新材料在建筑設計中的應用

邵繼光

摘要：隨著科學技術水平的不斷提高，建筑行業也發生了日新月異的變化。而建筑企業若想在日益激烈的市場競爭中站穩腳跟，謀求更大的發展，建筑施工新技術和新材料的研發與應用顯得尤為重要。伴隨著我國建設事業的發展越來越好，大量的新型建筑技術和材料被研究和創新應用。特別是生態技術和節能、環保材料在建筑設計中發揮了關鍵作用，又因為人們對于能源和環保的意識不斷的提高，對建筑新技術提出了更高的質量和功能方面的要求。

關鍵詞：建筑設計 新材料 應用

引言：建筑既是一種物質產品又是一種藝術創作。建筑除了供人們從事各種活動以外，同時也是造型藝術、空間藝術、環境藝術。隨著科技和信息的高速發展，人類賴以生存的大自然、生態與環保主題仍然是不可動搖的話題，有機建筑理論的代表人物賴特一再強調“建筑應該是自然的，要成為自然的一部分”。建筑設計的原則要以人為本，最大限度地提高能源和材料的使用效率，減少建設和使用過程中對環境的污染，充分利用新技術和新材料，使得建筑不僅滿足了人們的需求。

一、建筑設計的目的性和原則

近年來無論建筑界或社會上對目前建筑設計中的一些傾向和設計思想的混亂頗有微詞，一些大城市的重大項目建設情況已經引起了社會各界越來越多的議論，建筑的目的性再次成為關注的焦點。從本義來講，建筑是為人類提供一個最適宜創業和生活的空間，它的功能實用性仍然是建筑的第一性。隨著不可再生能源的枯竭，環境問題的日益嚴重，建筑設計的原則要以人為本，最大限度地提高能源和材料的使用效率，減少建設和使用過程中對環境的污染，充分利用新技術和新材料，使得建筑不僅滿足了人們的需求，而且不能對我們賴以生存的環境造成負面效應，使建筑和環境都達到可持續、和諧發展。

二、建筑設計的意義

在滿足用戶的基本需求的前提下，確保建筑工程的整體使用效果。不僅僅要滿足于室內的舒適度及外觀的華麗，更注重建筑的節能性能與環保性能。建筑設計是建筑構成要素達到某種均衡的過程產物，其中，建筑構成的諸要素涉及到實現功能、文化藝術、技術、材料、經濟、形式等方面。在把功能實用性放在建筑的第一性，給用戶提供最適宜生活和創業的空間，同時，也更應注重生態環境的協調，確保建筑同自然環境的完美融合，達到和諧發展的目的，這是建筑設計未來發展的主要方向。如何全面協調可持續發展，處理好建筑的經濟美觀、安全適用，是建筑的永恒主題。隨著環境問題的日益嚴重，不可再生能源的枯竭，建筑設計要堅持以人為本的原則，加大設計和施工過程中新技術和新材料的應用，是保證建筑工程項目與自然環境可持續、和諧發展的重要途徑。

三、建筑設計中新材料的應用

1、保溫材料方面

以往的保溫層復合結構由于采用傳統的保溫材料，所以厚度較大，這就帶來了一系列的外觀上的問題：窗洞的加深，層間距的減少等等。而真空隔熱板很好地解決了這些問題。它的厚度很薄，且CO2排放量小。其外裹有金屬和紙質的外殼，殼間形成真空，填充有多孔的纖維、泡沫塑料及壓縮的硅酸鹽。50mm厚真空隔熱板的保溫效果相當于200 mm的普通礦物棉保溫材料。作為一種新型、高效的保溫材料，真空隔熱板有著廣闊的應用前景。玻璃材料的保溫技術也是生態建筑節能的關鍵之一。隨著現代科技的不斷發展，在這一領域陸續出現了吸熱玻璃、熱反射玻璃、低輻射玻璃、電敏感玻璃、調光玻璃、電磁波屏蔽玻璃等。設計者可將它們組合成復合的構造形式，來達到生態建筑的保溫和采光要求。

2、通風方面

一種新研制的特殊窗框及其開合裝置以其低成本、低技術含量成為極具發展潛力的產品。外界空氣從窗框的底部進入，再由頂部進入室內。從而避免過高的空氣流動速度，不會產生令人不適的過高的氣流感。窗框內置的噪聲吸收板，可以同時防止冷凝水的侵入并過濾空氣。整個結構作用的前提是，通過風和氣體動力的有效作用面積形成足夠的壓力差。這種結構與普通窗戶一樣易于清潔。其最大的優點是，使用者可以通過總線系統及計算機掌握并控制不同通風條件下的能源消耗。

3、在隔熱方面

90年代國際上已采用一種透明絕熱材料（Trans―par-entInsulatedMateria1），簡稱TIM。它是一種透明的絕熱塑料，可將TIM與外墻復合成透明隔熱墻（TransparentInsu―latedWall，簡稱TIW），TIW由保護玻璃、遮陽卷簾、TIM層、空氣間層、吸熱面層和結構墻體組成。TIM層做成透明蜂窩狀，圓形的蜂窩狀可最大限度地節約材料，蜂窩兩側粘有透明隔片，使蜂窩成密閉的透明孔，這樣吸熱面層不僅可以得到太陽輻射熱，還可以得到TIM的反射能。TIM層在黑色吸熱面外側，在冬季可阻止吸熱面向室外散熱，在夏季可避免室外過多的熱量進入室內。玻璃內的遮陽卷簾可調節抵達墻面的太陽輻射量。

4、材料技術與結構技術的結合應用

數字技術時代下的建筑材料變得日益復雜和極大豐富，同時結構技術等的飛躍發展使得建筑空間造型不再受材料和結構的限制，從傳統的木結構、石結構到鋼筋混凝土結構、鋼結構、充氣結構以及張拉、懸掛、殼、膜結構等新型技術的發展使建筑無論是在高度、跨度或者是先前未曾有過的地下生態建筑等方面都有了飛躍的發展。新材料新技術的應用使建筑師對建筑的設計手法不再拘泥于傳統的韻律、對稱等基本手法。

三、新材料應用的案例

1、丙烯酸塑料

丙烯酸塑料是一種高分子化合物。其特性有：1透光性：聚丙烯酸酯可透射92%的白光，透明度接近光學玻璃。2耐候性：聚丙烯酸酯經長期的室外風吹雨打，色彩和物理性能無明顯變化。3耐化學性：聚丙烯酸酯制品不受大多數家用洗滌劑的影響。4韌性：其部件在多數應用場合具有足夠的強度。5電性能：聚丙烯酸酯導電性低，耐電弧性好，介電強度高。6燃燒性：聚丙烯酸酯易燃，需采取類似木材的防火措施。

2、案例

Selgas Cano 位于馬德里的建筑工作室非常特別，建筑一半埋入地下，由樹木，植物，丙烯酸塑料，有機玻璃，木頭，混凝土等材料建成。建筑被周圍茂密的樹林包圍，建筑使得人強烈的感覺到與大地的接近。在這里，新型材料使得自然光盡可能多地進入建筑，創造出良好的光學環境，同時材料本身的穩定性也使得材料顏色保持得更加持久。

結語：二十一世紀是追求的是個性、豐富多彩的時代，人們對于自己的生存環境也多了一些認知、多了一些理性的思考和關注。在新技術、新材料推廣中應樹立“以人為本”的思想，按照適用性、可靠性、先進性、可行性、標準化、可擴充性的要求，從實際出發，按適當超前原則謹慎選擇和確定是否在新項目中采用新技術和新材料，對新技術的成熟程度、投資多少，運行收費等都需要認真研究、測算，再作確定。這樣才更符合當前建筑設計行業發展，符合整個時代的腳步。

參考文獻：

[1] 新建筑新技術新材料[M].北京：中國建筑工業出版， 2004.

[2] 建筑工程施工工藝與新技術、新標準應用手冊[M].北京：電子工業出版社， 2002.