新技術和新材料在建筑設計中的運用

段少飛

（山西中方森特建筑工程設計研究院，山西 太原 030002）

建筑行業發展中，新材料和新技術種類日漸豐富，促進了我國建筑行業的進步。節能技術和環保材料的應用顯著降低了建筑的能耗，且現代科技的應用推動了建筑智能化和建筑自動化的發展，為人們打造出更加便捷和舒適的居住環境，有效控制了建筑工程對生態環境造成的負面影響。

1 建筑設計的內涵

建筑設計具有顯著的綜合性，通常指在建筑建設前，結合建設的任務預測建筑工程建設和材料應用中，可能出現的問題，然后制定針對性的應對措施，同時以圖紙和文件表達其構想。結合上述，在建筑設計中，設計人員需綜合考量建筑技術、材料、質量、功能、外觀、能耗、效益等多種因素，進而使其充分滿足建筑的各項要求。

2 新技術在建筑設計中的應用

2.1 環保技術的應用

當前，環境污染問題日漸受到人們的高度重視，而且也直接影響了人們的日常生活。建筑設計人員需在建筑設計中科學應用環保新技術，降低建筑工程的能耗，減少環境污染。建筑設計中較為常見的環保技術有隔熱技術、保溫技術和新能源技術。設計人員要合理應用保溫技術，這樣在加強室內溫度穩定性的同時，也可有效降低建筑的能耗。

比如，設計人員可應用保溫材料敷設保溫層，保溫層要在建筑面板層與防水層中間。由于保溫材料的容納量較小，吸水性和導熱性較差。所以，為更好地展現保溫層的作用，必須高度關注保溫材料的保濕性能，全面考量工程的導熱性、吸水性和容納量等重要指標，選擇高質量的保溫材料。

2.2 生態技術的應用

為推動經濟和社會發展，以往建筑單位主要采用粗放型的經濟發展模式，且取得了較為理想的成效，我國經濟實力顯著增強，但是在發展中也出現了諸多的問題，尤其是對環境產生了巨大破壞，影響了人們的日常生活。在該大環境背景下，集約型經濟模式應運而生。在建筑設計中，設計人員應當充分利用生態技術，不斷增強建筑設計的生態性，防止建筑設計和建設對生態環境造成極大的負面影響。

首先在建筑選址和規劃設計前，要全面了解和掌握建設現場的地理環境和自然條件，避免工程建設破壞周邊的生態環境，要讓建筑成為自然中的一部分，提高建筑設計的質量和效率。

其次，在建筑屋面設計中，要開展生態設計，可采用綠化方式或倒置屋面設計形式，優化建筑工程的生態性能。建筑屋面綠化處理通常指在屋面種植綠色植物，減少溫室氣體排放量，降低建筑能耗。倒置式屋面設計是在設計中將防水層設置在保溫層下方。

圖1 遮陽系統設計

最后，注重遮陽系統設計，如圖1所示，有效控制建筑環境溫度，高溫地區尤其要重視遮陽系統設計，從而完善遮陽系統的環保性能。工作人員需充分結合建設現場的氣候條件、建筑朝向和使用要求，以遮陽系統的時效性選擇設計方案和建筑材料。遮陽系統有兩種類型，一種是永久性遮陽系統，一種是臨時遮陽系統，后者還可細分為活動式遮陽系統和固定式遮陽系統。在設計活動式遮陽系統時，需全面考慮時間、天氣條件和季節變化，適度優化設計方案。

2.3 數字智能技術的應用

為有效控制空間環境，設計中需合理應用數字智能技術，這能夠提升建筑室內環境的穩定性和舒適性，而且也可顯著降低建筑能耗。在建筑設計期間，數字智能技術應用廣泛，如安全控制和室內溫度控制等。以上技術均具備較為明顯的智能化特征。傳統建筑系統與IT技術的有機結合可創建建筑智能系統。上海博物館是我國建筑設計中最早應用數字智能技術的建筑物。而現階段，數字智能技術已經廣泛應用在公共建筑和住宅建筑的設計中。在某地的大廈建設中，基于安全、經濟的建設理念，設計了高品質的局域網和應用系統，系統中也設置了無線網、移動覆蓋和信息廣播等不同類型的服務項目，全面展現了大廈所在園區的科技感，集辦公、科研、發展和生活環境于一身，合理應用數字智能技術，完成科技大廈建設的整體目標。

3 新材料在建筑設計中的運用

3.1 新型隔熱材料的應用

圖2 新型隔熱材料

隔熱材料在建筑建設中十分關鍵，為完善建筑的隔熱性能，降低能耗，應選擇隔熱效果較為理想的隔熱材料。三層玻璃材料是當前應用最為廣泛，且效果最佳的隔熱材料。與傳統的雙層玻璃相比，其隔熱性能更佳。內層可反射陽光，中層可吸收外部熱量，而外層可阻擋外部熱量。在建筑設計中應用滿足要求的隔熱材料可增強室內溫度的舒適性。

3.2 新型通風材料的應用

現代建筑設計中，對通風提出了十分嚴格的要求。設計者在建筑設計中要采用優質的通風材料，增強建筑的通風性。新型窗框、開合裝置等均是應用較為廣泛的新型通風材料，以上材料不僅具有良好的通風效果，而且經濟性較強，成本較低。該類材料可引導外界空氣從建筑底部進入，并經建筑頂部進入室內，起到控制空氣流速的作用。

3.3 新型圍護結構材料的應用

傳統建筑設計中，主要采用磚、混凝土和水泥砂漿等完成圍擋結構。如今，建筑水平日益提高，人們對建筑也提出了全新的要求，傳統的建筑材料已經無法順應建筑設計的發展需求。由此出現了諸多新型的維護結構材料，有效改善了傳統材料中的不足。新型維護結構也被人們稱為外墻保溫和飾面系統。其主要應用新型粘合劑，外部應用丙烯酸共聚物涂料，中部采用聚合物砂漿材料，耐久性和防水性較為理想，充氣材料和膜材料逐漸取代了傳統的磚石和鋼筋材料。

3.4 節能照明系統的應用

照明系統在建筑設計中發揮著十分重要的作用。該系統耗能較大，采用現代節能照明系統能夠有效降低照明系統運行中的能源消耗。節能照明系統利用光聚原理及傳到技術，將建筑物的自然光反射至地下室，高效利用自然光實現地下室的照明，一方面保證了照明的效果，另一方面也顯著降低了地下室照明過程中產生的能源消耗。

3.5 新型鋼筋混凝土的應用

現如今，我國城市發展水平顯著提高，城市化建設也得到了前所未有的進步，因此城市中建筑建設需求顯著增多，城市可用的建設用地明顯減少，而高層建筑就解決了建筑需求與土地之間的矛盾，在城市建設中出現了諸多的高層建筑。高層建筑建設的過程中需要應用大量的鋼筋混凝土。新型鋼筋混凝土材料較以往的鋼筋混凝土材料優勢明顯，強度是傳統鋼筋混凝土材料的2倍，這使得建筑的穩定性顯著提高，滿足了高層建筑設計的基本要求。在建筑鋼筋混凝土設計前，應當嚴格按照工程要求攪拌混凝土和砂漿，如在攪拌中加入適量粉煤灰，既可減少水泥的使用量，也可更好地保證混凝土的質量，更加有效地規避裂縫問題。

4 結語

綜上所述，目前，新技術和新材料在建筑設計中得以廣泛應用。新技術和新材料具備較強的環保性、節能性和經濟性，而且可充分滿足現代人的審美要求。在建筑設計期間，新技術的種類和數量日益增多，材料研發也取得了較大的進步，設計人員需在建筑設計中結合設計標準和要求，選擇合適的新材料和新技術，以此加強建筑設計的整體效果，大力推動建筑行業的持續向前。