建筑工程技術中智能化綠色建材選用策略研究

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A文章編號：2096-6903（2025）08-0104-03

0 引言

隨著新型建筑工業化的發展和碳達峰、碳中和目標的提出，建筑的裝配化、工業化、智能化、綠色化受到關注，新技術、新材料以及新管理理念也愈發重要。因此提出推動綠色建材應用，逐步提高城鎮新建建筑中綠色建材應用比例，并打造一批綠色建材應用示范工程，大力發展新型綠色建材。并強調要發展安全健康、環境友好、性能優良的新型建材，推動裝配式建筑等新型建筑工業化項目率先采用綠色建材，加大科技研發力度，推動科技成果轉化，推動建筑領域新技術、新材料、新產品、新工藝創新發展[]。本文將系統地分析了智能化綠色建材的選用原則和策略，旨在為建筑工程提供更加科學和實用的材料選擇方案。

1智能化綠色建材的基本概念及發展趨勢

1.1概念界定

智能化綠色建材是指在建筑工程中應用的，具備智能感知、調控功能并符合綠色環保標準的材料。這類材料不僅能自動調整其性能以適應環境變化，還能顯著降低建筑的能耗和對環境的影響。典型智能化綠色建材及其主要特點見表1。智能化建材通過集成傳感器、執行器等設備，實現對溫度、濕度等環境參數的實時監控和響應，綠色建材則著重于使用可再生材料、減少有害排放、提高能效和循環利用率。

1.2發展趨勢分析

隨著全球對可持續發展和環境保護意識的增強，智能化綠色建材得到了快速發展。技術進步推動了智能建材的感知與反應能力，如相變材料的開發使建材具備了優良的熱調節性能。綠色建材的研發集中于低碳技術和循環經濟，例如，通過優化混合材料的配方，增加建材的可回收性和生物降解性。

表1典型智能化綠色建材及其主要特點

市場需求的變化也促使智能化綠色建材逐步走向主流。在政策推動下，越來越多的建筑項目開始要求采用符合節能減排標準的材料。使用者對健康舒適生活環境的需求增加，也推動了智能化建材在住宅和商業建筑中的應用。隨著物聯網、大數據和人工智能技術的融入，智能化綠色建材的發展將進一步加速，其在建筑工程中的應用將更加廣泛和深入。

2建筑工程技術中智能化綠色建材的選用原則

2.1生態與環保優先原則

在建筑工程技術中選用智能化綠色建材，要考慮其生態和環保特性。優先選擇具有低碳排放特性的材料，不僅生產過程中的碳足跡最小化，材料使用期間的能效也要最大化。要高度重視材料的可再生性與可循環利用性，減少對自然資源的依賴和環境污染的可能性。生態與環保優先原則不僅響應了可持續發展的呼聲，而且符合現代建筑設計的綠色標準。

2.2技術適應性與可行性原則

選用智能化綠色建材時，必須確保所選材料能與建筑工程的具體特性相匹配，包括材料的技術適應性，即滿足建筑的結構和功能需求。例如，材料的機械強度、耐久性和維護需求是選擇時必須考慮的技術參數。考慮施工技術的匹配性與可行性，能夠確保材料在現有的施工技術條件下，高效地被應用并發揮其性能。

2.3智能集成與系統兼容性原則

智能化綠色建材應能與建筑的智能系統高效集成，實現數據交互和自動調控的功能。這涉及材料與建筑智能化系統之間的兼容性，如物聯網技術的應用，使得建材不僅是靜態的使用元素，而是動態的響應與調控部件。通過這種方式，建材可以實現環境監控、能耗管理等智能功能，提升建筑的整體智能化水平。

2.4經濟性與生命周期成本分析

在選用智能化綠色建材的過程中，必須進行綜合的經濟性評估，不僅包括初期的采購成本，還要考慮材料的長期運營成本。因此，要分析材料在整個生命周期中的經濟效益，包括使用壽命、維護費用以及最終的回收處理成本。材料的選擇應確保長期成本效益，也要考慮其維護的便捷性，以降低總體擁有成本[2]。

3建筑工程智能化綠色建材的選用策略

3.1智能化節能建材的合理配置

要實現智能化節能建材的合理配置，須先制定明確的選材規劃，包括建材的功能指標、位置分布以及可能的配套系統。如在在外墻和屋面區域合理使用智能玻璃與光伏幕墻時，決策者應結合建筑朝向、當地日照時長以及氣候條件評估光伏幕墻的裝配位置[3]。通過對幕墻表面的發電效率與透光率進行檢測，判定其是否滿足設計要求。施工階段需關注幕墻與結構主體的連接節點，避免因安裝工藝欠妥而導致滲漏或固定不穩。

可先根據室內空間功能設置不同類型的智能玻璃，如調光玻璃、熱反射玻璃等。此舉在規劃階段需與采光、遮陽和隔音需求相互匹配。安裝完成后，應配合中央控制系統對調光范圍進行調試，確保其在不同時間段能夠滿足室內外環境變化的要求。建議在建筑主體中預留相應的傳感器和信號采集端口，為后續的維護與監控創造有利條件。

智能照明與自適應節能系統的結合，需要在建筑的功能分區方面進行精細化劃分，并在每個區域布設兼容傳感器。可先利用傳感終端感應室內活動狀況與光線水平，再通過調光驅動設備實現對燈光亮度和開關狀態的自動化控制。為確保該系統的可靠運行，須在施工之前對走線、配電功率以及燈具型號做統一的規劃。后期可依據監測數據調整各分區的照度參數，以適應不同時段的用電高峰與節能需求。

3.2新型高性能綠色建材的集成應用

在推進高性能綠色建材集成應用時，要注重材料間的兼容性，確保各類新型建材能夠在同一個建筑工程中發揮疊加效應。

3.2.1 可變形自修復混凝土

可變形自修復混凝土在實際使用時，應建立專項施工方案。該方案需要明確混凝土的配合比和澆筑工藝，并在預制和現場澆筑環節設立相應的溫度和濕度監測點。若發現局部強度或結構完整性存在風險，需及時根據監測數據調整施工方式，從而在一定程度上減少開裂，并延長結構的有效使用期限。

3.2.2 納米隔熱涂層

納米隔熱涂層的應用強調涂層與基底材料的黏結性與耐久度。選材階段必須嚴格篩選納米涂層的基料成分，確保其在惡劣氣候條件下仍能保持較高的隔熱性能。施工時，應注意環境溫度、基底表面的潔凈程度，以及涂層厚度的均勻性。完工后，通過紅外熱像等技術手段進行測試，以確定涂層整體的隔熱參數是否達到項目設定值。

3.2.3透水混凝土

透水混凝土選用需要與場地排水系統及整體施工周期進行統籌。透水混凝土的鋪設通常可結合場地的海綿城市設計思路，將其用作人行道、廣場或地面綠化帶周圍的鋪裝層。若項目區域經常出現暴雨或積水，應在鋪設前規劃排水管網，結合管網與透水層構建統一的排水體系。

3.2.4裝配式綠色建材

裝配式綠色建材可采用工廠預制的模式，有助于減少現場的廢棄物和能源消耗[4]。此種方式需要在施工圖設計階段就詳細列出各模塊的規格、連接方式以及交通運輸方案，并在后續施工中嚴格依照預制件的編號和順序進行拼裝。

3.3建筑智能系統與綠色建材的融合

推動建筑智能系統與綠色建材的深度融合，應在設計之初就將傳感網絡、控制軟件及數據管理平臺納入整體框架。物聯網技術在此環節具有關鍵作用。可在結構樓板或墻體預留嵌入式傳感器位置，用于采集濕度、溫度和應力等關鍵數據。配合無線通信模塊，施工人員可在項目推進中動態監測建材的性能變化，并根據監測結果迅速調整施工或維護策略。

若在施工之前已經明確了AI算法的應用范圍，則可建立相應的數據庫，以收集建材在不同環境下的響應數據。智能混凝土或智能涂層可通過布設傳感器來捕捉材料的開裂、位移或溫度變化，將這些信息實時上傳至云端平臺，由AI模型進行預測或故障診斷。此環節需要確保傳感器與AI系統之間的協議兼容，并在網絡安全方面采取必要的加密措施。通過這種方式，施工方與運營管理方能夠形成協同機制，及時更新施工工藝或運維策略，從而使智能化綠色建材在建筑全生命周期內保持優異狀態。

3.4基于大數據與AI優化的建材選用策略

3.4.1可利用材料數據庫和項目歷史數據進行可行性篩選

施工單位可建立自有的材料性能參數庫，涵蓋建材的熱工參數、耐久性能、環保指標等維度，通過AI算法快速匹配與項目需求相吻合的多種備選方案。若項目規模較大，或施工環境較為復雜，可結合地理信息系統（GIS）的數據進行綜合評估，使選材決策更為精確。

3.4.2發掘不同材料在氣候、載荷或時間維度上的隱性變化

實踐中應適度開展數據挖掘，以便發掘不同材料在氣候、載荷或時間維度上的隱性變化。可以在材料進場或施工初期收集原材樣本的物理、化學指標，并在實驗室或試點中建立多維度監測。后續通過對這些數據的分析，識別不同批次材料在性能指標上的波動，有助于及時預測其對最終施工質量的影響。若檢測到某些批次材料存在明顯偏差，則可通過回溯算法確認最優替代方案，避免在后期維護中出現額外負擔。

3.4.3建材選用后通過AI模型進行動態優化

工程投入使用后，實時監測系統會持續產生大量運行數據，包括室內外溫度、濕度以及能源消耗等指標。將這些數據輸入事先構建的AI模型，可不斷修正與優化原先的選材策略[5]。若監測結果顯示某種智能化綠色建材在特定季節的表現不佳，工程管理部門可結合模型輸出結果，針對該區域升級或替換某些組件。對于同類項目，這些數據與改進方案將構成可供參考的案例。這有助于降低重復試錯的風險，提升建筑工程整體的可持續程度。

4結束語

通過對智能化綠色建材的系統分析和策略制定，明確了在建筑工程中應用這類材料的有效途徑，強調了策略實施的重要性，如合理配置節能材料、集成高性能綠色建材、與建筑智能系統的融合，利用大數據與AI技術優化材料選擇，這些策略的實施有望顯著提升建筑的能效和生態性能，助力建筑行業實現綠色轉型。隨著技術的不斷進步和市場的逐步成熟，智能化綠色建材的選用和應用將更加廣泛，其在推動建筑行業可持續發展方面的作用不容忽視。

參考文獻

[1]譚慧.建筑工程施工的新技術與新材料的實踐應用[J].佛山陶瓷，2023，33（5）：40-42+45.

[2]新技術、新材料、新管理，破解建筑節能痛點需精準發力J].重慶建筑，2021，20（8）：16.

[3]朱志剛，倪洪超，何梁亮.建筑智能化與節能設計研究[].智能建筑與智慧城市，2023（6）：79-81.

[4]李傳軍，馬超.綠色建筑材料及施工技術在建筑節能工程中的應用[].佛山陶瓷，2025，35（1）：74-76.

[5]尹書霞，張春惠.基于BIM技術的智慧綠色工程管理研究[].辦公自動化，2024，29（20）：80-82.