建筑设计中新技术和新材料的应用解析

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年2月第6期   作者:陈树强
[导读] 建筑新材料、新技术的在现代科技信息社会背景下取得了一定的发展
        陈树强
        身份证号:33030219900518****
        摘要:建筑新材料、新技术的在现代科技信息社会背景下取得了一定的发展,并且未来朝着多元化、生态节能方向进一步改进。在建筑设计中积极利用新技术和新材料能够推动建筑行业朝着绿色节能方向进一步发展,有助于企业经济效益的提升,有助于建筑行业和生态环境的和谐发展。
        关键词:建筑设计;新技术;新材料;应用
        1新技术在建筑设计中的应用
        1.1数字技术的应用
        在建筑设计中,数字技术的应用主要体现在基于BIM设计工具的建筑设计工作中。其中,BIM从字面上来看,是建筑信息模型的英文缩写,在建筑设计领域中,是指Autodesk所创造的电脑设计辅助工具,其能够以三维模型的形态,将设计方案直观、详实地显示出来,能够提高设计工作效率,增强整体设计方案的合理性。根据ResearchAndMarkets的调查数据显示,截至2019年,BIM建筑设计及其配套的数字孪生市场已经达到了52亿美元,预计将于2026年,实现14.5%的复合年增长率。从本质上来看,BIM技术源自于2D、3D设计技术,工作者通过在软件上,输入具体的设计参数,结合简单的数字图像绘制操作,即可构建出一个完整的三维立体数字化建筑设计模型。而BIM工具所显示的设计模型与设计完成效果一致,使设计者能够较为直观地发现设计中存在的不合理情况,并及时加以修正,提高建筑设计质量。此外,相较于平面显示的建筑蓝图,这种三维显示的设计方案模型,能够为施工人员提供更加精准、详实的指导,有助于后期的精准施工,增强建筑设计方案效用。
        1.2环保技术的应用
        在设计中,环保技术的应用旨在提高建筑材料的利用率,增强建筑工程的节能环保性能。在此过程中,环保技术在设计中的应用主要体现在保温节能、新能源利用。在保温节能方面,设计者通过改善建筑物整体的通风、采光结构,来降低温度散失量,能够帮助使用者减少为了维持室内温度恒定而消耗的能耗,达到环保的效果。在新能源方面,设计者通过在建筑结构中加装新能源利用装置,并设置配套的能源供应设施,可以实现用清洁新能源,代替一部分传统能源,来支持建筑物内部设施的运行,落实环保建筑设计技术。以太阳能建筑设计为例,在该设计中,设计者会将大量的光伏发电板,设置在屋顶上,然后将光伏电力接入供电设施处,以使用光伏发电电能,为建筑物内部的供暖、制冷提供能源,这样可以节省大量传统的火力发电电能,减少煤炭的消耗,降低环境污染,有助于建筑设计领域的可持续发展。
        1.3装配技术的应用
        装配技术是指采用吊装等安装施工措施,将预制好的钢筋、混凝土构件,进行装配组合,形成建筑整体的建筑施工技术,将该技术应用到建筑设计中,能够提高后续施工效率,缩短施工周期,有利于建筑产业化的发展。在建筑设计中,装配技术一般被应用在前期的建筑结构设计中,以及后续的建筑施工组织设计中。在此过程中,设计者需要先遵循标准化的设计原则,将建筑结构构件,设计为适合工厂化预制生产的形态,并注明各项结构构件尺寸等参数。然后,再将构件装配施工具体规划安排,以及操作要点,编写到施工组织设计中,以指导后续的施工,实现装配设计技术。在装配式建筑设计方案中,由于大部分结构部分都可以统一、机械化批量生产,减少了大量的现场施工步骤以及材料运输费用,同时,也避免了这些环节中存在的浪费,使工序更加简单、质量更加可控,全面优化建筑设计方案的效用。
        1.4智能技术的应用
        从本质上来看,智能技术是一种由大数据技术、物联网技术等多种信息技术组成的集成技术,将其应用到建设设计中,能够增强设计方案的科学性与合理性,而且可以大幅提高设计工作效率,有助于建筑设计领域信息化进程的深入推进。一般来说,智能技术主要应用在建筑结构设计、施工设计中。其中,在结构设计中,设计者利用以AI驱动的云端建筑信息格式(即ABC格式)来进行设计,可以实现数模规一体化,并在AI技术的辅助下,随时围绕设计方案,开展大数据对比分析,然后借助云计算,将对比分析所得出的底层数据结果反馈到智能化生成上。

通过云端渲染显示方案数据,以便于开展可视化的数模规实时、联动编辑,保证设计方案的科学准确。在施工设计中,设计者可以基于物联网技术,设计一个智能化现场施工管理平台,以实现噪声扬尘监测、设备性能检测、视频监控等,保证现场施工规范性,增强施工组织设计效果。
        2新材料在建筑设计中的应用
        2.1通风设计材料
        建筑的朝向、通风等情况是居住和办公环境设计需要重点考虑的问题,尤其是通风,对建筑内部的空气质量、空气环境等都会产生较大的影响,建筑设计中重要环节之一就是通风设计。此时,需要将通风新材料的优势充分发挥出来,将通风系统的合理性提升。在建筑通风设计中,可以做好新型门窗开关位置的选择,在保证空气循环效果的同时尽量将气流压力减小,将居民生活品质提升。
        2.2石膏砌块材料的应用
        石膏砌块材料是一种用工业副产石膏加工的砌块材料,其具备可循环利用的优势,而且重量轻、尺寸稳定、防火阻燃性能佳,因此,逐步成为建筑设计中的热点新材料。此外,石膏砌块材料的导热性能与木材相似,并具备毛细结构,能够吸附存储空气中水分,再根据湿度变化情况,进行水分释放,以维持建筑物内部空间的舒适度。在建筑设计中,常用的石膏砌块材料规格为长600mm、高500mm、宽60~200mm,其中,宽60mm的石膏砌块只能被用作存在隔音要求的管道井壁建设,或将其与其他厚度砌块,共同设计为隔墙结构,但禁止将其单独设计为隔墙材料,以保证隔墙结构的稳定性。若遇到湿度能够长期达到90%以上的建筑结构空间,设计者则应采用防潮砌块,并为其设计配套的防水方案,以保证设计方案的整体效果。
        2.3真空隔板材料的应用
        在建筑设计的视域下,真空隔板属于一种保温新材料,其相比传统的泡沫苯板等材料,具有更长的使用寿命,而且其导热系数在0.0023以下,隔热性能良好,同时,也没有传统保温材料的易燃缺陷,因此,被广泛应用于建筑的保温结构设计中。就目前来看,该材料已经成为现代建筑的主要保温材料。在此过程中,由于建筑保温结构需要直接结构外界环境,其要具备足够的温度变化稳定性,以免热胀冷缩程度过大,影响保温结构的可靠性,而真空隔板材料能够在-40~70℃的范围内,保持尺寸稳定,可以有效满足该项需求,而且还具备一定的力学强度,能够承受风力、外物的冲击。
        2.4金属雕花板材料的应用
        金属雕花板材料是建筑装修设计领域中的新材料,其最大的优势是集保温、防水、抗震、防冻、隔音、装饰、轻量等多种性能为一体,可以满足设计者对建筑材料的多种要求,提高建筑装饰设计水平。其中,该材料最为突出的优势是其广阔的使用选择空间。现阶段,金属雕花板材料存在木纹、文化石纹、桔皮纹等上百种色彩和纹路可选择,而且其涂层可达到10年不脱色的效果。在具体的施工操作中,施工者通过利用板材之间的凹槽进行承插对合即可完成板材的组装,有助于施工效率的提高。
        2.5照明节能材料的应用
        建筑主要能耗之一就是照明系统,照明系统需要耗费大量的电能维持其正常运行,所以可以从照明节能材料入手实现建筑节能降耗。为此,设计人员要加强建筑工程所在区域自然环境分析,加大自然光源的利用,同时重视选用节能材料,加强智能控制技术的应用,在保证正常照明的同时达到节能的效果。
        3结语
        综上所述,增强新材料、新技术的应用效果,有助于建筑设计效果的优化。在设计中,借助新技术可以提高设计工作效率,为工程施工的高质量完成奠定基础。同时,新材料的应用也能够增强各部分建筑结构的性能,保证建筑物内部空间的舒适性,提高居民质量水平。
        参考文献
        [1]钟彦锋.新技术和新材料在建筑设计中的应用[J].科学技术创新,2020(22):136-137.
        [2]林颖.试论新材料和新技术在建筑设计中的应用[J].绿色环保建材,2020(8):5-6.
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