具备一定的稳定性，从而大幅度降低空调系统、采暖系统的整体消耗，而且此类材料在具体应用阶段的成本十分低廉，具备良好的运用前景。

4.4 建筑材料的防水结构设计

由于建筑物长期处于外部环境，在夏季雨水多发季节极易处在阴雨连绵的自然气候当中，这时则有较大可能性出现漏水与渗水的风险。但若是在侧墙及棚顶位置科学添加新型防水设计，那么便可以通过多种层面来对渗水、漏水问题进行科学控制，减少问题出现的可能性，针对部分外部材料的保护措施，施工技术人员应当对结构方面的设计予以高度重视，以做好建筑防水结构设计工作，从源头上防止建筑渗漏状况的发生。在房屋构造中，使用了具有特殊效果的墙体框架和屋檐结构，而且还能够通过新生态建筑材料的广泛使用，来全面保证建筑的防水效果，能够完全达到国家有关规定。比如，通过使用聚氨酯等建筑材料来对墙体、地面等加以涂刷，就可以达到预期设想的防水效果，同时这些建筑材料还可以迅速硬化。此外，新型建筑施工材料和涂层也常与卷材类物质放置在一起开展使用，这得益于这部分高分子防水材料具有优异的经济适应性、环保性能、防水性，且可持续使用，在实际应用阶段防水结构的落实与设计，需依据最为理想的防水测试材料，以实现预期设想的防水目的，并且科学把控经济成本，这对将来建筑材料的维护及设计，具有十分重要的现实意义。

4.5 注重建筑和自然的协调发展

针对生态建筑而言，其最为关键的则是注重自然，通过高效清洁能源与设计、施工环节的应用，不但可降低对于不可再生能源的使用率，而且还可减少工程施工阶段所出现的环境污染问题，确保人民群众的身体健康，推动国家的生态文明建设。现阶段，虽然我国社会经济发展十分迅猛，但在具体发展阶段所为自然环境带来的污染无法逆转，因此建筑领域需在不断发展阶段重视起对于自然环境的保护力度，并对自然资源展开科学利用，因地制宜依据当地自然环境、自然条件来进行设计工作。但就目前建筑设计具体情况来看，部分设计工作人员在具体设计阶段，只注意到建筑物的独立性，将自身设计侧重点放在建筑物的美观性、实用性方面，从而严重忽视需确保建筑物和自然环境的协调性。而在如今新时代环境下，设计人员在进行建筑设计工作时，需密切关注建筑物和自然环境的协调统一，在初期选址时便需依据当前地区的具体情况，之后再设计和自然生态相协调的建筑物。比如，倘若建筑房屋周边有老旧建筑物，则需确保所设计出的建筑物和老旧建筑间相统一，以推动建筑和环境的统一性；再比如，如需修建公园或者是旅游景观，需对原本自然样貌予以高度重视，在此阶段可进行绿色植物的种植，如图1所示，但需注意不可对原有植物带来破坏，而是应当依据当前地区的地形地貌展开科学设计，以最大限度突显出自然风景的独特魅力，使建筑可以和自然环境间实现协调发展。

图1 公园内绿色植物

4.6 科学规划建筑的整体布局

设计师在对建筑进行具体设计阶段，确保建筑物整体布局具有一定的科学性、合理性，不但直接决定着建筑企业的市场竞争能力，而且也影响到我国建筑领域将来的发展前景。因此，为保证施工现场布局的科学、合理，在设计工作正式开展之前，设计人员需亲自前往工程施工场地展开全面勘察工作，如图2所示，依据施工区域的自然环境与相关数据信息，来进行建筑的整体布局与设计。设计师在具体设计阶段，应当严格遵守“以人为本”原则，使人和自然实现和谐工作，尽量让建筑工程实现最大化的经济效益与社会效益。同时，在进行建筑设计阶段，设计人员应当全面考量各楼层的空气流通、太阳光照以及周边环境等一系列因素，在确保恰当的楼层间距与楼层分布的基础上，对各个楼层的布局进行科学规划，并充分发挥出建筑物的实际功能。另外，设计师为了进一步提升施工设计图纸的有效性，需对施工阶段所运用的资源及能源展开科学调控，高度重视其节能、环保、绿色观念。总之，设计师在进行施工方案设计阶段，应当全面考虑周边自然生态环境，把当地人文因素、气候因素以及地理环境等全部添加到设计规划当中，并依据当地实际情况科学降低建筑物中通风及保温等材料的运用，以更好地提升建筑物自身所具有的功能性。

图2 工程勘察工作

5 结束语

总而言之，运用新型生态建筑材料早已逐渐成为我国建筑业将来发展的大势所趋，工程施工需向着节能、环保、绿色型建筑体系进行发展，泡沫玻璃、粉煤灰质材料、植物纤维材料等诸多新型生态建筑材料的出现，为我国建筑业的节能环保发展作出了巨大贡献。而伴随现代化科学技术的快速发展，会有更多节能、环保、优质的建筑材料被运用到建筑设计之中，从而让建筑工程可实现预期设想效果，以进一步推动我国建筑业的持续健康发展。