建筑设计中新材料与新技术的应用研究

发表时间:2021/8/19   来源:《建筑实践》2021年40卷4月(上)第10期   作者:骆显文
[导读] 近几年来,随着我国经济的快速增长和科技水平的不断提高,建筑产业的发展空间越来越大。


        骆显文
        郴州规划勘察设计研究院有限公司  湖南 郴州  423000

        【摘要】近几年来,随着我国经济的快速增长和科技水平的不断提高,建筑产业的发展空间越来越大。为更好地满足人民生产生活环境的需要,对建筑行业提出了更高的要求。新技术、新材料作为社会经济发展的产物,在建筑设计中将会得到更深层次的应用。本文对建筑设计作了简要介绍,并探讨了新技术、新材料在建筑设计中的应用。
关键词:建筑设计;新技术;新材料

0.引言
        建筑施工前,设计人员会根据建筑任务和要求,用图样和文件说明建筑物的尺寸、样式、规格、材料、做法等,并会对建筑施工中可能出现的问题进行充分的事前说明,同时尝试为帮助建筑工人建造的方案和问题提供解决方案。建筑工程任务众多,施工环境复杂多样。工程地质、水文等条件因地区而异,给建设项目的设计、施工带来一定的不确定性。将新材料、新技术应用于建筑设计,既能满足居民工作、生活的各种需要,为其提供优质的空间环境,又能使企业获得应有的经济效益,有利于其发展。为了项目开发节约能源扩展。

1.在建筑设计中应用新技术与新材料的意义
        建筑设计涉及到许多学科知识,不但要求设计者有丰富的空间想象能力,而且要求设计者有很强的逻辑思维能力。建筑不仅可以作为一种地方文化,又能通过外在的创造给人以视觉与精神的美。当今的建筑设计中,多数强调可持续发展,即以人为本,建筑与自然和谐共处。既要有前瞻性,又要有经济性,以最小化环境污染为目标,实现建筑的目的。因此建筑设计中要充分利用新材料、新技术,保证建筑设计的绿色环保,提高建筑设计的经济效益。工程设计是工程建设的主要依据,设计方案的科学与否直接影响工程的经济效益。所以在建筑设计过程中,应尽可能地选择最佳的条件和位置,并不断地完善设计和施工方案。建筑采用多种环保技术,在保证建筑质量和安全的同时,满足绿色生产的要求,给用户最好的生活体验。建筑工程消耗大量能源,虽然有些能源可以被再利用,但是房屋和其他建筑的拆除也会造成大量的资源浪费。所以建筑设计应该遵循节约资源的原则,并且要有优秀的设计方案。

2.建筑设计的原则
        随着时代的变迁,人们对建筑设计的理解和认识也发生了很大的变化。建筑为人们提供了安全、舒适的生活、娱乐和工作场所。建筑设计应遵循安全、可靠、实用、经济、可维护的原则。首先,所用材料应无毒、无害、防火、保温,并在施工过程中保证施工人员的安全。为适应经济发展、人口增长和有限的土地资源,许多大城市开始修建高层建筑,这充分体现了建筑设计的实用性,给人们提供了舒适的居住环境。与此相对应的是地下空间的不断开发。有效地设计和应用深基坑技术,既能保证建筑基坑开挖和结构施工的安全性,又能保证工程的经济和社会效益。因此,工程建设项目的工期往往较长,建设成本也较高。关联企业采用尽可能少的手段和方法,用简洁的话语来形成观点,理性、客观地反映设计本质,实现建筑设计的经济效益。在建筑功能发生改变时,只需更换需要更换的空间所室,而不需对建筑整体进行调整,从而节约了成本,减少了工作人员的工作量,大大减少了环境污染。所以在建筑设计中,相关企业应该追求绿色建筑的发展,这样才能有效地延长建筑物的使用寿命,取得良好的经济和社会效益。

3.新技术在建筑设计中的应用
3.1建筑装饰材料作用
        建筑外观由不同的材质和色彩组合,营造出或温馨或奢华或简洁的氛围,使建筑在使用过程中呈现出不同的人文风格,形成一种独特的人文景观。另外,建筑装饰材料还能提高建筑物的功能效果。比如,一些建筑装饰材料能够提高建筑物的湿度、吸声性、耐火性、耐热性。
3.2环保节能型建筑装饰材料的应用
在节能、环保、适居性等建筑设计理念的萌芽与发展中,建筑装饰材料也不断由传统的污染化工产品向环保、节能材料转变。我国建筑装饰设计自上世纪80年代开始逐渐引入、接纳、发展了环保节能思想,目前在环保节能型建筑装饰材料使用方面已经形成了较为广泛的共识, 很多家庭在选用家用装饰材料时,也更注重材料中甲醛、苯等有毒化学品的含量。近几年来,绿色建筑、环保建筑、人性化建筑理念的兴起与发展,使节能环保的建筑装饰材料获得了广阔的发展空间。
3.3应用节能、环保建筑装饰材料
        (1)顶面装饰材料
        软膜天花是19世纪在瑞士出现的建筑装饰材料,上世纪90年代中期被引进中国。采用PVC专用材料制成,耐火性强(B1级),节能(聚氯乙烯隔热性能较好)。具有保温、抗菌、防水、色泽多样、易安装、抗老化、安全环保等优点。因此在当今许多建筑室内装饰设计领域比如酒店客房、写字楼等办公场所、会议大厅、歌剧院等方面都有很好的应用。
此外,在当今许多酒店、歌厅、酒吧、会议厅等建筑顶部的装饰设计中,使用 LED灯具也带来了很好的节能效果。虽然LED灯具的成本比传统灯具高,但是LED灯具的平均日耗却是传统灯具的五分之一。
        (2)墙面装饰材料
        硅藻泥主要成分为二氧化硅、蛋白石及其变种,在我国分布较广,且储量巨大,以硅藻土为主要材料的硅藻泥涂料,在装饰内墙时具有传统型建筑装饰材料不可比拟的优势。用硅藻泥作内墙涂料时,不会产生有毒有害的甲醛、苯等物质,因为材料本身无毒无害。所以,建筑材料在使用过程中不会对人体造成很大的伤害。也不会对从业人员产生较大的职业危害。因为硅藻泥漆本身具有很好的物理吸附和离子交换性能。因此硅藻泥涂料在装饰应用中具有良好的环保和安全性能。
        (3)地面装饰材料
        目前,许多公共建筑都采用天然石材地板作为地板装饰材料,以满足防火、耐用、安全、防滑、易清洗等方面的要求。但由于天然石料普遍属于辐射性材料,且由于其密度、硬度等不足,以及经济耐久性差。

所以,在酒店和其它建筑物的许多室内地板装饰中,多采用人造地板装饰用作地板材料,以人造石材为地坪材料,其机械加工尺寸比较统一,彼此间的连接及拼接更方便,组合式时不易产生较大的缝隙,由于人造石材在生产加工过程中适当添加改性材料,使其除满足地坪使用的力学抗压性能外,还具有不怕潮、耐酸碱、色泽各异等特点,因此其适用范围更广,应用范围更广,效果更显著。既能减少建筑垃圾的排放和污染,又能大大减少自然界不可再生资源的过渡攫取和浪费。
3.4在建筑装饰中使用新材料的前景
        环保型、节能型新材料将成为装饰设计的主流。传统装饰材料在很多方面具有新材料所不具有的经济、廉价、取材方便等特点,因此传统装饰材料在现在和将来仍在建筑装饰中扮演着重要角色。同时,将新材料与传统材料结合起来,最大限度地降低了工程造价,缩短了工期,降低了工程难度,满足了建筑的装修要求,同时提高了用户体验。

4.建筑装饰设计中新技术的应用
4.1生态技术
        就建筑工程而言,生态技术贯穿于整个建筑工程,并且在尊重自然的基础上减少了自然和人为的变化。生态技术既能最大限度地优化室内和室外环境,降低能耗,又能最大限度地调节生态环境,避免生态破坏。当前,在建筑设计中所采用的自然照明技术就是对自然光源进行有效的利用,极大地提高了电能的利用率,满足了建筑节能、环保的要求。其次,我们在日常生活中经常遇到的路灯采用太阳能技术,主要是利用太阳能进行光电转换来提供电能。与此同时,将太阳能等生态环保技术引入到建筑设计中,可以在一定程度上减少污染、噪音等,减少雷击、火灾等安全隐患。
4.2环境保护技术
        环保技术与生态技术具有一定的区别,环保技术实质上指是在建筑设计和施工中减少资源浪费。我国作为人口大国,人均资源利用水平相对较低。将环境保护技术应用于建筑设计,可以改善这一问题,降低资源消耗。当前,在建筑设计、墙体保温、新能源等各个领域都广泛采用保护技术。举例来说,保温技术已应用于窗户和外墙的保温,能够有效地控制室内温度,从而减少使用设备时的能源消耗。在建筑设计中应用新能源技术,推动建筑向绿色、环保、节约建筑能源的方向发展。屋顶节能技术也是当前较为重要的技术之一。屋顶结构除了可以为建筑提供支撑、起到防水效果,并且还是重要的传热平台。所以设计者必须重视屋顶节能技术的有效利用。其中,倒置式屋面技术是目前建筑设计中普遍采用的屋顶节能技术,也是提高屋顶绿化效果的有效建筑技术。倒置式屋面技术就是将屋面的防水层与保温层位置互换,该技术简单易行,成本低,工期短。对提高住宅保温性能和有效防止防水层腐蚀有重要意义。其次污水污泥的处理和资源化技术,根据物理和化学的基本原理,将絮凝剂添加到被污染的水资源中,可以使水中的污染物在重力作用下凝结、滴落,从而实现污水的净化和再利用。
4.3数字智能技术
        将计算机物联网控制技术应用于实体建筑之中,可以实现对实体建筑的远程控制。数字智能技术应用于建筑设计,可以全面提高建筑的先进性。能最大限度地优化调整室内外的环境。数字化智能技术在建筑设计中有两大优势:一是它能对建筑物本身进行远程控制,利用智能电器使建筑物保持在预定状态;当前,数字化、智能化技术对实体建筑的控制力仍具有一定程度的限制。但是其可以加强建筑的技术效果和提高人们生活中的智能。因此在进行建筑设计时应充分考虑室内设计中数字智能技术的影响,做出适当的调整。
4.4 BIM技术
        (1)BIM技术及其特点
        BIM技术是20世纪70、80年代提出和发展的一种数字仿真工具,该技术是利用计算机进行工程设计和施工管理。利用参数模型对各项目的相关信息进行集成,用于项目规划、运输和维护。通过整个生命周期内的共享和传输,工程技术人员可以正确理解并有效地响应各种建筑信息,从而为设计团队和包括建筑公司在内的建筑实体的协作工作提供协同工作的基础。
        (2)BIM技术在建筑装饰设计中的应用
        首先根据装修设计要求和总体工作框架,以及建筑物的整体工作框架,建立建筑物的三维信息模型,再将其分解为室内装饰、墙面装饰、地板装饰、天花板装饰、阳台装饰等。然后完善每一部分的划分,建立专业的精装模型。最终,将各模块的精装模型进行碰撞合并,实现整体调整优化。
        (3)BIM技术的优势及未来发展
        随着 BIM技术的应用,逐步实现了“设计—工厂制造—现场安装”模式。把项目的全部工程数据集成到仿真平台上。供货商、设计师、业主和施工单位都使用同一信息平台。利用这一平台,可获得更为完整的数据,大大提高各项目主体间的协调效率。
        BIM技术和二维工程图相比,在后期维护保障上有其独特的优势。把所有的数据整合进最终的3D模型中,能够更精确地描述隐藏系统或者隐藏物品的相对位置,而且维护也很简单。另外,一旦新设施或系统需要添加或修改时,它们可以直接在模型上进行修改图,极大地提升改造的设计出图效率以及出图质量。

5.结束语
        在科学技术日新月异的今天,全球化的融合进程不断深化,建筑设计理念不断更新,人们对设计的认识也在发生变化。传统的设计方法在技术发展到一定的水平后,很难满足实际的需要。因此需要寻找合适的设计方法。新技术、新材料在这个过程中起着不可替代的重要作用,甚至很多新的设计方法都是以新材料、新工艺为基础的。所以在建筑设计中,必须重视新材料新技术的应用,才能适应建筑发展的趋势,提高建筑质量。

参考文献
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