新型建筑材料在建筑工程結構設計中的應用

張一鳴

（中電光谷建筑設計院有限公司西北分公司，陜西 西安 710018）

隨著我國人們生活水平和質量的不斷提高，其對建筑工程結構設計也提出了更高的要求，要求建筑工程結構不僅具備良好的穩固性，還需要具備美觀性、舒適性要求，要達到這些要求，就需要設計人員在設計建筑工程結構過程中，摒棄傳統建筑材料，將一些外形美觀、可防水防潮、可調控室內溫度的新型建筑材料應用于建筑工程結構設計中，才能有效提高建筑工程結構設計的功能性和舒適性[1]。

1 建筑工程結構設計中常見的新型建筑材料類型及應用

隨著人們對建筑物功能和舒適性要求的不斷提高，大量新型建筑材料被廣泛應用于建筑工程結構設計中，建筑工程結構設計中常見的新型建筑材料類型有2 種。1）相變儲能砂漿，相變儲能砂漿指的是將一些新材料加入普通砂漿中，例如將水泥或一些密封性的蜜蠟融入傳統砂漿中制成一種新型建筑材料。然后，將該新型建筑材料應用于建筑工程結構設計中，就可以促進設計和建造的建筑功能在夏季可以釋放熱量，在冬季可以存儲熱量，從而能維持室內溫度穩定，這主要是因為新型建筑材料具有調節室溫的作用，如果室內溫度過高，新型建筑材料中的蜜蠟會自動融化，將室內多余的熱量吸收進來，有效調節和降低室內溫度。2）變儲能墻板，是一種圍護結構的材料，該種材料不僅具有良好的穩固性和舒適度，同時也會釋放一些熱量或吸收室內溫度，從而維持室內空間溫度平衡，給人們提供良好舒適的居住環境[2]。

1.1 新型建筑材料在建筑工程墻體結構設計中的應用

墻體結構設計是建筑工程結構設計的重要組成部分之一，為保證建筑工程結構設計質量，就需要對墻體結構進行合理的設計，例如設計人員可以選擇相變儲能墻板、質地較輕的復合板材、黏土空心磚和摻雜著其他廢料的黏土磚、新型的四氯乙烯充氣薄膜等進行墻體結構設計，這樣不僅能有效提高墻體結構堅固性，同時還能達到節能環保的建筑設計要求。以四氯乙烯充氣薄膜（如圖1所示）為例，四氯乙烯充氣薄膜具有柔韌性好、重量輕、節省光能等優勢，將其應用于建筑工程墻體結構設計中，不僅能利用材料多面體空間鋼架的特征，在墻體外側形成薄薄的膜，從而提高建筑結構的穩定性，且其還能采用鍍點方式進行建筑反光和透光控制，從而能確保建筑內部每天得到平均10 h 左右的自然光照，且該材料內部還具有較多結構性鋼槽，可有效收集雨水，用于建筑內部清潔。可見，應用該材料不僅能滿足建筑工程墻體結構性能要求，還能實現節能環保建筑設計要求。

圖1 四氯乙烯充氣薄膜

1.2 新型建筑材料在建筑工程保溫結構設計中的應用

建筑工程結構設計不僅要滿足建筑工程結構的功能性要求，即要保證建筑工程結構的穩固性，同時還需滿足其舒適性要求，這就需要進行建筑工程保溫結構設計，以提高建筑工程結構溫度調節的能力，才能給室內居住或工作的人們提供一個舒適的環境，因此，就需要設計人員在設計過程中，將相變儲能砂漿、變儲能墻板等新型建筑材料應用于建筑工程保溫結構設計中，例如將硬泡聚氨酯、擠塑聚苯乙烯泡沫板等建筑材料進行建筑功能結構設計，這樣不僅能提高建筑物的隔熱功能和有效控制建筑物室內溫度，還能維持室內溫度適宜，且這些材料會還具有良好的抗壓性，能有效提高建筑工程的抗壓能力。

另外，在建筑工程保溫結構設計中，設計人員也可采用聚苯乙烯泡沫作為主要填充材料，并在其中加入水泥、發泡劑，這樣設計出的建筑物也能達到較好的隔熱和保溫效果[3]。表1 是硬泡聚氨酯、擠塑聚苯乙烯泡沫板的基本性能，從表1 可以看出，這2 種建筑材料的抗壓強度、導熱系數和耐溫性能均較高，將其應用于建筑工程保溫結構設計中，不僅能提高建筑結構的強度，還能達到良好的保溫效果。

表1 硬泡聚氨酯、擠塑聚苯乙烯泡沫板的基本性能

2 新型建筑材料在應用過程中存在的問題及對策

2.1 存在的問題

2.1.1 設計人員對新型建筑材料認識不足

建筑材料更新換代較快，在實際的工程設計過程中，不少設計人員的建筑設計理念較為傳統和老舊，多是采用傳統建筑材料進行建筑工程結構設計，且他們對于新型建筑材料的實踐應用經驗缺乏，無法按照新型建筑材料的特點和性能設計出合理的建筑工程結構方案，從而導致建筑工程結構設計質量不佳[4]。

2.1.2 建筑單位過分注重自身的經濟成本收益

相比于傳統的建筑材料，在建筑工程結構設計中應用新型建筑材料需要投入較高的造價成本，從而會提高工程建設的總體造價，這樣就會導致不少建筑施工單位不愿花費大量的資金購置和配備新型建筑材料，并將經濟成本收益比作為考核建筑工程結構設計質量的根本指標，從而會嚴重制約新型建筑材料在建筑工程結構設計中的應用和發展。

2.1.3 新型建筑材料應用標準較高和施工技術方法較難

與新型建筑技術一樣，將新型建筑材料應用于建筑工程結構設計中，也需要設計人員和施工人員掌握新型建筑材料應用的方式、應用標準和施工技術方法。然而，在實際的設計和施工過程中，有不少設計人員和施工人員均未掌握上述內容，從而導致大多數施工單位放棄新型建筑材料，而選擇設計人員和施工人員熟練掌握的傳統建筑材料進行建筑工程結構設計和施工。

2.2 解決對策

2.2.1 加強對新型建筑材料認識和重視程度

與建筑工程結構設計相關的單位均需要加強對新型建筑材料認識和重視程度。首先，建筑施工管理部門應在社會上積極推廣建筑新型材料，使建筑工程施工單位認識到將新型建筑材料應用于工程結構設計中的重要性，并出臺相關的建筑結構設計標準，明確規定要將新型建筑材料作為建筑工程結構中所需要的建筑材料標準。在生態環保理念的引導下，還需要建筑工程施工單位和建筑工程結構設計單位的每一位設計人員、施工人員均能樹立生態環保的設計和施工理念，營造以生態環保為競爭核心的行業態勢，才能在每一個建筑施工方步驟中應用和落實生態環保理念。最后，還需要加強對建筑工程基層設計和施工人員的專業知識和技能培訓，使其能形成正確的建筑設計和施工觀念，能充分認知和掌握新型建筑材料的性能、使用特點等，以促進設計和施工人員均能系統、全面和正確地認識各種新型建筑材料，并積極、規范地將新型建筑材料應用于建筑工程結構設計中。

2.2.2 加快新型建筑材料技術研發

建筑施工企業開展工程建設的最終目標是獲得一定的經濟收益。然而，在建筑工程結構設計中應用新型建筑材料，必然會增加其工程建設造價成本，從而導致不少施工企業為追求自身經濟收益而放棄新型建筑材料。對此，還需要相關技術部門加快新型建筑材料技術研發，使新型建筑材料性能更加穩定，工藝更加成熟，研發生產加工成本較低的新型建筑材料，這樣可有效降低應用新型建筑材料的成本支出，從而促進更多的施工企業將其應用于建筑工程結構設計中[5]。

3 結語

新型建筑材料是一類具有節能、環保、隔音、防水防潮以及保溫等特點的建筑材料的總稱，將其應用于建筑工程結構設計中，不僅能有效節約建筑資源，還能提高人們居住環境的舒適度。例如，將相變儲能砂漿、變儲能墻板、硬泡聚氨酯和擠塑聚苯乙烯泡沫板等新型建筑材料應用于建筑工程墻體結構和保溫結構設計中，不僅能有效提高墻體結構堅固性，同時還能達到節能、環保、控溫的建筑設計要求。然而，從我國建筑工程新型建筑材料的應用現狀來看，其仍存在較多的問題，例如設計人員對新型建筑材料認識不足、建筑單位過分注重自身的經濟成本收益、新型建筑材料應用標準較高和施工技術方法較難等問題，對此，就需要積極探尋有效措施解決這些問題，加強對新型建筑材料認識和重視程度，加快新型建筑材料技術研發，只有這樣，才能使建筑施工單位設計人員認識到新型建筑材料的重要性，并將其應用于建筑工程結構設計中，從而不斷提高建筑工程結構設計質量。