探討新型建筑材料在建筑設計中的應用

楊序駿

(貴州同盛建筑設計有限公司，貴州 貴陽 550000)

建筑的設計應安全、穩定、美觀和舒適。因此，有必要加大對新型建筑材料的研究，摒棄穩定性低、美觀性差的傳統建筑材料，采用效果更好的新型建筑材料。目前，我們開始逐漸認識到新材料的必要性及其對環境保護工作的貢獻。因此，當前的建筑設計應該積極使用新的建筑材料來改善傳統建筑設計的缺陷。同時，新型建筑材料降低了材料成本，穩定性也大大提高。

1 開發新型建筑材料的意義

1)現階段我國建筑業的自然資源消耗是非常大的，所以發展新型建材是很有必要的。例如，在土地資源管理方面，由于建筑材料主要是建筑墻體材料，包括大量黏土磚，而傳統黏土磚的制備需要優質粘土作為建筑材料，我國是一個土地資源稀缺的國家，優質粘土的大量使用必然造成土地資源的嚴重減少，而新型建筑材料可以有效緩解這一問題。而且，由于建筑業產生的大量垃圾，這不僅是對土地資源的浪費，而且對自然環境的危害也很大。通過推廣和應用新型建筑材料，可以實現建筑廢物二次回收利用，從而形成土地循環經濟。

2)傳統建筑材料的弊端逐漸顯現，開發新型建筑材料已是大勢所趨。而且新型建筑材料的需求也是迫在眉睫的，因為它不單單可以提高施工效率，還可以降低工程成本還具備節能環保能力，這對中國的經濟和社會建設、環境改善和建筑業具有重要意義[1]。

2 新型材料在建筑設計中的優勢

2.1 綠色環保

建設項目會對周圍環境產生一定的損害，這也是建筑行業一直要求克服的困難。目前，建筑設計中踐行綠色建筑發展理念，強調綠色低碳。新型建材的使用，較常規建筑材料對周圍環境的損害應有所減少，而且新型建材也以其更為優異的材料特性，在工程項目中能得到合理的使用，從而有效提高建筑質量，改善人居環境，提升居住體驗。

雖然我國的經濟增長十分快速，但是近年來的自然環境損害情況也十分嚴峻。為此，我國一直在積極推動環保發展。經過政府對某些傳統建材的進一步完善，人們終于得到了具備良好環保特性的新型建材。從新型建材中可以發現，目前我國建筑業已經開始逐步加入了綠色環保型建材的發展理念中，這些新型建筑材料可能對自然環境所產生的損害正在逐步降低中。

2.2 可循環性

環保，這可以認為是未來社會行業中盡可能關注的一個項目，這也是目前社會很多領域的一種潮流。當然，在家居裝飾裝潢過程中也是占有了相當重要的份額，也因為人類日益體會到了環保的重要意義，所以我們也開始越來越關注環保問題，并重視盡量減少無謂的建材污染。在建筑過程中，對容易污染環境的建筑材料，人們需要盡量考慮其他的解決方案，而盡量采用綠色建筑材料，以減少對污染的直接危害影響。部分新型建筑材料能夠循環使用，由于新型建材工藝簡單簡便，直接可以降低建筑生產成本，二次使用又可以降低材料消耗。所以，新型建材有很大的實用性和優勢，可以全面貫徹我國政府提倡的節約建設方針，從而提高中國建筑業的可持續價值[2]。

2.3 強度質量

就現在新型建材的發展情況來看，新型建材的工藝強度和使用率已經穩步提高。但是隨著現代建筑的復雜性和功能性的要求提高，迫使新型建材的強度和使用特性也愈來愈高，在提高強度和使用特性的同時再去追求其輕質、節能、環保等其他優點，畢竟建筑的質量第一，這也符合現代建筑的技術建造要求。而且，新型建材不只是可以運用于建筑行業，其他類型的工程中也是可以局部使用的。因為新型建材的綜合性能相比于傳統的常規建材還是要高出不少，所以推行和普及新型建材的使用是很有意義的[3]。

2.4 復合材料

過去，我國的建筑材料僅僅適應了房屋的一般建筑條件，在其性能特點上并未受到廣泛關注和研究。由于現代科技的飛速發展，人類對房屋的使用性能展開了深入的探索和研究。在提出較多需求的同時，也要求建筑材料在應用方面滿足一定的技術參數要求。于是，通過大規模的材料研發和生產，建筑被賦予了復合材料的隔熱、消毒和殺菌等作用，大大提高了建筑的使用功能和實用價值。對普通的房屋建筑傳統建筑材料往往只是具備較簡單的功能，而新型建筑材料則能夠同時具備多種性能，適應了多種建筑和應用的要求，從而降低了建造成本，并使建筑工藝具有更好的便利性和可操作性。其主要原因是過去功能單一的建筑材料被要求應用到多個結構功能中，而采用單一的功能復合的新型建筑材料可以應用到不同建筑部位中去。所以，在建筑設計過程中采用新型復合材料能夠有效節約施工過程中的技術投入和人力物力，成為滿足當前社會建設需求的重要建筑材料。

3 新型建筑材料在建筑工程設計中的應用分析

3.1 承重結構的應用

建筑的承載力需求是非常大的，房屋的承重構件的在建筑系統中尤為重要，它影響著整棟建筑的安全性與可靠性。一般情況下，建筑荷載可分成恒載和變載兩類，承載重量的材料大多使用混凝土材料。為了確保承重結構的強度和耐久性，中國目前也在加快對混凝土材料的深入研究與發展。不同的混凝土材料在結構性能方面都存在著一定區別，目前可采用阻銹劑來改善房屋承載構件的性能，而且它也可以和鋼結構材料共同進行房屋承載結構。近年來，新型建筑材料的廣泛應用，不僅極大地提高了房屋承載構件的環保性與防火性能，同時可以建立規范的房屋承載重量結構設計制度，并實現材料重復使用以降低房屋能耗。同時鑒于現代房屋的跨度大、結構負荷大的特性，對房屋承載構件的使用也提出了更高的需求。而混凝土透水模板布也因此得到了大力推廣，這些新材料能夠減少混凝土中的各類地質現象，如表面氣泡、砂紋、砂斑等，從而有效改善了混凝土的穩定性，其在跨海大橋、隧洞施工以及路面等工程中發揮了關鍵性作用。

3.2 圍護結構的應用

圍護構件是建筑的主要構件，不但用來圍護建筑本身形成室內空間，而且還擁有不同的優良特性。例如在現代建筑中常使用的加氣混凝土材料，就是典型的建筑圍護材料。該種新型建筑材料同時具有保溫、耐火的特點。首先由于建筑材料本身的多孔結構，使其同時具備了質量較輕的優點，減輕了結構荷載，有效降低了結構成本。其次這種材料在建筑圍護中同時發揮優異的隔熱保溫功能，屬于一類環保型建筑材料，現代社會對建筑的保溫隔熱要求越來越高，我們可以優先選擇保溫隔熱效果優異的加氣混凝土砌塊來作為建筑圍護墻體材料。這類建筑材料的應用，可以明顯減輕建筑的熱負荷和強度，可以滿足更高隔熱功能的建筑設計要求。而隔熱性能良好且能產生良好透光性的LOW-E玻璃，配合斷橋隔熱金屬窗框，已經廣泛應用在現代建筑門窗圍護系統中。同時，太陽能電池板建筑材料的應用，還可以增加建筑的照明效果和節能效果。例如，北京的一個消防站的建筑圍護結構大量采用了太陽能電池板，不僅有效提高了室內照明效果，而且不降低室內的透光性，同時還因為太陽能的大量使用而減少了建筑電力能耗。這種新型材料十分值得大力推廣應用。

3.3 墻體結構的應用

建筑物對墻體的設計要求很高。通常，墻體在隔熱和其他性能方面發揮重要作用。另外，要注重美觀和設計要求。在新材料領域中，可選用相變儲能墻板和較低的溫度復合材料。新型四氯乙烯充氣膜是在房屋外墻上形成的一種涂層材料，可以增強建筑外墻構件的安全性，更適應了現代環保的要求，四氯乙烯充氣膜應用于在建筑外墻構件的應用中表現出了良好的實用性。在實際的建筑中，人們通過熱點焊的方式實現了對房屋內部反射的熱光輻射的控制，從而充分保證了對房屋內的控制。

目前，我國建筑墻體材料的發展速度很快，有許多新材料可供選擇，如輕質板、復合板、非黏土磚，而建筑墻體材料也正朝著砌塊和板材的方向發展。

新型建筑材料大部分就是由已經產生的工業廢料進行二次加工而成，二次加工的材料中最經典的就是新型輕質墻體材料，如現在各地大力推廣應用的磷石膏建材，就是利用磷石膏為基材制作磷石膏墻板、磷石膏砂漿等建筑材料。這也表明了此類材料具有很強的環保性能，并且可以獲得更好的經濟效益和社會效益。

3.4 門窗結構設計中的應用

窗戶構造也是提高空氣交換效率和氣候穩定性的關鍵部分。目前，普遍采用的鋁合金窗、鋼化玻璃等新型材質能夠降低使用后的熱量損失，使得窗戶具備更好的隔熱作用，因此降低了部分能量的損耗。另外，它還能夠對空氣流通性能和采光性能等方面加以改善，能夠大大的符合我們所期望的生產條件要求。再比如，在窗戶薄膜的使用上，人們也能夠通過鍍膜遮擋紫外線或將其涂到窗戶表面，這樣提高了門窗的遮陽作用，也有效減少了紫外線照射的溫度。但同時，這種涂層不會影響或者減小光的穿透。窗戶的透光率仍然可以滿足日常生活或工作的需要，從而滿足用戶的天然采光需求，同時也滿足夏季的隔熱需求和冬季的保溫需求。

3.5 屋面構造設計中的應用

屋頂構造設計的合理性對整個建筑圍護至關重要?？紤]到建筑易受氣候環境的作用，所采用的建筑材料需要在隔熱、防水和抗老化方面上具備優越的應用功能?，F階段，大量普遍采用的建筑保溫卷材，如聚苯乙烯板等建筑材料，其本身不僅具有的較好保溫隔熱功能，也能夠提高建筑屋面的抗滲漏能力，是現代建筑設計中普遍采用的重要建筑保溫材料。對于建筑部分，還可以采用反射和輻射熱材料，來提高建筑外表面的防水隔熱功能。這些應用主要是希望借助新型建筑材料的斥水功能，使房屋在遭受暴雨侵襲后可以迅速排除，減少房屋滲漏的產生。另外，在建筑材料選用工程中，還必須重視建筑材料的耐候性、氣密性和水密性等多個重要參數，以保證所選用的材料是滿足建筑要求的新型建材[4]。

3.6 防水復合實木地板的應用

過去，人們在確定房屋地面構造的過程中，所采用的普通木地板易變色的現象較為嚴重，極易產生滲水或吸水的現象。這在建筑實用的美學功能和實用價值上都具有一定的弊端。為規避這些問題，有些設計者就會選用大理石材料作為鋪設建筑材料。但防水復合真木地板的出現能夠有效解決這些應用問題，其已經成為了建筑設計中的最佳建筑材料選擇，并獲得了越來越多設計者的青睞和采用[5]。在使用新型防水復合木地板的建筑工程中，我們可以看到，與普通木地板相比，此類建筑材料的吸水能力顯著減弱，從而能夠保證室內環境干燥，給建筑使用者創造更優越的人居條件。盡管這只是新型建筑材料中微不足道的一種，但是這類新型建筑材料的使用對南方的人們而言卻尤為重要。因為在這個區域相對濕度較大，所以南方的居民常常為潮濕的環境所困擾。這種復合板的應用可以有效提高該地區居民的生活舒適度?？梢钥闯?，即使在新材料的應用方面取得了微小的進展，在現實生活中仍然可以發揮巨大的作用。

4 新材料在現代建筑設計中的應用原則

在現代建筑中，設計師應該關注和理解新材料的使用原理，在確保建筑的功能性和合理性的基礎上，增強建筑的質感和耐久性。建筑設計在使用現代新型建筑材料時應遵循實用性和經濟性的原則，以確保建筑設計的可行性。

4.1 經濟原則

現代建筑設計通常帶有多元化特點，涉及科技、環保、文化、社區服務以及其他多樣化功能。但不管哪種類型的設計任務，設計目標都是相互依存、和諧、約束與協調的。在選取和使用新型建筑材料的過程中，必須按照現代建筑的社會發展目標和社會主義市場經濟要求，合理測算新建筑材料的投入成本和價值，并合理分攤，從而實現可持續發展的目標。同時現代建筑設計者也應該按照當前的國民經濟發達程度、社會生產力發展、建設現代化建筑的環境標準、國際市場上對新型建筑功能和品質的需求，以及對新型建筑材料能否達到環境和能源要求，選用最少、最合理的新型建筑材料。在達到節約資源、降低能耗的目標的基礎上，達到社會效益和經濟效益最佳[6]。

4.2 美學原則

建筑是人類文明智慧的結晶，是人類物質文明發展的標志。建筑的美感既能反映時代特征，又能反映時代發展的審美要求。隨著現代社會經濟技術水平的提高，我們對建筑需求已經從基本功能需求逐漸上升到對建筑的美感需求，這就要求建筑在實現各種應用功能的同時，也要具有相應的審美特征，因此，建筑設計應注重滿足功能需求下的建筑外在美感，突出建筑的美學特征，從而提高建筑整體的藝術價值，打造出滿足審美精神需求的高品質建筑[7]。

4.3 舒適性原則

“埏埴以為器，當其無，有器之用。鑿戶牖以為室，當其無，有室之用。故有之以為利，無之以為用”。建筑的本質，就是給人類創造了一種棲息、生存、工作和休閑的地方。它有著廣泛的實用價值和特殊性。又因而，假如人們要在現代建筑中采用大量新型的建材，就需要高度重視新型建筑材料的安全性和舒適性，以滿足人們的精神和物質需求。就目前的建筑設計而言，由于設計師對新建筑材料缺乏了解，很難將新材料科學地應用到現代建筑設計中，這導致現代建筑缺乏舒適性。

5 建筑設計中新型建筑材料的發展對策

5.1 加強新型建筑材料的重要性

目前，新型建筑材料在建筑工程中已經得到了日益廣泛的發展。隨著近年來在我國廣泛推行的環境保護概念，設計單位需要及時應變，在建筑設計中應盡可能了解并根據項目情況采用具備優異特性的新型建筑材料，意識到應用新型建材的巨大意義。另外，建設管理單位要積極倡導并促進新型建筑材料在建設項目中的應用。必要時，應制定有關法規，確定房屋結構設計和建筑材料的使用要求，積極促進新型建材的開發。為了有效把新型建筑材料運用于施工過程，相關單位要加大對從業人員的技術培訓與教學，積極傳播健康環保思想，全面掌握現代新型建材的結構特點與應用特點，并正確看待建筑施工使用的新型建筑材料。

5.2 新型建筑材料主導產品的確定

中國建筑業現階段的發展仍應充分重視新型建筑材料的研究，而且確保研發速度避免被國外拉開距離。我們首先要確定新型建筑材料的發展方向和主導產品，例如，現在新型建筑材料的主要特點就是要突出節能環保和的回收利用的概念，在產品的主要研發重心在輕質面板；而在建筑防水材料方面，則將側重于發展改性瀝青防水卷材、聚氨酯防水涂料等；而在建筑門窗方面，我們也要重視功能與美學的相輔相成，目前多為塑鋼門窗，以及采用高檔五金配件增強外觀效果。在確立新型建材的主導產品后，國家建設管理部門將通過合作盡快推行，同時把新材料列入施工管理規范的監督管理標準，以便全面推廣應用，帶動全國建筑業的發展。

5.3 加強新型建筑材料的研發

建筑工程的建設不能一味的追求經濟效益，也更應該追求其所帶來的社會效益。因此，推進更加節能環保的新型建筑材料的研發是很有必要的，以便緊跟社會建設的腳步，打造具備現代健康環境概念的現代化建筑。另外，由于我國建材的生產成本一直都很昂貴，這也就使得不少施工企業無視建材的品質而去追求利潤，這就很容易造成企業不能保證施工建筑的安全性。通過進行新型建材的開發，我們目標是通過降低建筑材料成本來減少施工成本。其次，我們需要根據各個領域的施工類型開發新建筑材料，并保證其可以實際運用和施工。要注意尋找有市場前景的新型建材，并且多參考別人成功的經驗，總結出適合我國實際國情的研發方向和方案。

5.4 提高新材料的節能降耗效果

在節能環保的概念下，追求建筑低碳、節能減排至關重要。所以，很有必要擴大新型建筑節能材料的使用范圍和效果，以改變因建筑資源過量耗費而造成環境破壞的情況。比如，廢塑料發泡材料就能夠按照建設要求合理使用，可以制造具有良好隔熱能力和隔熱性能財產的建筑墻板材料，再或者是還能夠利用廢舊玻璃制作建筑貼面材料，這樣的廢物循環再利用既可以降低建筑資源浪費的同時還能削減因為建筑垃圾導致的自然環境被愈發污染的問題。所以若我們想要推進新型建筑材料的研究和發展，國家政府有關機構還應該提供政府建議和要求，在必要時進行適當的科技援助，以全面推廣先進節能降耗建筑材料，從而最終達到建設節能降耗的要求。

6 結語

隨著綠色環保概念的流行，建筑材料研究者不斷開發新型建筑材料，并將其運用到現代建筑工程中去。與傳統的建筑材料相比新型建筑材料也是具備更加突出的功能特性，而且還可以降低工程成本，因此新型建材在建筑行業中得到了充分重視。但是，新型建筑材料的使用需要根據工程的具體要求，確定新型建材的功能特點與可行性，以及時調整工程設計，達到節能、防水、保護環境的目標。新型建筑材料的應用，是符合我國的節能減排的基本國策的，人們必須越來越關注新型建筑材料，促進新型建筑材料和新工藝的開發，以提高建筑的安全性和舒適性。