新型建筑材料在建筑工程設計中的應用研究初探

戴世飛

（廣西建設職業技術學院，廣西 南寧 530003）

0 引言

新的建筑材料包括新的原材料和產品，所謂新型建筑材料是不同于現有建筑材料的建筑材料，例如石灰、磚、瓦、沙子等，屬于一個廣泛的概念。實際上，新型建筑材料主要基于幾種主要成分：玻璃、水泥、粘土空心磚、鋼鐵和木材、各種加氣混凝土產品和各種建筑砌塊，并且在建筑中使用了新的無機非金屬材料。在低碳和環保的背景下，在建筑項目中使用新型建筑材料是建筑項目未來發展的要求。為了更好地促進建筑項目的發展，本文討論了新型建筑材料的特點以及在建設項目的結構設計中的應用等問題。

1 在建筑工程結構設計中應用新型建筑材料的現實意義

1.1 對資源予以節約

當前，在我國建筑工程的開展過程中，對各類材料的浪費情況較為嚴重，其主要原因在于無法對材料予以合理化使用。由此，使具體施工過程中各類材料的構建尺寸以及其綜合質量無法與工程的建設標準相符合，使工程構建過程中出現各類資源的現實浪費。而充分對新型建筑材料予以應用，并且以此對建筑工程的結構設計予與優化有著極其重要的現實意義。新型建筑材料在應用過程中具有節約成本以及環保性較高的現實特點，配合優質的工程結構設計工作，能夠使建筑構建過程中的浪費現象得以有效降低，以此使我國建筑工程的可持續性發展理念得到有效體現[1]。

1.2 能夠對建筑環境予以改善

新型建筑材料在工程結構的設計過程中，擁有著較為優質的環保作用，不會對建造環境造成嚴重的污染。通過對建筑材料的功能進行分析可以得知，新型材料在應用過程中，擁有著優質的防水、隔音以及保溫性性能，在具體構建過程中，能夠對傳統材料所存在的能源消耗問題予以解決，使居住人員所擁有的生活環境得以大幅度優化。

1.3 有助于改善建筑的使用功能

在新型材料的應用過程中，能夠對整體建筑的綜合使用功能進行有效改善，新一代建筑材料在應用過程中，往往為環保型合成材料。同時，相應的材料也可進行二次研發，在構建過程中擁有質量較輕、強度較高以及柔韌性較好的諸多現實優點，在建筑工程的構建過程中，各類新型材料的輕便性擁有著較為突出的建設優勢，能夠對安裝步驟予以簡化，并且使施工操作的便捷性得以提升，能夠對傳統建筑材料安裝拆卸的煩瑣性進行有效改善。同時，由于新型材料在應用過程中所存在的諸多優點，使建筑在構建過程中所需要的各類功能能夠得到有效滿足，以此使建筑在使用過程中的功能性得以提高[2]。

2 新型建筑材料的發展現狀

現階段，由于人們需求的推動，越來越多的新型建筑材料投入市場，這在很大程度上促進了建筑行業的發展。如今，隨著越來越多的科技人才加入建筑材料研發團隊，新型建筑材料得到了更加深入的研究。近幾年，國內已經形成了一套較為完善的生產銷售工作鏈。此外，隨著技術水平的不斷提高，相關研究團隊已經不再完全依賴國外技術，真正實現了自主研發的目標。

3 新型建筑材料的主要特點

3.1 功能多樣化

與新型建筑材料相比，傳統建筑材料往往存在種類不全、質量參差的問題，并且各種建材的功能也不全面，這就使得人們在選材時需要慎重考慮。但是，自從新型建筑材料被研發出來投入使用后，傳統建筑材料存在的問題就得到了有效解決。新型建筑材料不僅可以滿足居民的多元化需求，還可以大幅度提高整個建筑的質量與安全性，保證了居民居住的穩定性與舒適性。

3.2 成分復合化

新型建筑材料具有特殊性，因此研發一款新型建筑材料所需的原材料也是多種多樣的。相關研發人員需要將各種原材料按照相應的比例進行混合，通過不斷試驗，最終研發出一款具有多種功能的建筑材料。這些新型建筑材料可以更好地滿足當前各種建筑的需求。

3.3 更加節能環保

當下，節能環保已經成為社會發展的必然趨勢，各行各業都需要不斷優化自身的發展策略以滿足社會發展要求。只有符合時代發展規律，企業才能夠更好地發展。因此，土木工程行業在發展過程中，要緊跟社會發展的腳步，積極貫徹落實新發展理念。為了確保此理念順利實施，相關企業必須對建筑材料進行研究。傳統建筑材料關注的重點是人的居住體驗，而忽視了居住環境的保護，而新型綠色建筑材料不僅關注了居民的居住體驗，還實現了節能環保目標。

4 對建筑結構設計中對新型材料應用的問題進行探究

在建筑結構設計過程中，對新型建筑材料的應用仍然存在一定程度的問題有待于解決，其具體問題可用以下幾個角度進行詳細的分析。

4.1 建筑結構設計成本相對高

在具體的建筑工程結構設計過程中，根據相應的實際項目計算可得知。對新型材料的應用，將使整體工程造價能夠節約3%~5%。然而，具體施工過程中往往會對諸多各項費用予以添加，以此使得新型材料在具體應用過程中所存在的成本節約性無法得到充分的體現。

4.2 新型材料研究報告的真實性有待提升

在當前我國市場上所存在的各類新型建筑材料中，其材料所用的各項檢測報告主要由材料的建設單位所編制，使其研究報告所具有的片面性相對較高。由此可能造成新型材料所用的各類報告的真實性相對較低，以此使其不能作為施工方在對新型材料進行選擇的主要依據。

4.3 應用材料所擁有的優勢無法得到體現

目前，由于環保工作及諸多層面的現實需求，各級政府及相應的項目建設方均在現實項目構建過程中，呼吁建設單位對新型建筑材料予以應用。然而，由于建設單位其自身從主觀意愿而言，希望對其成本予以降低，并且其自身無法對新型材料所擁有的優質特點進行綜合探究。由此使其無法對新型材料所擁有的優勢予以認知，并習慣于應用各類傳統性材料，而部分能夠對新型材料予以應用的施工單位在具體的材料應用過程中，同樣會出現諸多現實問題。以新型墻體材料為例，在部分施工單位應用新型墻體材料之后，可能會出現墻體開裂，抹灰脫落等諸多問題，而技術人員由于其自身無法對新型材料的特性予以了解，進而無法對相應的問題進行積極性的處理，并有可能由于墻體材料所出現的各類問題對室內裝修產生更具綜合性的破壞，由此也使整體新型建筑材料的推廣應用的困難性大幅度提升[2]。

5 對新型建筑材料在建筑工程結構設計中的具體應用進行分析

與傳統建筑材料相比，新型建筑材料所具用的價格、性能等諸多方面均具有較為突出的優勢。舉例說明，高聚物材料以及合金材料的應用，能夠使整體建筑材料的綜合質量得以提升，使建筑的安全性大幅度提高，新型材料在應用過程中同樣可以對朝向、采光以及水文氣候等諸多環境特點所存在的現實限制予以突破。由此使建筑在構建過程中的環保性以及實用性大幅度提升，并且使整體建筑行業所擁有的創新性得以體現。在具體的建筑工程結構設計過程中，對新型建筑材料予以應用的方式可用以下幾點進行詳細的探究[4]。

5.1 對新型保溫材料予以應用

傳統建筑結構設計的保溫措施是通過增加墻體厚度達到建筑的保溫效果或是隔熱性能，但是對于一些保溫高要求的建筑來說，會大大增加墻體建筑材料和能源的使用量，并且容易大額增加施工成本，厚度過高的墻體在建筑物的后續使用中可能也會出現各類問題，建筑物的質量也無法得到保證。故建筑方應該增加新型保溫材料的應用，選用綠色自然的新型材料，不僅要隔熱性能優越，還能減少污染，降低施工成本。從長期的實際使用結果來看，實用的材料有如下3 種。

（1）生態玻璃建筑材料。為了保護居民的隱私以及防止噪音危害，建筑物的隔音效果在居民心中有極高的要求，而防止噪音危害最直接有效的方法就是切斷傳播途徑，這類材料能夠有效阻斷聲音傳播，不僅在外形上美觀大方，實際作用也非常明顯。這種玻璃可以利用廢棄玻璃加工而成，又減輕了廢棄玻璃對環境造成的危害，廢物利用也為節能減排做出了貢獻，滿足了建筑結構設計的基本需求。

（2）新型混凝土材料。新型混凝土同樣屬于新型綠色材料，新型混凝土的使用能夠避免資源浪費，節約水泥的使用，提高了資源的利用率，在提高建筑質量的同時避免了環境污染，響應國家可持續發展觀念。

（3）新型真空隔熱板。這種材料的外殼由金屬和紙質材料組成，內部是充滿了多重多孔結構的纖維內倉，具有極強的保溫隔熱功能。僅50mm 的新型真空隔熱板的隔熱效果等同于200mm 的普通礦物棉材料，并且發展空間也十分廣闊。

5.2 對創新型通風材料予以應用

為了使整體建筑內部的空氣質量得以有效地保證，需要使建筑在構建過程中的通風系統具有高度的流暢性，傳統的建筑結構設計在具體的開展過程中，無法對空氣質量較差以及通用效果不佳等諸多問題予以解決，相應的建筑結構設計人員在研發過程中，對創新型的通風建筑材料進行設計與構建[4]。其主要的實驗方式在于應用特殊材質，對窗框機器開合器裝置進行有效地制作。相應的項目在構建過程當中，其綜合成本相對較低，并且安裝便捷、檢修方便，在應用過程中的實際使用價值相對較高。通風材料技術其主要原理在于對于窗框上部以及其底部之間進行中空通道的預留，當外部氣流從底部通過時，相應的空氣可由中空通道從上部通道輸送至室內，通過該種設計模式的應用，能夠對空氣直接進入室內時所產生的不適感予以有效地降低。而通過對中部通道進行寬度的改變，能夠實現對風速進行有效控制，以此使室內空氣所有的質量得以提升，并且使居民的生活質量得以提升。而在此技術的構建之下，創新型的新風系統得到了進一步的優化，相應的通風裝置在構建過程中，其主要的核心技術在于對氣體動力予以利用，并且對風的作用面積進行充分考量，進而形成高壓力差，以此方式構建的新風系統，其清潔性較高，并且安裝簡單，同時可借助各類計算機軟件以及總體設計規劃的方式，對室內環境與外部條件進行綜合探究，對整體建筑物的通風率進行更加優質化的提升，使通風過程中的節能環保效果得以體現。

5.3 對新型隔熱材料予以應用

目前，在建筑行業的發展過程中能夠對透明型隔熱材料予以應用，相應的材料在應用過程中能夠與外墻體予以復合，進而形成透明隔熱裝置。從宏觀上來看，該隔熱裝置在構建過程中，其結構主要由隔著材料、層外部保護玻璃、吸熱面層以及透明粘膠予以構成。相應的隔熱裝置會在隔熱層內對核心部分予以構建，其裝置材料所具有的表面呈密閉式的蜂窩狀，蜂窩兩側會有具有高度透明性的隔片進行密封，并形成隔熱氣泡。由于空氣自身的熱導性相對較低，而蜂窩狀氣泡能夠對太陽光能量予以吸收，并且能夠獲得隔熱材料的反射能，因此在應用過程中具有較為優質的隔熱效果。此外，在整體材料的構建過程中，蜂窩狀結構會處于整體結構黑色吸熱層的外表面，因此在冬季寒冷條件之下，能夠對室內溫度所存在的失溫情況予以改善，而在夏季氣溫較高的環境之下，又可減少外部熱量進入至室內，以此確保在構建過程中，整體室內的溫度擁有高度的穩定性，使空調系統以及采暖系統的綜合消耗得以大幅度降低，并且該種材料在應用過程中其成本相對低廉，具有較為廣闊的應用前景。

5.4 對防水材料予以有效應用

建筑在構建過程中，需要對其基本應用功能予以遵循，諸如遇寒、隔熱、防水等功能，需要作為基礎性的考量內容。由此在進行建筑結構的設計過程中，需要對防水材料的應用進行綜合性的考慮，由于防水工作是整體建筑在構建過程中極為重要的構件部分之一，在長期以來，對于建筑防水材料所擁有的現實要求相對較高。當前所應用的防水材料需要的凝結時間相對較長，并且需要在地面處于干燥情況下予以使用。與傳統性的防水材料進行比較，新型防水材料所用的施工操作較為簡單。

6 結語

在新時代的背景之下，對新材料以及創新型技術予以有效地應用，能夠對建筑行業在發展過程中所存在的諸多傳統性問題予以解決，并且使建筑在過程中所擁有的環保性與環境友好性得以提高。建筑工程結構設計者需要積極對各類新型建筑材料進行研究，并且將各類材料在具體的設計過程中予以綜合應用，使我國建筑工程行業所具有的創新性以及環保性的優化，并促進整體建筑行業得到更為優質化的發展。