新型建筑材料在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

邸奇

（西山煤電建筑工程集團有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

伴隨著人們對生活質(zhì)量的追求持續(xù)提高，對建筑功能豐富性的要求也越來越高，這也促使越來越多的新型建筑材料被應(yīng)用到建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中，大量采用了各種新的建材，既能顯著改善城市建設(shè)的安全性能，又能從一定意義上豐富城市建設(shè)的功能內(nèi)涵。在建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，會運用到更多的新的建筑材料，關(guān)于新型建筑材料的應(yīng)用的特點之一就是現(xiàn)代科技非常先進，在很大程度上提高了建筑工程結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和性能，更好地滿足了人們對于現(xiàn)代建筑功能的要求。此外，當今社會越來越注重綠色環(huán)保，因此在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中，采用新型建筑材料是一種必然的發(fā)展趨勢，決定著建筑行業(yè)未來的發(fā)展方向。

1 新型建筑材料在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 可回收性

綠色建筑已經(jīng)成為建筑業(yè)發(fā)展的主流，所以特別要改變建筑材料的不可再生性，不同于原有的材料，新型建筑材料不僅能夠回收再利用，還能在建筑被拆除后重新利用，從而減少建筑施工過程中產(chǎn)生的浪費和污染。這種新型建筑材料的二次利用，對于國內(nèi)建筑行業(yè)來說，也是一種很大的推動，而且這種新型建筑材料，制造工藝簡單，能節(jié)約很多成本，二次利用還能降低能源消耗[1]。因此，新材料是一種具有很好應(yīng)用價值的建筑材料，在施工過程中的使用也符合國家關(guān)于節(jié)約能源、環(huán)境保護、促進建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的方針。

1.2 綠色環(huán)保

盡管我國的經(jīng)濟社會發(fā)展速度很快，但近幾年來，由于發(fā)展速度過快，也產(chǎn)生了一系列問題，例如，生態(tài)環(huán)境遭受的損害越來越嚴重，而生態(tài)環(huán)境一旦遭到破壞，修復(fù)起來就變得十分困難。因此，在各個行業(yè)，都積極倡導(dǎo)綠色發(fā)展。通過在建筑過程中使用新型建筑材料所產(chǎn)生的效果，可以看出，隨著我國建筑業(yè)逐漸向綠色發(fā)展方向發(fā)展，這種新型建筑材料所帶來的污染程度也在逐漸降低，具有較好的環(huán)保性能。同時，這種新型建筑材料是通過對原有建筑材料的優(yōu)化處理，而得到的一種新型環(huán)保型建筑材料，因此這種材料不僅具有原有材料的性能優(yōu)勢，而且還得到了進一步的改善[2]。當然，這種新型建筑材料，并不僅僅只有環(huán)境友好這一點，它的用途還不止于此。在此情況下，應(yīng)繼續(xù)加大宣傳力度，確保這些建筑材料的生產(chǎn)廠家，積極研發(fā)更多環(huán)保產(chǎn)品，真正從環(huán)保角度出發(fā)，進行產(chǎn)品設(shè)計，解決當前由于經(jīng)濟快速發(fā)展而造成的生態(tài)環(huán)境污染問題。

1.3 強度質(zhì)量

隨著現(xiàn)代化建設(shè)項目越來越復(fù)雜，項目實施的要求和標準也越來越高。因此，在一定程度上，材料的質(zhì)量和強度也得到了極大的提高，新型建筑材料就是其中一種，這種材料不僅能達到較高的強度，而且還具有輕質(zhì)節(jié)能等優(yōu)點，滿足了建筑工程的需求。除此之外，新材料的應(yīng)用范圍非常廣，并不局限于建筑本身，它還能應(yīng)用于其他工程，因此其應(yīng)用與推廣價值更高，而且新材料的優(yōu)越性也遠勝于傳統(tǒng)材料[3]。

2 新型建筑材料在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用的現(xiàn)實意義

2.1 減少資源的浪費

結(jié)合實際情況可以看出，建筑工程在施工過程中，會消耗大量的材料，其中很大一部分原因是由于選擇不當，施工材料的質(zhì)量等與實際的工程標準不符，造成了巨大的資源損失，不僅給企業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟損失，也會對周圍造成一些破壞。采用新型建筑材料是建設(shè)項目中的一項關(guān)鍵技術(shù)，新型建筑材料具有輕便、高強度、環(huán)保、成本較低等特點，可以大大降低相關(guān)企業(yè)的使用成本，同時也不會給周圍環(huán)境帶來負擔，可以有效地緩解資源浪費的狀況[4]。

2.2 強化建筑的綜合功能

相比于傳統(tǒng)的建筑材料，新型建筑材料在功能上更加強大，同時也符合國家的綠色發(fā)展理念。當前，新型建筑材料已經(jīng)具備了保溫隔熱、防水、防輻射等多方面的功能，而且還可以有效地降低資源的浪費，這對于提高建筑的整體效益，完善建筑本身的功能具有重要意義。

2.3 改善人們的生活環(huán)境

許多傳統(tǒng)建筑材料在使用過程中存在著不同程度的質(zhì)量問題，給人們的生活帶來了很大的不便。由于一些物質(zhì)中所含的化學成分含量較高，這些成分還會對人體健康和環(huán)境造成危害。新型建筑材料的應(yīng)用，可以大大降低對人們健康和環(huán)境造成的損害，提高保溫防潮等性能，為人們創(chuàng)造一種安全、舒適的居住條件[5]。

3 新型建筑材料在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用內(nèi)容

3.1 在承重結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

在工程建設(shè)中，承重構(gòu)件必須承擔整棟建筑物的自重與受力，對其承載力與穩(wěn)定性提出了要求。通常在實際工程中，混凝土比較常用，能夠在施工結(jié)束較長一段時間后，仍能保持很好的強度和穩(wěn)定的作用，但在使用過程中可能會出現(xiàn)一些問題。進一步分析發(fā)現(xiàn)，新型高性能纖維及其他類型水泥，既能減少雜質(zhì)含量，又能確保水泥穩(wěn)定、耐久，又能與其他助劑協(xié)同作用，是當前備受關(guān)注并得到廣泛應(yīng)用的新型材料[6]。為了增強建筑的整體抗震能力，在采用鋼結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對其進行了全面的考慮，這樣既可以滿足工程的施工質(zhì)量，又可以將新建筑材料的節(jié)能、環(huán)境、防震等特點充分發(fā)揮出來，充分體現(xiàn)了建筑的綠色和環(huán)保功能。

3.2 在維護結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

維護結(jié)構(gòu)對建筑物的穩(wěn)定性起著關(guān)鍵作用，也是建筑保溫隔熱的重要組成部分。因此，在建筑工程中，維護結(jié)構(gòu)也是一種新型建筑材料的主要應(yīng)用。比如，現(xiàn)在比較常見的加氣混凝土磚，除了隔熱防火外，還能起到很好的保溫和絕緣作用。除此之外，珍珠巖板、聚苯乙烯板也是常見的維護結(jié)構(gòu)，這種新型材料，不僅保溫性能好，而且重量更輕，對建筑結(jié)構(gòu)的影響也更小。關(guān)于建筑外部圍護結(jié)構(gòu)在材料選擇方面，一般情況下以太陽能、玻璃材料為主，因為該種材料具有良好的光傳輸技術(shù)，在達到保溫效果的同時，還能增加采光面積，確保建筑內(nèi)部的光照。在對墻體的保溫結(jié)構(gòu)部位進行設(shè)計時，所使用的新材料以防火蜂窩復(fù)合結(jié)構(gòu)為主，其優(yōu)點是可以改善結(jié)構(gòu)的抗裂性[7]。

3.3 在屋頂結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

屋頂結(jié)構(gòu)的設(shè)計合理性在很大程度上對整個建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了重要的影響，因為其極易受天氣因素的影響，所以在所采用的材料中，需要具備保溫、防水和抗老化等性能。現(xiàn)在被大力推廣使用的防水卷材就擁有這種特性，它能夠在與聚苯乙烯板等材料結(jié)合后，增強建筑的防泄漏及保溫隔熱能力，也是現(xiàn)代建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中被廣泛應(yīng)用的一種重要材料[8]。在屋頂上，反射輻射熱材料，以達到屋面的保溫效果，同時還可以使用相應(yīng)的隔層來預(yù)防屋面滲漏。這也是因為這種新材質(zhì)具有一定的疏水性，一旦有下雨，就能迅速排水，防止漏水。此外，在進行選材時，還要考慮到建材的耐久性、氣密性和水密性等諸多關(guān)鍵因素，以保證所選用的建材能夠滿足工程建設(shè)的需要。

3.4 在門窗結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

門窗的構(gòu)造對保持室內(nèi)的通風與溫度起著十分重要的作用，目前在普通建筑中，大量使用的是鋁制的窗戶，并使用的是鋼化玻璃等材料，這些材料可以減少窗戶的散熱性，達到隔熱、降低能耗的目的[9]。同時，還能將通風、采光等功能最大化，最大程度的滿足人們的居住需求。比如，在建筑中可以在窗戶上涂上一種能阻擋紫外線的涂料，增加窗戶的防御性，降低紫外線的輻射。但同時，又不影響正常的光線照明，確保正常的工作生活，滿足夏季降溫的要求。

3.5 在保溫結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

建筑工程的穩(wěn)定性和美觀性是建筑的基本要求，除這兩個要求外，還需要確保建筑的功能性，建筑的功能首先要做到保溫，能讓人在室內(nèi)感到溫暖和舒適已經(jīng)成為最基本的要求。如今，隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們的生活水平也在逐步提高，因此，在設(shè)計建筑工程保溫結(jié)構(gòu)的時候，不僅要確保綠色環(huán)保的發(fā)展理念，還要確保在使用建筑材料的過程中，可以自行調(diào)節(jié)溫度，確保室內(nèi)的溫度始終是舒適的，符合人類生活的要求。因此，在使用建筑材料的過程中，要對建筑工程的保溫結(jié)構(gòu)進行一定的合理設(shè)計。新型建筑材料將會具備變溫蓄能的能力，夏天可以吸熱，冬天可以放熱。就目前的技術(shù)而言，采用相變儲能砂漿與相變儲能墻板，兩者均可實現(xiàn)溫度自動調(diào)節(jié)，同時又能確保建筑穩(wěn)定性。這兩種材料在建筑施工中的應(yīng)用，不僅可以確保建筑的美觀和穩(wěn)定，而且還可以調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度，在建筑保溫結(jié)構(gòu)設(shè)計中起著很大的作用。每一棟建筑的設(shè)計目的都是為了讓人們可以居住或工作。因此，給人們提供一個舒適的環(huán)境是建筑最基本的要求，這就要求建筑設(shè)計者要對建筑展開合理的分析，并選擇合適的材料，確保建筑符合人們的需求。在墻體保溫結(jié)構(gòu)設(shè)計中，也可采用硬泡聚氨酯、擠塑聚苯乙烯泡沫板等，這些材料同樣能確保建筑功能結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性，并具有隔熱功能，能有效調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，并且具有耐高溫、抗壓性能好等特點。在進行墻體結(jié)構(gòu)設(shè)計時，最基本的要求就是要確保室內(nèi)溫度適宜，確保建筑穩(wěn)定，不影響人們的生命財產(chǎn)安全。建筑需要為人們提供一個舒適的環(huán)境，因此在使用材料時，必須要選擇合適的材料，所選擇的材料不僅要滿足建筑工程對環(huán)境的要求，還要與企業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展相適應(yīng)。

4 新型建筑材料在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用優(yōu)化策略

4.1 提高對新建筑材料的重視程度

作為建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計人員，應(yīng)充分認識到采用新材料的必要性，轉(zhuǎn)變觀念，以新材料為主。作為建筑施工單位，應(yīng)負起推廣新材料的責任，以引起建筑設(shè)計單位對新材料的重視，并積極改進有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的規(guī)范，納入新建筑材料的應(yīng)用。與此同時，以生態(tài)環(huán)保理念的有關(guān)要求為依據(jù)，無論是建筑施工單位還是設(shè)計單位的所有工作人員，都需要認識到，在設(shè)計與施工過程中，要將生態(tài)環(huán)保理念的應(yīng)用融入日常的設(shè)計與施工過程中，從思想層面上對新型材料應(yīng)用的必要性進行充分的重視[10]。例如，在整個建筑行業(yè)的發(fā)展過程中，要貫徹生態(tài)環(huán)保理念，讓生態(tài)環(huán)保理念成為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要指導(dǎo)思想。只有這樣，才可以在日常的設(shè)計工作中，有意識地追求生態(tài)環(huán)保的效果，更多地使用新型建筑材料。

4.2 加速新型建筑材料技術(shù)的研究與開發(fā)

建筑企業(yè)進行項目建設(shè)，其最終目的是獲取一定的經(jīng)濟效益。但是，將新型建筑材料應(yīng)用于建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計，很多建筑企業(yè)在尋求經(jīng)濟效益的同時，也舍棄了新建材。因此，相關(guān)技術(shù)部門必須加速對新型建材技術(shù)的研究與開發(fā)，讓新型建材具備更高的穩(wěn)定性和更完善的技術(shù)，并對其進行研究與制造，使其成為一種能夠在更低的加工成本上得到充分利用的新建材，以此來推動更多的施工企業(yè)將其運用到建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中。為了加快關(guān)于新型建筑材料技術(shù)研發(fā)的速度，需要有意識的支持科研機構(gòu)或高校進行關(guān)于新型建筑材料的研發(fā)，通過政策指導(dǎo)和資金扶持來加快技術(shù)升級。與此同時，作為建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計單位，也要主動學習新的設(shè)計理念，及時掌握新型建筑材料行業(yè)的發(fā)展趨勢，保證新建材技術(shù)的研究與開發(fā)結(jié)果在最快的速度被接受，并用于建設(shè)項目的結(jié)構(gòu)設(shè)計，進而提升項目的綜合效益[11]。

5 結(jié)語

綜上所述，新型建筑材料在建筑工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計中有著不容忽視的作用，這不但能夠提升建筑物本身的綜合性能，還能夠提升建筑物整體的穩(wěn)定性和安全性，為人們提供一個宜居的居住環(huán)境。針對當前新型建筑材料在使用過程中的現(xiàn)狀，有關(guān)人員要充分認識到新型建筑材料的重要性，加大對新產(chǎn)品的研發(fā)力度，促使新型建筑材料的推廣與運營，推動我國建筑設(shè)計朝著可持續(xù)發(fā)展的方向前進。