摘要：随着我国经济的快速发展，环境污染日益严重。新技术、新材料的应用不仅能够保证建筑设计的质量，还能使建筑得到更大的效益，与此同时还可以提高环保材料的使用率，减少建筑施工时产生的污染物质，使建筑环境达到了可持续发展。本文根据多年工作实践，对新技术新材料在建筑设计中的应用进行分析，供同行借鉴参考。
关键词：建筑设计；新技术；新材料
1.新技术和新材料在建筑设计中应用的意义
按照当前我国建筑行业发展的能耗状况分析，我国消耗能源的大户就是建筑行业，该行业对能源的消耗占我国总能源消耗的三分之一，所以我国建筑业亟需实施节能减排措施，在设计的过程中，必须对建筑的经济实用性引起充分的重视。建筑设计作为建筑行业的关键环节，建筑设计的经济实用性和用户的经济利益有直接关系，因此，设计人员在设计过程中，应对建筑的实用性和经济性进行综合的考虑。想要让建筑经济实用性得到提升，需要对最新科学技术进行充分的利用，在建筑设计中应用最新的建筑设计方法和新型材料，可以使建筑结构的科学性和合理性得到提升，使建筑成本得到降低。另外在设计过程中并不总以高价新型的材料为选择标准，而应该以建筑物的安全使用为基础，选择性价比相对较高的材料，避免资源浪费的现象发生。所以设计人员设计前期，首先应该认真搜集和建筑相关的所有数据，在保证其准确性的基础上，按照相关标准，分析其定量关系，最后再以经济实用和可行为原则选择最合适的设计方案，并且在质量得以保障的基础上，尽可能降低建设的费用，使设计和施工保持一致，具有重要意义。
2.建筑设计原则
第一，绿色建筑合理性原则。一方面采用本地材料，充分节省建筑材料在运输环节中的资源浪费；另一方面，能够对当地历史文化尊重，在建筑设计中充分汲取人与自然和谐相处的智慧，使得建筑结构设计能够适应地区文化差以及气候变化；第二，对实际建筑中全部消耗合理分析，对建筑成本进行的合理性进行分析，从经济条件方面入手，实现建筑设计中的关键要素协调；第三，绿色建筑环保性原则。减少不可再生资源的利用，例如土地、水资源等，减少环境污染负荷，着眼于长期经济效益。对可再生能源的利用，低能耗、基本实现零排放。
3.新技术在建筑设计中的应用
3.1生态技术的应用
3.1.1在建筑设计工作中，建筑设计时需要在进行正式设计之前，对建筑工程周边环境条件进行考察工作，进行建筑设计必须结合建筑周边环境的实际情况。有效实现建筑工程与生态环境的统一，保证两者共同发展、和谐共处。可以在进行建筑设计时，加入低碳环保的理念，增加建筑物周边的绿化面积，提高绿化植物在环境中的整体比例。
3.1.2进行转变能源的利用方式
在提倡使用可再生的清洁能源的前提下，结合低碳概念控制建筑物内的机电设备运行维护状态，避开或错开使用高峰方式进行环保工作。其次对系统进行更为严格的要求，采用先进的主流技术，必须使系统要经得起时代的考验，要求在操作上简单方便，在性能上成熟可靠，促使监控技术的管理的统一性，使其发挥更高的功效。对低碳概念进行充分利用。比如在应用过程中采取增强建筑外墙保温降低空调能耗以及采取照明控制，通过采用提供同等照度降低耗能，变频调速的技术的产生可有效减少不必要的能源消耗，减少不必要的成本支出。同时加强对其维修保养的力度，保证定期维修，以此来保障其正常运行，降低故障的产生几率。
3.2在设计中加强环保新技术的应用
3.2.1循环水采暖技术应用
在现阶段，我国的采暖措施大多数都会使用热水进行供暖，采暖系统所需要的大量的水资源，使用热水资源进行采暖无疑是对水资源的一种浪费。尤其是在我国还有一些地区处于极度干旱缺水的情况下，更不能在采暖方面去浪费大量的水资源。正因为如此，在针对新型绿色节能施工技术进行一定的改进之后，研发出了可循环用水系统，使用套管，保证管道循环连接，这样不仅可让采暖设备更加有效，还保证了采暖工程的绿色节能。
3.2.2在建筑工程中充分应用太阳能
我国地理环境优越，全国大多数地区都有较为充足的太阳能资源。而太阳能资源作为一种可再生的绿色环保能源，可以在建筑工程大幅度进行利用工作。这也是新型绿色节能技术的一个重要方面，我们可以利用太阳能进行太阳能发电、太阳能加热水资源等。在建筑物和太阳光朝向一致的情况下，利用太阳能进行光电转化，进行对建筑物内的采光，保证白天可利用太阳能进行采光，减少人工照明，节约电力资源。另外，适当地进行对建筑布局的优化，使其建筑物之间的距离都比较适合，提高建筑物集中地区的太阳能采光活动，不仅改善建筑布局还能实现建筑物能够顺利进行空气流通，减少不良的空气，提高建筑物的舒适程度。
3.2.3利用垃圾处理和再生利用新技术的应用
把垃圾转换为再生资源，以往普通的的垃圾处理方法就是进行填埋和焚烧，这种方式会造成空气污染和水资源污染。所以，研发人员不断研发新的垃圾再生技术，应用到建筑设计中，随着科技水平的不断提高，创新出垃圾资源化处理的新方式和新概念，首先可选用菌嫁接方法制成环保型绿色菌肥，把固体垃圾粉末切砖进行二次利用，将白色垃圾进行科技技术消化制作成环保型材料。保证在进行垃圾的再利用后，还能提高经济效益。
3.2.4利用污水污泥处理和再生利用新技术
根据物理化学原理，提高应用的科技水平，在已被污染的水资源中加入凝聚剂，让污水与之充分混合。采用新技术——物理化学凝聚法（LPC法），用固液分离沉降从中提取纯净符合国家标准的净化水。使大部分的水资源可进行再次引用，重复节约了水资源，实现社会生活的可持续发展。
3.2.5优化结构设计的性能
优化结构设计的性能，需要采用概念设计的方式，可根据不同建筑工程的实际情况和对安全性能的标准，进行符合其性能的有关实践。还要使建筑中部分设计能够与整体的设计方式以及理念相吻合，对概念进行理解后，再进行下一步结构设计，保证达到优化结构设计的性能的目的。同时在进行设计优化时，还需要保证设计的合理性，对结构设计中的相关细节进行完善。只有在设计师对设计结构进行全面掌握时，再进行优化结构设计性能方案的制定，才能保障设计的基础牢固没有缺陷，也可在建筑学与力学之间进行平衡分析，保障对结构设计中的性能优化的有关控制。
4.新材料在建筑设计中的应用
4.1保温材料
以往应用传统保温材料的复合保温层结构具有一定的厚度，会造成如加深窗洞、减少层间距等外观问题，采用真空隔热板使这些问题得到有效的解决，它不仅薄而且排放的 CO2也较少。金属和纸质的外壳中间形成真空，并以泡沫塑料、多孔纤维、压缩的硅酸盐进行填充。50mm厚的保温效果和普通矿物棉200mm保温材料相当。作为一种高效、新型的保温材料，真空隔热板的应用前景非常广阔。其中玻璃材料保温技术也是生态节能建筑的重要部分，随着科学技术的飞速发展，该领域不断出现吸热、热反射、调光、电敏感、低辐射、电磁波屏蔽等玻璃材料，设计者们可以把其组合为复合构造形式，以满足生态建筑采光和保温的需求。
4.2通风
当前一种特殊的窗框及其开合装置以低技术含量、低成本迅速成为发展潜力较大的产品。外界的空气由窗框底部进入，再通过其顶部进入室内，防止因空气流动速度过高，使人对过高的气流感产生不适的感觉。内置在窗框的吸收噪音的吸收板，还可以起到避免侵入冷凝水过滤空气的作用，但是这些结构作用有效应用的前提必须是，通过气体动力和风的作用面积形成较大的压力差，和普通窗户一样清洁方便，使用者能够利用计算机和总线系统对通风条件不同的能源消耗进行掌握和控制。
4.3光伏幕墙在建筑外表面的应用
近年来，高层建筑越来越多，对于高层建筑而言，其外表面的材料应用至关重要。由于高层建筑高度制约着建筑材料的应用，玻璃幕墙的应用能够有效的降低建筑总重量。同时高层建筑玻璃幕墙凭借着在建筑中应用的开敞性、通透性等特点在很多建筑中应用广泛，但是随之而来的玻璃幕墙热工性能差，能耗高。在建筑设计中，为了改善建筑材料的人工性能，降低幕墙的能耗，需要在玻璃幕墙的基础上，进行材料技术研发。在经过多年的技术研究下，一种与发电技术相结合的光伏幕墙材料应运而生。该种材料在建筑施工中的应用，能够有效的改善幕墙材料能耗高的问题。最初太阳能光伏发电系统主要应用到建筑屋顶上，在建筑师对光伏外观的积极研发下，能够将光伏系统融入到建筑表皮中来。在实际的材料设计中，将光伏构件与建筑外表面的玻璃、建筑外墙等充分的结合，最终形成了富有创意的光伏幕墙立面形态。如图所示为韩国产业联合总会大厦，该建筑外墙应用的既是光伏幕墙材料。
图1 韩国产业联合总会大厦
该种光伏材料与传统的光伏系统相比优势明显，首先，该种新材料的表皮能够为光伏系统提供较大的面积，增加能源接受面积。在占用土地面积比较小的基础上，节约了大量的光伏系统的结构支撑；其次，光伏部件比较美观能够对建筑外观进行装饰。在建筑外墙装饰环节中能够省去常规的建筑幕墙材料应用；第三，光伏系统能够与建筑外表皮高度集成，将建筑外墙的热工能盖上；最后，从广义的应用角度分析，该种建筑材料的应用能够对电网系统起到调节的作用。
4.4太阳能光伏板的应用
建筑高度越高其能耗消耗越大，将太阳能光伏板应用到建筑设计中，能够提升建筑的能源供应。绿色建筑离不开太阳能的支持，太阳能在建筑设计中应用并不焊件，但是将太阳能材料进行创新，以不同的方式应用到建筑设计中，将会有效的提升建筑设计创新度。例如在墨西哥市内，有一座垂直公园为城市带来了鲜活的动力，在该垂直公园中，将太阳能板铺满建筑楼层，在建筑高度保障的基础上，每层的太阳能板结合起来能够供应建筑室内所有房间的用电需求。该建筑以折叠方式向两侧延伸，在空间上拓展了建筑格局。太阳能板以自由融入堆叠的屋面部件中，这样的设计一方面能够解决能源问题，另一方面还节省了建筑空间。如图所示为垂直公园设计图：
图2 墨西哥市垂直公园设计图
5.结语
综上所述，建筑设计作为建筑工程的一个重要的环节，对于建筑工程的整体起着重要作用，合理地应用建筑新技术和新材料，可以加强建筑工程的整体质量，有效提高其使用效果和提高建筑工程施工效率。同时，新材料和新技术也可使建筑工程更加合理有序地进行工作，更为有效地减少了建筑设计中的缺陷问题。因此，建筑设计人员应要积极学习并掌握新技术和新材料的应用，只有这样才能更好地使建筑设计发挥更加有效的作用，保证工程质量，提高工程安全性。
参考文献
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论文作者:韩忠宪
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/30
标签：建筑论文; 建筑设计论文; 太阳能论文; 新材料论文; 新技术论文; 光伏论文; 材料论文; 《建筑学研究前沿》2018年第16期论文;