建筑設計中新材料與新技術的作用范文

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《建筑史》2017年第1期

［摘要］建筑設計中新材料與新技術的使用有效降低了建筑工程成本，提高了建筑的節能環保系數，緩解了能源危機。通過介紹建筑設計中常見的新材料與新技術，分析目前建筑新材料與新技術的推廣與應用。

［關鍵詞］建筑設計；新材料；節能技術

1建筑設計及新材料、新技術

1．1建筑設計

建筑設計是指圍繞建筑所做的一切工作。設計工作涉及建筑學、結構學及排水、供水、供暖、電氣、防火、消防、燃氣、自動化控制管理、建筑光學、建筑聲學、建筑熱工學、園林綠化等方面，滿足建筑物內部各種使用功能和空間的合理安排，解決了建筑物與周圍環境、外部條件的協調配合，內部和外在的藝術效果，建筑與建構等問題。建筑設計具有科學性、實用性、實踐性、復雜性、創新性、時代性等特點。

1．2新材料

建筑新材料是指除傳統的瓦、磚、砂、灰、石之外的，己應用于建筑工程實踐的，并代表建筑材料發展方向的，具有低碳、環保屬性建筑材料，既包括新原料與制品，也包括原有材料的新制品。建筑新材料具有節能性、環保性、美觀性、安全性、舒適性及耐久性等特點。建筑新材料的分類可根據建筑材料的不同用途及材質作一下劃分。

（1）按照建筑新材料的用途，可分為墻體材料、屋面材料、保溫絕熱材料、建筑防水材料、門外窗、五金燈具、外裝飾材料、室內裝飾材料、外墻隔斷、衛生設備及其他新材料。

（2）按照建筑新材料的材質，可分為新型水泥制品、新型玻璃制品、新型木材、新型石材、玻璃纖維制品、新型混凝土、鋁合金及其制品、玻璃鋼制品等其他新材料。

1．3新技術

建筑新技術是指建筑行業隨環保意識與新材料的發展應運而生的各項技術，包括地下空間工程技術、混凝土技術、鋼筋及預應力技術、模板及腳手架技術、鋼結構技術、機電安裝工程技術、綠色施工技術、防水技術、抗震加固與檢測技術、信息化應用技術等。

2新材料在建筑設計中的應用

2．1新型墻體材料

新型墻體材料屬于節能建材，主要以粉煤灰、石粉、爐渣、竹炭等為主要原料，制成建筑材料主要包括非粘土磚、粘土空心磚、加氣混凝土、復合板材等。新型墻體材料的優點在于質輕，保溫隔熱，隔聲，環保，無污染，且裝配簡單快捷，加固墻體并節省空間。新型墻體材料不但解決了資源浪費與環境污染問題，還因其是工業廢棄物（如煤矸石、粉煤灰等）的回收利用，低碳節能。國家與政府對新型墻體材料予以越來越多的重視，積極推廣應用新型墻體材料，用先進的技術改傳統方式，提升建筑材料的質量。與此同時近年來建筑業城鄉住宅需求量增大，為新型墻體材料帶來新的機遇和廣闊的市場前景。

2．2保溫隔熱材料

保溫材料與隔熱材料又稱絕熱材料，包括礦物棉、玻璃棉、巖棉、泡沫塑料及多空聚合物，膨脹珍珠巖及其制品、硅酸鈣絕熱制品、各種復合保溫隔熱材料等。其可減少建筑室內向外環境的熱損失，降低建筑空調負荷和空調耗能，是構建節能建筑的重要環節。保溫隔熱材料主要用于建筑物墻體與屋面的保溫絕熱，熱工設備、熱力管道的保溫，冷藏室及冷藏設備。部分保溫隔熱材料存在防火性和防水性方面的缺陷，加之部分材料成本較高，限制了其進一步發展，但新技術的研發與推廣，使其優越的保溫隔熱與吸聲減震的性能具有廣大的應用潛力，如在氣凝膠節能窗、屋面太陽能集熱器等發揮節能減排作用，實現能源的可持續發展。

2．3防水密封材料

防水密封材料必須具有較強的粘結性，較強的水密性與氣密性，較強的耐高低溫性和耐老化性，在具體的建筑工程中根據建筑物品材質與性質選擇不同性質的密封材料。目前常見的防水密封材料有丙烯酸類密封膏、塑料油膏、聚氯乙烯接縫膏、聚硫密封膏、瀝青嵌縫油膏、硅酮密封膏、聚氛酷密封膏等。防水密封材料是建筑行業重要的功能材料，是建材工業的重要組成部分，主要應用于連接建材，作為“橋梁”，發揮其防水、密封作用，一般在迎水面使用，以防止其滲透。防水密封材料的使用方法分兩種，一種為嵌入接縫，另一種為覆蓋接縫。嵌入接縫方式要保證密封材料的嵌入深度低于接縫表面l￣2mm，適用于防水砂漿間、防水混凝土間及防水砂漿（或防水混凝土）、金屬（或塑料）構件間的密封。覆蓋接縫方式要使密封材料粘結于接縫兩側之上，適用于卷材間、卷材與金屬（或塑料）構件間的接縫密封。

2．4節能門窗和節能玻璃

節能門窗與節能玻璃對建筑物熱交換、熱傳導起著至關重要的作用，作為熱力最活躍、最敏感的設計，其節能約占建筑節能的40％左右。目前我國廣泛使用的節能門窗主要有塑鋼門窗、木質門窗、鋁合金門窗等。塑鋼門窗在防火性與保溫性方面不斷改進一既在門窗材質中加入不同物質提高其阻燃性，又通過發泡材料填充減少空氣對流，大幅提高門窗耐高溫性。木質門窗融合了歐洲先進技術與裝備，力學強度高，導熱系數低，且木質門窗環保，但生產成本高。鋁合金門窗通過斷橋技術彌補了其導熱系數高的不足，提升其節能型與保溫性，得到了廣泛應用。節能玻璃按照不同的性能可分為吸熱玻璃、陽光控制鍍膜玻璃、低輻射玻璃、中空玻璃、夾層玻璃、真空玻璃等，其大幅提高了玻璃的吸熱功能、陽光控制性能、低輻射性能、安全性能＞　噪聲控制性能〇節能門窗與節能玻璃的選擇與使用應基于隔熱保溫與能源節省，根據建筑朝向、氣候特征等選擇經濟環保、功能性強的建材。

2．5太陽能綜合利用

太陽能作為可再生的清潔新能源，蘊含巨大能量。我國太陽能資源輻射總量約為3．3X　103￣8．4X　106kJ／（m2？　a），全國2／3以上地區年日照射數大于2000h。有效利用太陽能，既能緩解我國能源短缺現狀，又能減少二氧化碳排放，達到環境保護的目的。將太陽能的集熱利用、熱力發電等綜合技術與建筑一體化設計結合，充分利用豐富、潔凈、理想的能源，實現熱、電、光的能源轉換。在建筑設計中結合智能控制系統實現建筑的智能化與節能環保，即通過設置太陽能采暖、熱水、發電及風力發電裝置，其可大大降低生活用水、夏季空調、冬季供暖、采光照明、通風換氣方面的能耗，打造“綠色節能建筑”。

3新技術在建筑設計中的應用

3．1節能新技術

建筑節能新技術是在提倡綠色低碳建筑的基礎上產生的，包括能源節約、土地資源節約、水資源節約、建筑材料節約。能源節約通過建筑設計使用高能效采暖空調設備和新型墻體材料，減少能耗，最大程度地提高能源利用率，具體方法如下。

3．1．1　土地資源節約

通過地下空間工程技術、混凝土技術、綠色施工技術等新技術手段實現，提高土地利用率。同時可有目的地重置和搬運地表土，做好綠化，合理利用土地。

3．1．2水資源節約

主要通過中水回用技術實現水資源回收利用，將生活用水如廚房排水、洗浴排水、洗衣排水、冷卻排水、洗漱排水等廢水通過技術處理后，變為生活范圍內使用的非飲用水，實現水資源的再次利用，如廁所沖洗、灌溉草坪、洗車、工業循環水等。

3．1．3建筑材料節約

在充分了解建材性能基礎上，合理利用以達到節約目的，同時也可通過利用其他資源實現建筑材料的新建與改造，如利用廢棄植物纖維，如廢棄竹子、廢棄木質材料、農作物秸稈等，實現建筑材料的新建與使用，可利用江河淤泥改造成為新型墻體材料，變廢為寶，充分利用，節約資源。

3．2信息化技術信息時代，通過智能化設備及技術優化設備運行，實現建筑設計對于能源節約，提高能效具有重要意義，如通過智能化太陽能產品實現建筑制冷與供暖；通過微波傳感器產品的報警功能，為建筑提供安全保障；通過防風雨傳感器，實現窗戶的智能關閉功能，防止雨水滴入室內。小區智能化系統也是信息化技術在建筑設計中的應用，通過智能化系統集成管理網絡平臺，控制網絡與信息，達到安全防范、設備管理和信息管理的目的。小區智能化系統具有集成、擴展、操作、維修的功能，通過計算機網絡技術，實現子系統設備、功能與信息的管理集成，減少資源浪費與硬件設備的重復投入，實現居住建筑片區的安全、方便、可靠、實用。此外，BIM技術在建筑設計中得到廣泛應用，是近年來新興的實現安裝配置式建筑產業化發展的結晶一BIM技術將建筑單位、設計單位、施工單位、監理單位等項目參與者置于同一平臺上，共同分享建筑信息，實現信息的可視性與協調性。

3．3排水新技術

建筑排水是建筑設計的重要組成部分，當前排水技術與水資源節約及再利用緊密相連，通過一系列新技術如設置地漏、吸氣閥產品、排水管材等，運用壓力排水、真空排水、同層排水技術，屋面雨水技術，實現建筑排水的科學性。

（1）地漏功能在于排除地面積水，到現在已發展出多種功能，如洗衣機插口地漏、多通道地漏、帶網框地漏、密封性地漏等。相關標準規定了產品分類、要求、試驗方法等，對地漏的排水量、自清能力、水封穩定性等方面給出量化指標，規范了地漏產品市場標準。

（2）排水管材如離心鑄鐵管，連接采用密封圈，法蘭壓蓋接頭，柔性接口，達到降噪、抗震功能，同時具備良好的防火性能。

（3）同層排水技術通過同樓層排水支管與主排水管在不穿越樓板的情況下，在同樓層內連接到主排水立管上。同層排水系統由HDPE管道系統、隱蔽式系統安裝組件、存水彎、配套的衛生器具組成。同層排水技術不但實現了獨立、自由的房型設計與室內空間布置，并且具有隔聲、節水功能，并通過墻前安裝方式，起到隔聲和增強視覺效果的作用。通過HDPE管道及獨特的水箱設計，提高了系統的排水效果，實現了節水功能。

（4）真空排水技術利用真空管道把生活污水收集到密封罐中，采用真空坐便器、真空控制技術、真空泵、罐，將污水通過污水泵送至室外污水管網。其管道敷設靈活，排水管徑小，有良好的節水效果，但其投資費用高，真正推廣與應用在目前尚存在一定困難。

（5）屋面雨水技術現如今己被廣泛應用于各種屋面工程中，如虹吸式雨水系統，通過不同高度的勢能差在管道內部形成局部真空，從而利用虹吸作用達到快速排放雨水的目的。

4結束語

Ifi我國市場經濟的不斷發展，將建筑設計中新材料與新技術應用于建筑設計中，不但能提髙建筑工程質量，還能有效促進行業科學技術發展，促進綠色、低碳、環保實現資源的再利用與可持續發展。

參考文獻

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作者：肖志掄 單位：上海同濟城市規劃設計研究院