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新材料在建筑设计中的发展应用

作者:赵子豪 来源:建材发展导向 论文栏目:建筑工程论文     更新时间:2019-06-12   浏览

赵子豪

摘 要:随着我国经济技术的不断发展,建筑行业迎来了一个发展高峰,已经逐渐成为国民经济的支柱产业。在高新技术和绿色环保理念的引领下,大批的先进技术和新型高性能环保材料被广泛应用于建筑设计的实践中,提升了建筑行业的整体设计和建设水平,一定程度上促进了国民经济的发展。文章对建筑设计特点以及设计的原则和目等进行了介绍,并在此基础上对建筑新材料的一般发展规律进行了主要探究,运用创新思维和理念进一步提升建筑设计的水平,实现建筑行业的整体发展。

关键词:建筑设计;新型材料;创新;应用

建筑工程不仅满足了民众基本的住房需求,还是一门空间的、造型的设计艺术,更应该是生态的、自然的。建筑过程中需要大量的建筑材料,其中水泥、石灰、方砖等都是高污染行业的产品,随着时代的发展,环保理念已经深入人心,同时环保问题也已经成为与民众日常生活息息相关的问题。但是建筑行业的飞速发展所带来的环境问题已经引起了民众的普遍重视,人类赖以生存的生态环境遭到了不同程度的破坏,如何最大限度的实现建筑材料的可再生利用以及减轻材料加工环节造成的环境破坏是当下建筑设计行业首先要考虑的问题。因此,必须运用创新思维促进建材行业与其他高新技术的结合,实现建筑行业的可持续发展。

1 建筑设计的相关特征

1.1 建筑设计的特点。从本质上来看,建筑是一项模仿型的工作,即在一个基本的设计轮廓上使用必须的建筑材料将设计模型表现出来。从思维角度分析,建筑设计是多种设计规则和组合技能的整合与运用,涉及包括经济价值、艺术构成、设计技术、材料等多种元素,建筑设计过程就是综合多种设计元素并达到某种平衡。从艺术角度分析,建筑设计是设计师才华与设计理念的直接体现,但是与其他艺术门类相比具有特殊的实用性,建筑设计的合理性直接关系着人民的生命财产安全,且其涉及范围之广、花费之大、经济效益之高也是其他艺术形式所无法比拟的。而建筑资源的有限性决定了建筑设计以追求最大的经济效益作为主要设计原则。

1.2 建筑设计的原则与目的。几年来,我国经济发展取得了令世界瞩目的成就,社会价值基础和思想体系也发生了不同程度的改变,在西方先进思想浪潮和高速的经济发展的冲击之下,建筑设计的倾向和原则难免产生混乱,如一些大城市的建设项目的没有考虑到当地的刚性需求就盲目上马,导致很多地方出现了成片的成品房没人居住的尴尬局面,引起了市民的广泛议论,同时建筑设计的原则和目的再一次成为社会的焦点问题。从本意上来说,建筑设计的一般原则是为民众提供一个宜居的生存空间,其效用性仍是第一性原则。另外,建筑设计也是一个特殊的艺术门类,与音乐、美术、舞蹈等在本质上是相通的,即通过建筑体型和空间形态给人以美的感受,如悉尼歌剧院、阿联酋的帆船酒店等都是艺术性与实用性的典型代表。在当今我国坚持走可持续发展的道路之下,环境问题日益严峻,建筑设计的安全性、艺术性与时效性仍然是建筑设计的主体,如何将高新科技与新型材料运用到建筑行业中是建筑行业先要解决的问题,也是顺应时代发展和实施环境保护策略的必备条件。

2 新材料在建筑设计中的应用

与传统的建筑材料相比,新型材料如高聚物材料、复合材料、合金材料等无论在性能、价格、重量、坚韧度等都具有得天独厚的优势,提升了建筑质量,为民众提供了安全保障。新型材料突破了朝向、水文气候、通风等条件对建筑质量的限制,总体来说,具有以下几个方面:

2.1 保温材料的突破。保温是建筑工程设计所考虑的基本内容,更是保证人民生活质量的关键,传统的保温结构设计多采用以聚乙烯保温材料为主的保温层复合结构,这种材料无论在表面美观、窗洞加深以及层间距等方面都不能令人满意,并影响了其他结构的性能与设计艺术的呈现。在建筑工程师和材料研发人员的共同努力下,研发出了先进的真空隔热板防热技术,该材料占用空间较小,利用真空隔热的原理,在金属或纸质的双层外壳之间抽成真空并填充多孔的纤维、泡沫塑料等,形成隔热层的核心部件。由于采用了不同的保温原理,通常50mm的隔热保温层的隔热效果与200mm普通矿物保温材料隔热效果相当,且该保温层结构所使用的原材料的CO2排放量小,制作成本低,具备很高的经济价值,也更符合当今绿色建筑理念。另外,玻璃材料的保温技术也是当今生态环保材料的研发核心,目前已经研制出了吸热玻璃材料、热反射玻璃材料、电磁波屏蔽玻璃材料等先进的玻璃隔热材料,可以通过组合使用达到更好的隔热效果。

2.2 在通风方面。流畅的通风是保证民众良好生活质量的关键因素,针对传统建筑设计中通风差、空气质量不好的问题,建筑设计师研发出了特殊窗框机器开合装置的通风技术,该技术制作成本低,安装操作简单,且易于维修,极具发展价值。该通风技术的基本工作原理是在窗框的底部和上部之间有内部中空的通道,当外部气流由底部通入时经由中空通道再从上部的气眼中进入室内,避免的空气直接进入室内给居民带来的不适感,同时还可以通过改变中控通道的宽度控制风速,在改善室内空气环境的同时改善居民的生活质量。该通风装置的技术核心是通过风和气体动力的有效作用面积形成足够的压力差,与传统的玻璃材质一样利于清洁,并且可以通过总体设计和计算机软件根据外部条件和室内环境适时调控通风速率,并实现节能环保的目的。

2.3 新型隔热材料。目前国际上具备高新技术的建筑公司普遍采用一种透明的绝热材料,简称TM,通常是将TM隔热材料与外部墙体复合形成透明隔热装置,大体上来说该隔热装置由最外层保护玻璃、吸热面层、TM材料层以及透明粘胶等构成,其中TM隔热层是整个隔热装置的核心部件,材料表面密布蜂窝状的隔热装置,在蜂窝两侧由透明的隔片密封成一个个的隔热气泡,因为空气是热的不良导体,蜂窝状气泡不仅可以有效地吸收外部太阳光的能量,还可以得到TM的反射能,达到很好的隔热效果。另外,蜂窝状的TM层在黑色吸热面外侧,在冬季可以有效阻隔室内室内温度向室外散失,在夏季还可以避免外部热量过多的进入室内,保证了室内温度的恒定,实现了“冬暖夏凉”,并最大程度上节省了空调的能源浪费。

3 结语

建筑设计中新材料和新技术的应用是迎合时代发展的需要,更是实现节约能源和保护环境的重要课题。二十一世纪是一个经济技术全面发展的时代,环境问题和能源问题一直是世界各国普遍关心的热门话题,关系着人类的可持续发展。建筑设计应该本着以人为本的原则,运用创新思维按照可行性、先进性和科学性原则积极研发新式的建筑材料并运用到工程建设实践中,促进建筑行业的整体发展。

参考文献

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