建筑设计中新技术与材料的应用

发表时间:2021/7/8   来源:《建筑实践》2021年 8期   作者:刘昆明
[导读] 近年来,我国空气质量严重下降,各种资源的储备量也在不断地减少,
        刘昆明
        深圳市前海人才乐居有限公司 广东深圳 518000
        摘要:近年来,我国空气质量严重下降,各种资源的储备量也在不断地减少,生态环境已经受到了严重的威胁,人们的生活环境日益恶化。基于此,相关技术人员必须重视建筑工程设计与施工给环境带来的损害,不断开发研究出新材料,提高建筑设计的环保性。同时,施工人员可以结合科学技术的发展不断优化改进施工技术,从而提高各种资源的利用率,减少对环境造成的污染。新材料以及新技术的应用能够有效地改善当前的生态环境,有效改善人们的生活、工作环境,还可以在很大程度上促进建筑行业的可持续发展。
        关键词:建筑设计;新技术;材料;应用
        1建筑设计的原则
        随着时代的更替,人们对于建筑设计的认识与理解也发生巨大变化。建筑的修建为人们提供安全舒适的生活娱乐、工作场所。建筑设计时应遵循安全性、实用性、经济性和可修复性的原则。将安全放在第一位,所用材料应无毒无害,防火隔热,并在施工过程中确保施工人员的生命安全。而大城市中广泛修建高层建筑来适应经济的发展与人口的增加以及土地资源的有限,充分体现建筑设计的实用性,为人们提供舒适环境。与之相对应的是地下空间的不断开发,深基坑技术的有效设计与应用确保建筑基础开挖与结构施工的安全,又可有效确保项目的经济收益与社会效益。其中,建筑工程的施工周期往往都很长,并且施工成本投入较高,有关企业应用尽可能少的手段与方式感知创造,以简洁的形式,来理性客观地反映设计的本质,实现建筑设计的经济性。当建筑物的功能发生变化时,工人只需改造需要改变的建筑空间,而不需要改变建筑物的整体结构,既能节省成本又能减少工人工作量的,大大减少了对环境的污染。因此有关企业在建筑设计时应追求绿色建筑的发展,有效延长建筑使用寿命,获得巨大经济、社会效益。
        2新技术在建筑设计中的应用
        2.1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。
        2.2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。
        2.3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。
        2.4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。
        3新材料在建筑设计中的应用
        3.1?门窗设计
        门窗是建筑的重要组成部分,随着科学技术的不断进步,门窗的材质从最初的木质逐渐发展到现阶段使用最多的塑钢等。铝塑铝复合门窗采用新的设计理念,在原有的铝合金型材的基础上填充了改性PVC材质,从而提高门窗的热工性能。目前使用比较多的还有真空玻璃,通过合理选择玻璃的厚度实现对热量的阻隔,从而提高建筑室内的保温效果。比如,敞开式外循环体系呼吸式幕墙主要使用的是断热型材以及中空玻璃,空气层可以进行空气的流通,针对不同季节的温度变化实现建筑室内温度的调节,为人们提供舒适的居住环境。
        3.2?屋面设计
        在建筑屋面设计的过程中,设计人员需要考虑屋面的导热系数以及屋面的强度,科学合理地选择保温材料。挤塑聚苯板是常见的屋面施工材料,能够有效保证屋面的保温效果,但是,保温板的保温效果与其强度是成反比的,板材的保温效果良好的情况下其强度基本达不到预计,施工过程中容易出现保温板损坏的情况,从而导致施工成本大大增加。泡沫混凝土具有质量轻、强度高的特点,将泡沫混凝土应用到屋面的保温中,可以大大提高屋面的保温效果。同时,为了有效提高屋面施工的质量,施工人员可以在混凝土中掺杂适量的水泥胶结材料,为我国建筑行业的绿色发展提供技术支持。
        3.3?墙体设计
        传统的墙体设计施工的过程中多采用钢筋以及混凝土材料,为了有效降低墙体的设计施工成本以及实现绿色环保的设计目标,设计人员可以考虑使用竹木等天然的施工材料。通过运用自然资源,有利于墙体与地面设计的改造,避免对环境产生不必要的污染以及破坏。同时,设计人员要综合分析墙体的结构特点,根据不同位置墙体的结构以及作用科学合理地选择施工材料。
        3.4?透水混凝土、植生混凝土、清水混凝土的应用
        随着人们创新意识的不断提高,混凝土的种类已经开始趋于多样性。在进行外墙施工的过程中,通过大面积使用混凝土可以提高外墙的稳定性,还能够在一定程度上对外墙起到装饰作用。泡沫混凝土是目前使用最多的混凝土材料之一,这种混凝土的质量比较轻,其保温性能比较好,因此使用的范围相对较广。通过人们的研究与改进,透水混凝土和轻质植生混凝土的强度比较高,同时结构内部的孔隙率比较高,这种材质通常会使用到城市道路等公共场合的施工中。透水混凝土可以保证城市路面不会出现积水的问题,使路面始终保持干燥。
        结束语
        综上,建筑设计中应全面提升项目设计质量,注重新技术与新材料的应用,积极响应国家号召,遵循安全经济可持续发展原则,加强施工质量管理,提升设计人员的专业素养,根据施工现状优化建筑设计,保证方案合理有效,提高市场竞争的公正性与公平性,保障建筑企业长远可持续发展。
        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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