建筑設計中生態建材的應用與發展分析

牟學文

摘要：建筑行業的發展源于社會的進步，在人文社會構建的當下，建筑行業生態環境的構建、生態功能的創造變得尤為關鍵。“綠色環保，節能減排”一直是建筑設計領域推崇的指導思想，房屋建設應當與周邊的生態環境相契合，為人們創建健康、科學、環保的居住環境，節約建筑資源、生活資源的同時，讓生活消耗的效率更高。生態建材能夠幫助建筑設計追求節能、環保的建設需要，也能給建筑帶來與眾不同的“綠色元素”，以推動、實現建筑行業的可持續發展。

關鍵詞：建筑設計;生態建材;應用問題;發展分析

建筑資源的應用與消耗是改變建筑行業發展大方向的兩個關鍵因素，社會生態環境可利用的資源大多都是不可再生資源，這些資源終有一天會面臨枯竭，如果不科學處置和安排，則建筑資源會漸漸無法滿足建筑設計、建筑建設、建筑發展的需要。近些年，生態建材開始走進建筑市場，成為時下較為主流的建筑元素，它的“可持續性”“環保性”“功能性”特征被大大開發，目前已經獲得了可喜的應用效果。

一、理論簡述

（一）建筑設計

建筑設計是指建筑物在建造之前，設計者按照建設任務，對施工過程和使用過程中存在的或可能發生的問題，事先作好通盤的設想，擬定好解決這些問題的辦法、方案，用圖紙和文件表達出來。建筑設計階段，設計者會通過科學觀念、建筑原理以及設計構思想法等，將諸多建筑元素匯聚在一起，各建筑元素形成有機的結合體，融入生態系統和環境中來，為人們的居住生活服務。

（二）生態建材

生態建材是指在生產和使用過程中對生態環境影響最小，節能節材、環保型的建筑材料，它必須具備先進性、舒適性及環境協調性三大特點。在建筑設計過程中也會引入生態建材，如：排水系統、電力系統、光照系統等，都可以利用生態建材對建筑的各個結構進行合理安排和規劃，使建筑可以有效利用光能、太陽能和動能，并且足夠環保，建材本身對周邊環境不會產生空氣影響和傷害性的物質。

二、建筑設計中生態建材的應用與分析

建筑設計也要遵循可持續性原則和統一性原則，構建建筑的各個設計元素，需要結合建筑建材的功能、屬性來分析和判斷，設計的要求是遵循生態建筑，但是難免會因為建材的功能屬性差而出現偏差。本文從建筑設計實踐角度分析生態建材的應用優勢及影響。

（一）生態建材材料的選擇及應用影響

（1）選擇原則。建筑設計需要選擇相應的建材來塑造、構建建筑結構的一部分，在選擇的過程中，需要考慮以下幾點問題：一是，建筑材料需要符合建筑設計的功能、屬性要求;二是，建筑材料可以最大限度地解決建筑、建設成本;三是，建筑材料污染率最低、對能源資源的消耗是科學的。生態材料從應用選擇上滿足建筑設計的要求和標準，在每個建設環節上，能夠幫助設計者依靠材料的功能優勢和屬性優勢解決一定資源。

（2）應用影響。建筑材料一般廢棄之后就不能再循環使用，但有些建筑工程為了節約建設成本，會在建筑設計之初采納、引入一些廢棄建筑材料，使其在性能上達標的同時，節約成本。這種應用做法是錯誤的，一般生態建材可以有效規避這點漏洞，因為生態建材的功能和屬性構造一般具有針對性，如：生態水泥，它是常見的建筑材料，并且有很強的再塑性和可操作性。工業生產的廢渣、城市垃圾經過科學處理和加工形成生態水泥，這些水泥需要按照既定標準在既定的建筑環境下使用，雖說使用限制仍然存在，但是它做到了足夠環保，并且應用之后對周邊環境無害。

（二）生態建材中應用可再生資源

生態建材在使用角度來說能夠削弱降低建筑的“不利影響”，提升其使用價值和功能，在資源、能源利用方面也擁有很多優勢。以太陽能為例，現代環保型建筑都十分注重太陽能的利用，如：在建筑設計中，單列出太陽能的光電系統，太陽板吸納日常太陽能，以能量傳導的方式將太陽能儲存在電池中，滿足建筑日常照明的需要。光電系統最主要的內核是光導纖維，它能夠在不損耗太陽能的情況下，將太陽能以高效的形式儲存在光能儲存器中。為了讓光導纖維能夠正常運作，建筑設計會在太陽能經過的“沿線”預設光導纖維，這在一定程度上也加大了建筑設計的難度，但即便如此，經過承載能力、受力情況的校驗，這一設計想法還是普及推廣開來。

與太陽能的可利用優勢相比，還有很多生態材料可以降低破壞程度，如：具有形狀記憶的合金材料，它能夠被引入到建筑的百葉窗、空調系統當中，對各系統的功能進行調節的同時，使其功能性更強。在建筑中，“冷凝熱”是熱水的主要來源，因為合金材料的形狀是有記憶的，所以熱水經過或熱水溫度變化都可以在合金材料的外形中找到依據，以此為分析依據來制定冷凝熱的具體溫度和表現，在建筑的舒適性上能夠達到較好的標準。

（三）可以提高建筑設計的合理性

（1）建筑設計中工程材料的合理替換。房屋建設和設計可以在過程中進行多次改變，生態建材因為它的功能和屬性擁有絕對的優勢，所以設計與實踐可以依據生態建材的功能表現來隨機調整。建筑施工設計時，建筑材料會因為保管、存放不妥當而浪費、損耗，有時會因為建筑施工步驟、實操的設計不科學，出現材料浪費情況。同時，設計人員也可以根據建筑的具體設計過程，對建筑所需要應用的建筑材料進行合理設計，如：以鋼筋的最小配筋率計算金屬的添加量，如果在建筑設計條件允許的情況下，可以適當采用生態建材來取代一部分。建筑構架的硬度是有明確規定的，所以除了鋼筋之外，混凝土、水泥等使用，都可以依靠生態建材的特殊功能去改變，進行優化設計。

（2）建筑設計中工程施工步驟的合理規劃。生態建材是一個體系工程，建筑設計中一旦引入生態建材，就需要在建筑設計中協調配合相關建筑元素，如：材料的生產、使用、回收和循環等，各個環節都處于建筑設計的同等生態環境中，作為系統工程，建筑設計應當發揮生態建材的良好的生態性能。如果因為建筑結構對生態系統產生不利影響，則建筑設計的生態環境可以利用它的生態破壞情況增減建筑材料。

（四）建筑成本的考量

一般情況下，建筑市場所采用的生態建材都是比較高端的，價格比較昂貴，所以在使用生態建材的時候需要對建筑成本進行合理的規劃，應當根據項目的建筑設計成本預算，適當引入關鍵系統、關鍵結構的生態建材，使建筑項目的生態性、生態功能被充分發揮出來。生態建筑的設計源于生態建材的使用，現在不乏一些建筑工程打著使用“生態建材”的旗號，實際上只是在技術上合理規劃出了生態建材的使用空間和位置，所以這種建設和設計方法是極端不合理，有悖生態建材使用初衷的。為此，應當號召建筑市場，在科學設計生態建材生產、使用和售后環節之后，對生態建材合理定價，并且聯合有關部門，對生態建材可以利用的功能點和價值點進行積極宣傳，使其在建筑設計的成本預算中所占份額能越來越高。

三、結語

總的來說，生態建材在建筑設計中的應用是顯著的，在建筑設計發展的當下，需要在具體應用中，對生態建材進行合理的規劃使用。生態建材的功能和屬性是逐漸成熟和發展的，生態建材的應用會逐漸普及和推廣，以獨特的功能影響和應用表現來改變當前建筑項目的功能和生態環境。未來幾年，建筑設計中的生態建材會成為建筑設計的重點研究課題，在建筑領域和市場受到關注。

參考文獻

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[2]劉莉萍，王海燕，楊冰倩.生態建材在房屋建筑設計中的應用分析[J].科技資訊，2017，15（31）：113-114.

（作者單位：大連建筑設計研究所有限公司）