新型生態建筑材料在建筑設計中的應用研究

夏長龍 趙躍

1.中國市政工程東北設計研究總院有限公司 吉林 長春 130000

2.亞泰集團長春建材有限公司 吉林 長春 130000

建筑業作為我國支柱型產業，在社會經濟不斷發展過程中，國家提出了可持續發展觀念，而建筑領域若是想要積極響應此號召，需對建筑材料及綠色能源展開高效、科學的應用，以全面防止自然生態環境受到建筑工程施工所帶來的損壞，在此情況下，需對如今新型生態建筑材料進行科學運用，以此來為工程施工提供有力支持，確保人民群眾可以獲得一個溫馨、舒適的生活工作環境，從而讓建筑物與自然生態環境之間實現協同發展。

1 新型生態建筑材料分析

在建筑設計工作中，生態學具有十分重要的地位，將生態學知識作為基礎構建出一個生態系統，之后再借助對系統中的各環節展開科學設計，構成一個優異的能源物質循環，此過程被稱之為生態建筑學，同時，設計師在展開建筑設計階段，應當嚴格遵守生態建筑觀念原則。針對新型生態建筑材料而言，因為近年來環保、綠色、節能觀念在我國取得了大面積推廣與應用，因此，在建筑工程項目實際施工階段，通過綠色、環保、節能發展觀念的合理融入，不但可以保護自然生態環境，而且還可推動我國建筑業邁向持續健康發展的良好道路[1]。由于以往的建筑工程施工對能源與資源的消耗相對較大，而且不可避免地會出現諸多環境污染問題，和我國所提出的環保綠色發展觀念極不相符，而伴隨如今科學技術的快速發展，依據新材料的有效應用，大量可充分滿足國家要求的新型生態綠色建筑材料應運而生，但是與西方發達國家相比較，在工藝、材料以及技能方面尚且存在一定距離，因此，需對新型生態建筑材料在建筑設計中的具體運用進行深入分析，以更好地提高工程施工的總體質量。

2 新型生態建筑材料的特點

2.1 環保無污染

針對新型生態建筑材料而言，其所運用的原材料皆為環保、綠色且無任何污染的自然材料，其生產工藝及工藝流程都是綠色環保、無污染，且并未添加任何有害物質，因此由最初的生態建筑材料至后續應用，再至回收，都可充分符合目前國家所提出的綠色環保發展觀念。由此可見，通過此類建筑材料在工程施工中的科學應用，能夠有效改善以往工程施工的高污染問題。

2.2 節約能源

新型生態建筑材料主要是將工業廢渣等一系列工業固體廢物作為基本原料，其原料處理及制造皆無需使用自然資源，而在產品生產階段所運用的計算也可達到環保、節能的根本目的。同時，剩余的固體廢物，在具體回收階段并無工業用途，可以對其進行充分利用。另外，新型生態建筑材料是積極響應國家可持續健康發展的重要體現，是推動社會文明發展的關鍵舉措，因此，設計師在進行建筑設計階段，應將新型生態建筑材料合理融入到建筑設計之中，以便為建筑工程項目的高效施工，打造良好基礎。

3 新型生態建筑材料應用在建筑設計中存在的問題

設計師在對建筑工程進行具體設計階段，依據具體的項目資金成本投入計算不難發現，通過對新型生態建筑材料的科學運用，可使工程施工節省大概3%-5%左右的造價，但是在實際施工階段常常會增加諸多額外費用，如此則讓新型生態建筑材料在實際施工中的作用難以得到全面體現。現階段，因為環保工作及其他方面所提出的實際需求，各級政府部門與參建方皆在工程實際施工階段對新型生態建筑材料的運用予以高度重視[2]。但大多數施工單位受到以往施工觀念的直接影響，將自身側重點一味放在節省資金投入方面，從而嚴重忽視對于新型生態材料所具有的優勢特征進行全面分析，此種情況的存在，則使施工單位難以明確認知新型生態材料所具備的優勢，以致于在實際施工階段依舊運用傳統建筑材料，從而使得環境污染、資源消耗問題難以得到全面改善。而一些可以對新型生態材料進行具體運用的施工單位，在實際運用階段，一樣會出現眾多現實問題。其中，以新型墻體建筑材料為例，在工程實際施工中，施工作業人員因為新型墻體材料的運用存在不科學情況，因此極易發生抹灰脫落、墻體開裂等眾多問題，而此種情況出現的根本原因，主要是因為施工技術人員并未對新型生態材料所具有的特征進行全面了解，因此則在一定程度上加大了問題出現的可能性，而且還有極大幾率因為墻體材料所引發的諸多問題對后續建筑裝飾裝修帶來嚴重破壞，這樣一來，則難以充分發揮出新型生態材料在我國建筑工程施工中的運用優勢。

4 新型生態建筑材料在建筑設計中的應用優化

4.1 運用于建筑承重結構之中

建筑物承重結構直接決定著建筑物的可變及承重的承載能力，這是由于建筑物的可靠性、強度十分重要。一般情形下，建筑物的承重結構材料皆會通過混凝土的運用來進行固化，其可加工性和耐久性也獲得了一定提高，同時由于近年來新型生態建筑材料各方面特性的日益完善，混凝土強度和性能也得以不斷提高。現如今，工程施工所應用的高性能混凝土材料主要包括纖維混凝土、高性能智能混凝土和反應型細粉混凝土。這種高性能水泥材料具有良好的抗滲性能和較強硬度，當施工技術人員在具體開展作業時，將它與各種水泥外加劑進行充分混勻以后，就可以構成一種優秀的新型生態建材。對于鋼結構類的建筑而言，抗震鋼結構材料是一個良好的新型建材，可以應用在規范的工程施工之中，且具備抗震性能較強、節能環保、結構簡單以及污染較小等優勢。在具體施工階段，可借助再利用來有效恢復自然生態和諧，這不但對環境的保護具有積極的促進作用，而且對持續的研發具備關鍵意義。

4.2 應用新型通風材料

為了能夠充分確保建筑物內部的空氣質量，設計人員在進行建筑設計階段，應當對通風系統進行科學設計，使其具備一定的流暢性特征，但在以往的建筑設計階段，難以對空氣質量不理想且通風效果較差等一系列問題展開全面解決，因此，在如今新時期環境下，為進一步提升建筑工程的環保性、節能性，有關建設設計人員在具體設計階段，應當對全新的通風建設材料展開科學的設計及構建。其最為主要的試驗方式是在于通過特殊材質的運用，來對窗框及其開合器裝置進行科學制造。在工程項目具體建設階段，由于所需要投入的資金成本相對較少，所以不僅安裝結構簡單，同時還能對后期檢測工作帶來諸多方便，從而在具體使用階段具有良好的使用價值。而對于通風材料來說,根本機理是需預留出窗框上端與其底面之間的中空通道，這樣，當外界氣體直接從底層通過時，其中的空氣便可沿著中空通道和上層通過傳遞到室內，而通過這個特殊設計形式的應用，就能夠大幅度降低戶外空氣在直接進入室內環境，所為人類身體產生的不適感[3]。而通過改變建筑物中部通道的寬度，可對風速展開科學控制，更好地提高室內空氣的質量，從而使人民群眾的生活工作質量得以明顯提升。在此技術的大力支持下，創新型新風系統得以科學優化，可以更好地提高建筑物的整體通風率，讓通風過程更具環保、節能效果。

4.3 應用新型隔熱材料

現階段，在建筑工程項目具體施工階段，通過透明保溫材料的運用，可以將相關建筑材料與外墻之間進行復合，從而形成透明保溫裝置。站在宏觀視角分析，施工技術人員在展開建筑保溫施工環節，其結構一般由外防護玻璃、透明黏膠、建筑保溫材料等所組成，其中，建筑隔熱設備通常會在隔熱層中完成核心部件的構建。裝置材料表面為封閉的蜂巢樣，在蜂巢狀兩側則有著較為透明的墊塊用來加以封閉，以形成保溫隔熱性的氣泡。因為空氣自身的導熱系數較低，蜂窩狀的氣泡可以有效吸收太陽光照，并且獲取隔熱材料所反射出來的能量，因此在具體運用階段具備優異的隔熱效果。另外，在材料的總體構建階段，蜂窩狀的結構會處在總體結構黑色吸熱層的表面，所以在寒冷的冬季時，可以有效改善與優化室內溫度所存有的失溫問題，而且在炎熱夏季可明顯減少外界熱量進入到室內環境當中，借此保證在具體構建階段，總體室內溫度具備一定的穩定性，從而大幅度降低空調系統、采暖系統的整體消耗，而且此類材料在具體應用階段的成本十分低廉，具備良好的運用前景。

4.4 建筑材料的防水結構設計

由于建筑物長期處于外部環境，在夏季雨水多發季節極易處在陰雨連綿的自然氣候當中，這時則有較大可能性出現漏水與滲水的風險。但若是在側墻及棚頂位置科學添加新型防水設計，那么便可以通過多種層面來對滲水、漏水問題進行科學控制，減少問題出現的可能性，針對部分外部材料的保護措施，施工技術人員應當對結構方面的設計予以高度重視，以做好建筑防水結構設計工作，從源頭上防止建筑滲漏狀況的發生。在房屋構造中，使用了具有特殊效果的墻體框架和屋檐結構，而且還能夠通過新生態建筑材料的廣泛使用，來全面保證建筑的防水效果，能夠完全達到國家有關規定。比如，通過使用聚氨酯等建筑材料來對墻體、地面等加以涂刷，就可以達到預期設想的防水效果，同時這些建筑材料還可以迅速硬化。此外，新型建筑施工材料和涂層也常與卷材類物質放置在一起開展使用，這得益于這部分高分子防水材料具有優異的經濟適應性、環保性能、防水性，且可持續使用，在實際應用階段防水結構的落實與設計，需依據最為理想的防水測試材料，以實現預期設想的防水目的，并且科學把控經濟成本，這對將來建筑材料的維護及設計，具有十分重要的現實意義。

4.5 注重建筑和自然的協調發展

針對生態建筑而言，其最為關鍵的則是注重自然，通過高效清潔能源與設計、施工環節的應用，不但可降低對于不可再生能源的使用率，而且還可減少工程施工階段所出現的環境污染問題，確保人民群眾的身體健康，推動國家的生態文明建設。現階段，雖然我國社會經濟發展十分迅猛，但在具體發展階段所為自然環境帶來的污染無法逆轉，因此建筑領域需在不斷發展階段重視起對于自然環境的保護力度，并對自然資源展開科學利用，因地制宜依據當地自然環境、自然條件來進行設計工作。但就目前建筑設計具體情況來看，部分設計工作人員在具體設計階段，只注意到建筑物的獨立性，將自身設計側重點放在建筑物的美觀性、實用性方面，從而嚴重忽視需確保建筑物和自然環境的協調性。而在如今新時代環境下，設計人員在進行建筑設計工作時，需密切關注建筑物和自然環境的協調統一，在初期選址時便需依據當前地區的具體情況，之后再設計和自然生態相協調的建筑物。比如，倘若建筑房屋周邊有老舊建筑物，則需確保所設計出的建筑物和老舊建筑間相統一，以推動建筑和環境的統一性；再比如，如需修建公園或者是旅游景觀，需對原本自然樣貌予以高度重視，在此階段可進行綠色植物的種植，如圖1所示，但需注意不可對原有植物帶來破壞，而是應當依據當前地區的地形地貌展開科學設計，以最大限度突顯出自然風景的獨特魅力，使建筑可以和自然環境間實現協調發展。

圖1 公園內綠色植物

4.6 科學規劃建筑的整體布局

設計師在對建筑進行具體設計階段，確保建筑物整體布局具有一定的科學性、合理性，不但直接決定著建筑企業的市場競爭能力，而且也影響到我國建筑領域將來的發展前景。因此，為保證施工現場布局的科學、合理，在設計工作正式開展之前，設計人員需親自前往工程施工場地展開全面勘察工作，如圖2所示，依據施工區域的自然環境與相關數據信息，來進行建筑的整體布局與設計。設計師在具體設計階段，應當嚴格遵守“以人為本”原則，使人和自然實現和諧工作，盡量讓建筑工程實現最大化的經濟效益與社會效益。同時，在進行建筑設計階段，設計人員應當全面考量各樓層的空氣流通、太陽光照以及周邊環境等一系列因素，在確保恰當的樓層間距與樓層分布的基礎上，對各個樓層的布局進行科學規劃，并充分發揮出建筑物的實際功能。另外，設計師為了進一步提升施工設計圖紙的有效性，需對施工階段所運用的資源及能源展開科學調控，高度重視其節能、環保、綠色觀念。總之，設計師在進行施工方案設計階段，應當全面考慮周邊自然生態環境，把當地人文因素、氣候因素以及地理環境等全部添加到設計規劃當中，并依據當地實際情況科學降低建筑物中通風及保溫等材料的運用，以更好地提升建筑物自身所具有的功能性。

圖2 工程勘察工作

5 結束語

總而言之，運用新型生態建筑材料早已逐漸成為我國建筑業將來發展的大勢所趨，工程施工需向著節能、環保、綠色型建筑體系進行發展，泡沫玻璃、粉煤灰質材料、植物纖維材料等諸多新型生態建筑材料的出現，為我國建筑業的節能環保發展作出了巨大貢獻。而伴隨現代化科學技術的快速發展，會有更多節能、環保、優質的建筑材料被運用到建筑設計之中，從而讓建筑工程可實現預期設想效果，以進一步推動我國建筑業的持續健康發展。