新材料在現在建筑設計中的實踐應用

趙 建，韓甲甲

（山東點石建筑設計有限公司，山東淄博 255000）

0 引言

隨著信息化時代的到來，建筑施工技術方面也得到了大幅度改進與升級，各種類型的新材料、新技術在建筑市場中涌現，人們也更加看重工藝和材料的環保節能性，所以，下文筆者重點分析建筑工程發展建設過程中對于新技術和新材料的應用要點，希望為建筑行業的發展貢獻一分力量。

1 綠色建筑材料的主要類別

1.1 可持續利用的綠色建筑材料

常見的可持續利用綠色建筑材料有木材、混凝土、鋼材、防水材料等。目前，我國的房地產業正處在蓬勃發展的時期，會產生大量的建筑耗材，嚴重污染自然環境，危害人體健康。為解決這一問題，有關部門要求建筑企業對建筑耗材進行回收再利用，以提高建筑耗材的使用效率、減少存放空間。傳統的建筑垃圾處理方法是填埋，會占用大量的土地資源，污染地表生態環境。因此，需要建立建筑垃圾回收場和加工廠，提升建筑垃圾資源的回收率，加大垃圾回收監管力度，及時處理建筑垃圾，美化市容環境，擴大建筑垃圾回收規模，推動建筑行業穩定發展。另外，運用現代的技術和工藝，可以生產出磁化木材、彩色木材、疏水木材、塑化木材等，這些都是符合綠色建筑材料范疇的新型材料[1]。

1.2 新型建筑材料

結合我國建筑材料科學研究院提出的研究開發綠色建筑材料的目標，在提高人居舒適度的基礎上，根據不同地區的實際情況和圍護結構體系，應用節能技術降低能耗。

1.2.1 太陽能建筑材料

隨著我國建筑節能標準的出臺及節能工程的發展，建筑節能理念受到社會各界的廣泛關注。建筑節能在設計上使用太陽能建筑材料，充分利用可再生資源，將太陽能系統與暖通空調系統相結合，減少能耗排放、保持室內溫度穩定、提高居住品質。利用太陽能發電，可以產生熱量，從而保證空調、熱水器的基本功能，緩解熱島效應，保護生態環境。

1.2.2 節能建筑材料

采用新型的節能建筑材料，可凈化室內甲醛、抑制室內細菌、調節室內溫度、保持室內恒定濕度。節能燈的使用可以降低電能消耗。使用隔熱玻璃可以提升室內采光效果、降低室內溫度，有自動清潔功能的玻璃還可以節省人工清潔成本[2]。

2 建筑工程施工中新材料的應用

2.1 保溫隔熱材料

2.1.1 無機保溫材料

由于無機保溫材料具有不易燃的特性，許多研究學者對無機保溫材料展開研究，通常無機保溫材料可分為纖維保溫材料和泡沫保溫材料。礦棉是一個涵蓋各種無機纖維保溫材料的總稱，其中包括巖棉、玻璃棉和礦渣棉等，它們都由不同的原料制成，如巖棉是通過在1600℃下熔化幾種巖石（如白云巖、玄武巖和輝綠巖）來制造的，從而獲得纖維，然后使用黏合劑將纖維粘合一起，其熱導率在0.033～0.046W/（m·K），密度在40～200kg/m3，比熱在0.8～1.0kJ/（kg·K），此外，它們雖然價格便宜，但是有研究表明，水蒸氣的凝結會對建筑用巖棉材料的隔熱性能產生負面影響。而玻璃棉是在1300～1450℃的溫度下將天然砂和玻璃混合而成，玻璃棉的熱導率為0.030～0.046W/（m·K），與巖棉非常接近。無機泡沫保溫材料有硅酸鈣、珍珠巖和蛭石等，泡沫保溫材料普遍具有較低的導熱系數，這是由于高孔隙率降低了其機械強度并改善了其吸濕特性。采用珍珠巖制備了新型泡沫保溫材料，包括珍珠巖/硅酸鈉、過氧化氫、十六烷基三甲基溴化銨和巖棉，這種新型泡沫保溫材料比其他具有較低導熱系數和較高機械強度的無機材料更輕。與已廣泛用于建筑中的礦棉等保溫材料相比，還有氣凝膠等保溫材料正在研發中，它們的特點是具有非常低的熱導率，對建筑節能的效果顯著，氣凝膠便是一種輕質、高保溫材料[3]。

2.1.2 有機保溫材料

有機保溫材料相比與無機保溫材料具有更優良的保溫性能以及保溫形式的多樣性。發現纖維素不僅可以作為填充式保溫材料對各種空腔結構進行填充，也可以制成保溫板來充當圍護結構的保溫層。對軟木及其復合材料進行了實驗研究，對其熱導率、熱阻、比熱和熱擴散率進行測量，發現其導率在0.068W/（m·K）左右，其中軟木的熱導率為0.041W/（m·K）。在建筑中絕大多數保溫材料基本上是由聚合物材料、填料和其他添加劑復合制成的。如發泡聚苯乙烯是通過蒸發添加到聚苯乙烯顆粒中的戊烷而獲得的，其熱導率為0.031～0.037W/（m·K）密度為15～75kg/m3，比熱約為1.25kJ/（kg·K），且密度越高，保溫性能越好，同時有研究發現，EPS 的熱導率會受水分影響，當干燥的EPS 材料放置在相對濕度為90%的氣候室中4h，其熱導率可增加1.4%～2.1%，但是這種材料為易燃材料，并且燃燒時會釋放有害氣體，擠塑聚苯乙烯與EPS 具有相似的保溫性能，是通過在擠塑機中加入發泡劑而制成，并且也屬于易燃材料，因此，在制造EPS 和XPS 的過程中必須添加阻燃劑。

2.2 防水材料

2.2.1 瀝青防水材料和防水卷材的應用

瀝青的顏色主要包括黑色、黑褐色，常溫作用下其具有較好的黏性。瀝青屬于高分子化合物，呈現出液態和固態兩種存在形式，能與日常生活中所見到的煤油、汽油等相互融合，具有很好的抗腐蝕性能。瀝青還有很好的防水性，因此，瀝青經常被用于建筑工程中。防水卷材是將纖維和塑料等材料經過一系列化學加工而形成的防水材料，其在抗拉能力、耐低溫能力等方面具有較大優勢。分為不同的類型，如改性瀝青防水卷材、滌綸防水卷材等。以改性瀝青防水卷材為例，其主要應用于居民用房中，通過熱熔法將卷材表面的瀝青融入建筑表面，借助滾輪卷壓實，保障瀝青與建筑物表面緊緊貼住，建筑物表面不會因外界溫度變化而產生裂縫等問題。以SBS 改性瀝青防水卷材為例，屋面防水工程應用這一防水材料，施工時較為便捷，采用黏結劑與熱瀝青膠結料等相互鋪貼，還可以采用冷黏法進行施工。應用聚氨酯纖維無紡布開展節點密封處理，將膠黏劑均勻地涂刷在防水卷材上，等到晾干后黏貼卷材，通過滾壓將卷材下面的空氣擠出來，使得卷材更加平整、緊密。

2.2.2 水固化聚氨酯防水材料的應用

水固化聚氨酯防水材料由多種原材料構成，如多異氰酸酯，水作為其中的固劑，通過將其固化成膜，即異氰酸酯與水等共同作用下生成氨基甲酸，由于其不太穩定，逐步分解成了二氧化碳、胺等。異氰酸酯的含量相對較多，胺與異氰酸酯等相互結合，又生成新的物質。這種防水材料在應用時具有較強的彈性，其斷裂延伸率相對于其他材料有明顯的優勢：其具有較高的耐高溫和耐低溫性，能夠應用在-40～95℃中；屬于環保類產品，符合施工要求。

（1）在地下防水工程中，運用“外防內涂法”，根據具體厚度的要求，在平面部位涂抹1～2 遍，立面涂抹2～3 遍，其中第一遍運用黏度小的涂料進行涂抹，立面再刮涂2～3 遍。為了防止后面出現流淌，將涂料用水攪拌，放置十多分鐘，增大黏度再進行重復涂刷。這樣不僅能使厚度達到標準要求，還不會出現流淌的問題。

（2）水固化聚氨酯防水材料適用于潮濕的基層中，施工時經常遇到降水情況，基層由于反復見水，底板容易潮濕。施工人員使用水固化聚氨酯防水材料，能取得較好效果。施工人員在刮涂3h 后，待表面達到干燥標準要求，隔8h 涂刷第二遍，這種防水材料相對于其他材料更節省時間，且在施工時不會出現任何異味，有利于施工人員順利完成防水施工[4]。

2.2.3 JWG-1 型防水材料和高彈防水材料

JWG-1 型防水材料的構成主要包括：JWG-1 型滲透式防水劑、JWG-1 型防水膏等，屬于環保產品，具有較高的環保價值。JWG-1 型防水材料還具有耐腐蝕性、抗滲性、不易燃性等特征，常常被用于浴室、地下室。建筑工程施工時應用JWG-1 型防水材料遵從剛柔并濟的原則，不僅可以隨意改變凝固時間，還可以帶水進行施工，具有較高的性價比，得到廣泛應用。其施工方法如下。

（1）對基面進行清理、檢查和修補，以保障基體的堅實性。

（2）做好基面的清理工作。

（3）施工基面進行底涂，分別加強對排水孔、裂縫、分隔縫、陰陽角等節點的處理。施工結束后，檢查加筋布，中間層或面層在涂刷時需要達到設計標準的要求。高彈防水材料是一種新型的防水材料，其主要原材料是丙烯酸乳液，通過在丙烯酸乳液中添加適量的助劑、填充劑等，全面提升防水性能。高彈防水材料最為顯著的特點就是其具有較大防水性，衛生間和地下室中應用該防水材料覆蓋的深度可達8mm，避免衛生間漏水情況發生。

3 建筑工程施工中新材料和新技術的應用措施

3.1 加強準備階段的技術控制

一般而言，建筑工程都是在露天場所展開的，會受到外部環境的影響，而且由于所處地域不同，在建設過程中所面臨的地質環境、地貌特征等也不盡相同，為了避免由于外部環境因素對建筑工程施工本身造成影響，需要施工單位在工程開展之前對于施工地域有一個充分的了解，也就是說，在工程準備階段，需要不斷加強技術控制，為后期工作的開展奠定堅實的基礎。

3.2 建立完善的綠色建筑材料評價體系

專業規范的評價體系能夠規范建筑行業的建設與發展，對綠色建筑材料的發展具有明確的指導意義。目前，我國已建立了一些與綠色建筑、綠色建筑材料有關的評價體系，但其泛用性、適用性仍有待于進一步完善。加強對綠色建筑的評價、制定綠色建筑的發展政策，是一項既基礎又重要的工作，能夠促進全國各地區共享綠色建筑發展的成果。

3.3 創建綠色示范工程，提高綠色建筑材料認知度

目前，很多地區對綠色建筑材料的開發還不夠重視，為了更好地推廣、應用綠色建筑材料，可以創建綠色建筑應用示范項目，將其作為一個孵化器，逐漸推廣應用，增加綠色建筑的知名度。為了達到這一目標，可以從兩方面著手。

3.3.1 應用示范

創建綠色工程項目，加強應用示范，按照政府部門的規定，開展申報、評審、驗收等一系列工作，選擇一些奠定的綠色工程項目，從各個地區開始試點工程。

3.3.2 加強綠色產業示范

選擇一些綠色建筑材料水平發展迅速地區的大型建材企業，整合處理地域資源，利用先進的互聯網技術，采集綠色建筑材料的資料信息，通過系統向外發布，公布一些成功經驗，建立網絡共享機制。

3.4 加強對施工現場的管理

對于建筑工程而言，施工現場的管理工作是極為重要的一項內容，基本上工程所涉及的一切要素都包含在建筑工程施工現場的管理內容之中，比如說施工進度、施工質量以及所需成本等內容。分割開來，其中涉及的每一項內容都是建筑工程開展的重要組成部分，由此我們可以看出在建筑工程中展開施工現場管理的重要作用。正因如此，施工單位需要加大對于施工現場管理的重視力度，根據施工實際情況制定出相應的施工管理方案，在保證工程質量的前提下提升施工進度，同時有效的施工管理還能夠有效節約施工成本，避免出現不必要的浪費，實現建筑工程項目的整體優化。

4 結語

綜上所述，在當前階段的工程建設過程中，對于新技術和新材料的應用至關重要，不僅能夠提升建筑工程整體質量，還能夠進一步實現生態環境的保護，故此新技術和新材料開始在施工中被廣泛應用，上文結合當前對于新技術與新材料的應用進行了相關探析，并且提出了優化方法，希望能夠有助于我國建筑業的健康長久發展。