新型建筑材料在建筑工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究初探

戴世飛

（廣西建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧 530003）

0 引言

新的建筑材料包括新的原材料和產(chǎn)品，所謂新型建筑材料是不同于現(xiàn)有建筑材料的建筑材料，例如石灰、磚、瓦、沙子等，屬于一個(gè)廣泛的概念。實(shí)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(chǎn)品和各種建筑砌塊，并且在建筑中使用了新的無機(jī)非金屬材料。在低碳和環(huán)保的背景下，在建筑項(xiàng)目中使用新型建筑材料是建筑項(xiàng)目未來發(fā)展的要求。為了更好地促進(jìn)建筑項(xiàng)目的發(fā)展，本文討論了新型建筑材料的特點(diǎn)以及在建設(shè)項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用等問題。

1 在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用新型建筑材料的現(xiàn)實(shí)意義

1.1 對資源予以節(jié)約

當(dāng)前，在我國建筑工程的開展過程中，對各類材料的浪費(fèi)情況較為嚴(yán)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(gòu)建尺寸以及其綜合質(zhì)量無法與工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)相符合，使工程構(gòu)建過程中出現(xiàn)各類資源的現(xiàn)實(shí)浪費(fèi)。而充分對新型建筑材料予以應(yīng)用，并且以此對建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)予與優(yōu)化有著極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。新型建筑材料在應(yīng)用過程中具有節(jié)約成本以及環(huán)保性較高的現(xiàn)實(shí)特點(diǎn)，配合優(yōu)質(zhì)的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，能夠使建筑構(gòu)建過程中的浪費(fèi)現(xiàn)象得以有效降低，以此使我國建筑工程的可持續(xù)性發(fā)展理念得到有效體現(xiàn)[1]。

1.2 能夠?qū)ㄖh(huán)境予以改善

新型建筑材料在工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，擁有著較為優(yōu)質(zhì)的環(huán)保作用，不會對建造環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。通過對建筑材料的功能進(jìn)行分析可以得知，新型材料在應(yīng)用過程中，擁有著優(yōu)質(zhì)的防水、隔音以及保溫性性能，在具體構(gòu)建過程中，能夠?qū)鹘y(tǒng)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(huán)境得以大幅度優(yōu)化。

1.3 有助于改善建筑的使用功能

在新型材料的應(yīng)用過程中，能夠?qū)φw建筑的綜合使用功能進(jìn)行有效改善，新一代建筑材料在應(yīng)用過程中，往往為環(huán)保型合成材料。同時(shí)，相應(yīng)的材料也可進(jìn)行二次研發(fā)，在構(gòu)建過程中擁有質(zhì)量較輕、強(qiáng)度較高以及柔韌性較好的諸多現(xiàn)實(shí)優(yōu)點(diǎn)，在建筑工程的構(gòu)建過程中，各類新型材料的輕便性擁有著較為突出的建設(shè)優(yōu)勢，能夠?qū)Π惭b步驟予以簡化，并且使施工操作的便捷性得以提升，能夠?qū)鹘y(tǒng)建筑材料安裝拆卸的煩瑣性進(jìn)行有效改善。同時(shí)，由于新型材料在應(yīng)用過程中所存在的諸多優(yōu)點(diǎn)，使建筑在構(gòu)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(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)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(jìn)了建筑行業(yè)的發(fā)展。如今，隨著越來越多的科技人才加入建筑材料研發(fā)團(tuán)隊(duì)，新型建筑材料得到了更加深入的研究。近幾年，國內(nèi)已經(jīng)形成了一套較為完善的生產(chǎn)銷售工作鏈。此外，隨著技術(shù)水平的不斷提高，相關(guān)研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)不再完全依賴國外技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)了自主研發(fā)的目標(biāo)。

3 新型建筑材料的主要特點(diǎn)

3.1 功能多樣化

與新型建筑材料相比，傳統(tǒng)建筑材料往往存在種類不全、質(zhì)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(shí)需要慎重考慮。但是，自從新型建筑材料被研發(fā)出來投入使用后，傳統(tǒng)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(gè)建筑的質(zhì)量與安全性，保證了居民居住的穩(wěn)定性與舒適性。

3.2 成分復(fù)合化

新型建筑材料具有特殊性，因此研發(fā)一款新型建筑材料所需的原材料也是多種多樣的。相關(guān)研發(fā)人員需要將各種原材料按照相應(yīng)的比例進(jìn)行混合，通過不斷試驗(yàn)，最終研發(fā)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(dāng)前各種建筑的需求。

3.3 更加節(jié)能環(huán)保

當(dāng)下，節(jié)能環(huán)保已經(jīng)成為社會發(fā)展的必然趨勢，各行各業(yè)都需要不斷優(yōu)化自身的發(fā)展策略以滿足社會發(fā)展要求。只有符合時(shí)代發(fā)展規(guī)律，企業(yè)才能夠更好地發(fā)展。因此，土木工程行業(yè)在發(fā)展過程中，要緊跟社會發(fā)展的腳步，積極貫徹落實(shí)新發(fā)展理念。為了確保此理念順利實(shí)施，相關(guān)企業(yè)必須對建筑材料進(jìn)行研究。傳統(tǒng)建筑材料關(guān)注的重點(diǎn)是人的居住體驗(yàn)，而忽視了居住環(huán)境的保護(hù)，而新型綠色建筑材料不僅關(guān)注了居民的居住體驗(yàn)，還實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保目標(biāo)。

4 對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對新型材料應(yīng)用的問題進(jìn)行探究

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，對新型建筑材料的應(yīng)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(gè)角度進(jìn)行詳細(xì)的分析。

4.1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成本相對高

在具體的建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)相應(yīng)的實(shí)際項(xiàng)目計(jì)算可得知。對新型材料的應(yīng)用，將使整體工程造價(jià)能夠節(jié)約3%~5%。然而，具體施工過程中往往會對諸多各項(xiàng)費(fèi)用予以添加，以此使得新型材料在具體應(yīng)用過程中所存在的成本節(jié)約性無法得到充分的體現(xiàn)。

4.2 新型材料研究報(bào)告的真實(shí)性有待提升

在當(dāng)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(xiàng)檢測報(bào)告主要由材料的建設(shè)單位所編制，使其研究報(bào)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(bào)告的真實(shí)性相對較低，以此使其不能作為施工方在對新型材料進(jìn)行選擇的主要依據(jù)。

4.3 應(yīng)用材料所擁有的優(yōu)勢無法得到體現(xiàn)

目前，由于環(huán)保工作及諸多層面的現(xiàn)實(shí)需求，各級政府及相應(yīng)的項(xiàng)目建設(shè)方均在現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目構(gòu)建過程中，呼吁建設(shè)單位對新型建筑材料予以應(yīng)用。然而，由于建設(shè)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(yōu)質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行綜合探究。由此使其無法對新型材料所擁有的優(yōu)勢予以認(rèn)知，并習(xí)慣于應(yīng)用各類傳統(tǒng)性材料，而部分能夠?qū)π滦筒牧嫌枰詰?yīng)用的施工單位在具體的材料應(yīng)用過程中，同樣會出現(xiàn)諸多現(xiàn)實(shí)問題。以新型墻體材料為例，在部分施工單位應(yīng)用新型墻體材料之后，可能會出現(xiàn)墻體開裂，抹灰脫落等諸多問題，而技術(shù)人員由于其自身無法對新型材料的特性予以了解，進(jìn)而無法對相應(yīng)的問題進(jìn)行積極性的處理，并有可能由于墻體材料所出現(xiàn)的各類問題對室內(nèi)裝修產(chǎn)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(yīng)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用進(jìn)行分析

與傳統(tǒng)建筑材料相比，新型建筑材料所具用的價(jià)格、性能等諸多方面均具有較為突出的優(yōu)勢。舉例說明，高聚物材料以及合金材料的應(yīng)用，能夠使整體建筑材料的綜合質(zhì)量得以提升，使建筑的安全性大幅度提高，新型材料在應(yīng)用過程中同樣可以對朝向、采光以及水文氣候等諸多環(huán)境特點(diǎn)所存在的現(xiàn)實(shí)限制予以突破。由此使建筑在構(gòu)建過程中的環(huán)保性以及實(shí)用性大幅度提升，并且使整體建筑行業(yè)所擁有的創(chuàng)新性得以體現(xiàn)。在具體的建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，對新型建筑材料予以應(yīng)用的方式可用以下幾點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的探究[4]。

5.1 對新型保溫材料予以應(yīng)用

傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的保溫措施是通過增加墻體厚度達(dá)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(xù)使用中可能也會出現(xiàn)各類問題，建筑物的質(zhì)量也無法得到保證。故建筑方應(yīng)該增加新型保溫材料的應(yīng)用，選用綠色自然的新型材料，不僅要隔熱性能優(yōu)越，還能減少污染，降低施工成本。從長期的實(shí)際使用結(jié)果來看，實(shí)用的材料有如下3 種。

（1）生態(tài)玻璃建筑材料。為了保護(hù)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(shí)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(huán)境造成的危害，廢物利用也為節(jié)能減排做出了貢獻(xiàn)，滿足了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(fèi)，節(jié)約水泥的使用，提高了資源的利用率，在提高建筑質(zhì)量的同時(shí)避免了環(huán)境污染，響應(yīng)國家可持續(xù)發(fā)展觀念。

（3）新型真空隔熱板。這種材料的外殼由金屬和紙質(zhì)材料組成，內(nèi)部是充滿了多重多孔結(jié)構(gòu)的纖維內(nèi)倉，具有極強(qiáng)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(fā)展空間也十分廣闊。

5.2 對創(chuàng)新型通風(fēng)材料予以應(yīng)用

為了使整體建筑內(nèi)部的空氣質(zhì)量得以有效地保證，需要使建筑在構(gòu)建過程中的通風(fēng)系統(tǒng)具有高度的流暢性，傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在具體的開展過程中，無法對空氣質(zhì)量較差以及通用效果不佳等諸多問題予以解決，相應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在研發(fā)過程中，對創(chuàng)新型的通風(fēng)建筑材料進(jìn)行設(shè)計(jì)與構(gòu)建[4]。其主要的實(shí)驗(yàn)方式在于應(yīng)用特殊材質(zhì)，對窗框機(jī)器開合器裝置進(jìn)行有效地制作。相應(yīng)的項(xiàng)目在構(gòu)建過程當(dāng)中，其綜合成本相對較低，并且安裝便捷、檢修方便，在應(yīng)用過程中的實(shí)際使用價(jià)值相對較高。通風(fēng)材料技術(shù)其主要原理在于對于窗框上部以及其底部之間進(jìn)行中空通道的預(yù)留，當(dāng)外部氣流從底部通過時(shí)，相應(yīng)的空氣可由中空通道從上部通道輸送至室內(nèi)，通過該種設(shè)計(jì)模式的應(yīng)用，能夠?qū)諝庵苯舆M(jìn)入室內(nèi)時(shí)所產(chǎn)生的不適感予以有效地降低。而通過對中部通道進(jìn)行寬度的改變，能夠?qū)崿F(xiàn)對風(fēng)速進(jìn)行有效控制，以此使室內(nèi)空氣所有的質(zhì)量得以提升，并且使居民的生活質(zhì)量得以提升。而在此技術(shù)的構(gòu)建之下，創(chuàng)新型的新風(fēng)系統(tǒng)得到了進(jìn)一步的優(yōu)化，相應(yīng)的通風(fēng)裝置在構(gòu)建過程中，其主要的核心技術(shù)在于對氣體動力予以利用，并且對風(fēng)的作用面積進(jìn)行充分考量，進(jìn)而形成高壓力差，以此方式構(gòu)建的新風(fēng)系統(tǒng)，其清潔性較高，并且安裝簡單，同時(shí)可借助各類計(jì)算機(jī)軟件以及總體設(shè)計(jì)規(guī)劃的方式，對室內(nèi)環(huán)境與外部條件進(jìn)行綜合探究，對整體建筑物的通風(fēng)率進(jìn)行更加優(yōu)質(zhì)化的提升，使通風(fēng)過程中的節(jié)能環(huán)保效果得以體現(xiàn)。

5.3 對新型隔熱材料予以應(yīng)用

目前，在建筑行業(yè)的發(fā)展過程中能夠?qū)ν该餍透魺岵牧嫌枰詰?yīng)用，相應(yīng)的材料在應(yīng)用過程中能夠與外墻體予以復(fù)合，進(jìn)而形成透明隔熱裝置。從宏觀上來看，該隔熱裝置在構(gòu)建過程中，其結(jié)構(gòu)主要由隔著材料、層外部保護(hù)玻璃、吸熱面層以及透明粘膠予以構(gòu)成。相應(yīng)的隔熱裝置會在隔熱層內(nèi)對核心部分予以構(gòu)建，其裝置材料所具有的表面呈密閉式的蜂窩狀，蜂窩兩側(cè)會有具有高度透明性的隔片進(jìn)行密封，并形成隔熱氣泡。由于空氣自身的熱導(dǎo)性相對較低，而蜂窩狀氣泡能夠?qū)μ柟饽芰坑枰晕?，并且能夠獲得隔熱材料的反射能，因此在應(yīng)用過程中具有較為優(yōu)質(zhì)的隔熱效果。此外，在整體材料的構(gòu)建過程中，蜂窩狀結(jié)構(gòu)會處于整體結(jié)構(gòu)黑色吸熱層的外表面，因此在冬季寒冷條件之下，能夠?qū)κ覂?nèi)溫度所存在的失溫情況予以改善，而在夏季氣溫較高的環(huán)境之下，又可減少外部熱量進(jìn)入至室內(nèi)，以此確保在構(gòu)建過程中，整體室內(nèi)的溫度擁有高度的穩(wěn)定性，使空調(diào)系統(tǒng)以及采暖系統(tǒng)的綜合消耗得以大幅度降低，并且該種材料在應(yīng)用過程中其成本相對低廉，具有較為廣闊的應(yīng)用前景。

5.4 對防水材料予以有效應(yīng)用

建筑在構(gòu)建過程中，需要對其基本應(yīng)用功能予以遵循，諸如遇寒、隔熱、防水等功能，需要作為基礎(chǔ)性的考量內(nèi)容。由此在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，需要對防水材料的應(yīng)用進(jìn)行綜合性的考慮，由于防水工作是整體建筑在構(gòu)建過程中極為重要的構(gòu)件部分之一，在長期以來，對于建筑防水材料所擁有的現(xiàn)實(shí)要求相對較高。當(dāng)前所應(yīng)用的防水材料需要的凝結(jié)時(shí)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(tǒng)性的防水材料進(jìn)行比較，新型防水材料所用的施工操作較為簡單。

6 結(jié)語

在新時(shí)代的背景之下，對新材料以及創(chuàng)新型技術(shù)予以有效地應(yīng)用，能夠?qū)ㄖ袠I(yè)在發(fā)展過程中所存在的諸多傳統(tǒng)性問題予以解決，并且使建筑在過程中所擁有的環(huán)保性與環(huán)境友好性得以提高。建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者需要積極對各類新型建筑材料進(jìn)行研究，并且將各類材料在具體的設(shè)計(jì)過程中予以綜合應(yīng)用，使我國建筑工程行業(yè)所具有的創(chuàng)新性以及環(huán)保性的優(yōu)化，并促進(jìn)整體建筑行業(yè)得到更為優(yōu)質(zhì)化的發(fā)展。