新技术和新材料在建筑设计中的应用论文_李巍

新技术和新材料在建筑设计中的应用论文_李巍

机械工业第六设计研究院有限公司 河南 郑州 450007

摘要:随着我国社会和经济的快速发展,建设事业也得到了相应的提高,大量的新型建筑技术和材料被研究和创新应用。特别是生态技术和节能、环保材料在建筑设计中发挥了关键作用,加之人们对能源、环保意识的不断增强,因此对建筑新技术提出了更高的质量和功能方面的要求。迅速发展的现代建筑技术和现代材料,需要我们去分析建筑新技术和新材料发展的一般规律性和方法,拓宽建筑设计中新技术和新材料的应用及创新。基于此,本文主要阐述了建筑设计的本质、建筑设计中新技术和新材料的具体应用,以供参考。

关键词:新技术;新材料;建筑设计;应用

建筑行业的进一步发展过程中,在新技术和新材料的广泛应用下,也对建筑行业整体发展水平有着促进,在节能环保等意识上有着加强,新材料新技术的应用也成为建筑设计的发展方向。特别是生态技术和节能、环保材料在建筑设计中发挥了关键作用,又因为人们对于能源和环保的意识不断的提高,对建筑新技术提出了更高的质量和功能方面的要求。

一、建筑设计的本质

1.1建筑设计的特点及建筑的特性

建筑设计大体上是一种模仿性的工作,建筑设计从思维的层面看,实质是设计的规则和组合技能的运用。而大脑只能做那些它内在已有的(包括即时输入的)和可以组合的东西。建筑设计是建筑构成因子(要素)达到某种均衡的过程和产物构成建筑的诸要素涉及实现功能、经济、文化艺术、形式、技术、材料等方面。从艺术的角度看,建筑的实用效能与其他艺术门类相比,总体上制作所耗的代价之高、之广显然不可比拟,而资源的有限显然决定着最大部分的建筑以实用经济为第一原则。

1.2建筑设计的目的性和原则

近年来无论建筑界或社会上对目前建筑设计中的一些倾向和设计思想的混乱颇有微词,一些大城市的重大项目建设情况已经引起了社会各界越来越多的议论,建筑的目的性再次成为关注的焦点。从本义来讲,建筑是为人类提供一个最适宜创业和生活的空间,它的功能实用性仍然是建筑的第一性。随着不可再生能源的枯竭,环境问题的日益严重,建筑设计的原则要以人为本,最大限度地提高能源和材料的使用效率,减少建设和使用过程中对环境的污染,充分利用新技术和新材料,使得建筑不仅满足了人们的需求,而且不能对我们赖以生存的环境造成负面效应,使建筑和环境都达到可持续、和谐发展。

二、建筑设计中新技术和新材料的具体应用

2.1建筑设计中新技术的应用

2.1.1数字化技术的应用

数字化技术在建筑设计中的应用主要是指利用现代计算机手段提升建筑设计的水平。在建筑设计的全流程中引入数字化技术,包括现状分析、概念草图的规划设计、模型的搭建与测试以及设计图纸的绘制等,都可以使用现代化计算机技术以数字的形式展现出来。数字化技术的应用能够提升设计的效果和效率,例如以3D技术展示或利用计算机进行参数的计算、模型的调整等,另外数字化的存储有利于相关资料的保存及查阅、共享。通过使用数字化技术,大大提升了建筑设计的专业化、科学化和系统化水平。

2.1.2生态技术的应用

近年来,我国城市的发展从“快速发展”的目标逐渐过渡为“可持续发展”的目标,表明了国家对于环境保护、资源有效利用、和谐发展的决心。为了满足人与自然和谐发展的需要,“生态建筑”应运而生。在生态建筑中,使用绿色、环保的材料,同时充分利用光能、风能等自然能源,以满足节约能源的要求。

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(1)生态建筑要求建筑物与自然环境之间的协调关系,在建筑物选址、规划设计和建造过程中要充分考虑和有效利用自然环境的条件,从而在减少建造成本的基础上提升建筑的水平、减少能源的消耗。

(2)为了满足建筑物的保温要求,传统的建筑设计要在建筑的面板和防水层中间添加一层保温材料。但是保温材料的特点是导热性能差、吸水性差和容纳量小,为了保证建筑物的保温性能达标,一般需要选择保湿效果较好的保温材料,同时按照标准要对材料的导热性、吸水性、容纳量等指标进行严格的筛选;材料购置后需要找到专门的场所进行储存,并在储存过程中采取严格的保护措施,以避免材料受到损害;在施工过程中,也要严格按照要求和步骤进行操作,在必要的情况下可以进行试安装确定细节后再进行正式安装。在生态建筑中可以在屋面进行绿化处理或进行倒置式屋面的设计。屋面绿化处理是指在屋面直接进行绿化施工,从而减小建筑物的能源消耗、减少温室气体的排放等;屋面倒置是指将防水层设置在保温层的下方,而不是放置在保温层与屋面的中闻。

(3)在温度较高的区域可以通过遮阳系统的设计来降低整个建筑的温度。遮阳系统具有环保、效能高的特点,不过对遮阳建筑的设计、施工、材料选择等方面都有较高的要求。在遮阳设计的过程中要充分考虑到建筑物所在地的气候特点、房间朝向、房间使用要求等因素,根据综合分析的结果进行设计,另外也要区分永久性遮阳还是临时性遮阳的要求来确定设计方式和使用材料。永久性的遮阳装置有活动式和固定式两种,活动式的遮阳设计可以根据时间、天气、气候、季节的变化进行遮阳板的角度调解,在光照较少的冬季还可进行遮阳板的拆除。常用的遮阳材料包括镀膜玻璃、低发射率膜玻璃等。

2.2建筑设计中新材料的应用

2.2.1在保温材料方面的应用

以往的保温层复合结构由于采用传统的保温材料,所以厚度较大,这就带来了一系列的外观上的问题:窗洞的加深,层间距的减少等等。而真空隔热板很好地解决了这些问题。它的厚度很薄,且CO2排放量小。其外裹有金属和纸质的外壳,壳间形成真空,填充有多孔的纤维、泡沫塑料及压缩的硅酸盐。50mm厚真空隔热板的保温效果相当于200mm的普通矿物棉保温材料。作为一种新型、高效的保温材料,真空隔热板有着广阔的应用前景。玻璃材料的保温技术也是生态建筑节能的关键之一。随着现代科技的不断发展,在这一领域陆续出现了吸热玻璃、热反射玻璃、低辐射玻璃、电敏感玻璃、调光玻璃、电磁波屏蔽玻璃等。设计者可将它们组合成复合的构造形式,来达到生态建筑的保温和采光要求。

2.2.2在通风方面的应用

一种新研制的特殊窗框及其开合装置以其低成本、低技术含量成为极具发展潜力的产品。外界空气从窗框的底部进入,再由顶部进入室内。从而避免过高的空气流动速度,不会产生令人不适的过高的气流感。窗框内置的噪声吸收板,可以同时防止冷凝水的侵入并过滤空气。整个结构作用的前提是,通过风和气体动力的有效作用面积形成足够的压力差。这种结构与普通窗户一样易于清洁。其最大的优点是,使用者可以通过总线系统及计算机掌握并控制不同通风条件下的能源消耗。

2.2.3材料技术与结构技术的结合应用

数字技术时代下的建筑材料变得日益复杂和极大丰富,同时结构技术等的飞跃发展使得建筑空间造型不再受材料和结构的限制,从传统的木结构、石结构到钢筋混凝土结构、钢结构、充气结构以及张拉、悬挂、壳、膜结构等新型技术的发展使建筑无论是在高度、跨度或者是先前未曾有过的地下生态建筑等方面都有了飞跃的发展。新材料新技术的应用使建筑师对建筑的设计手法不再拘泥于传统的韵律、对称等基本手法。

三、结束语

综上所述,相对与建筑设计来说,二十一世纪是追求的是个性、丰富多彩的时代,人们对于自己的生存环境也多了一些认知、多了一些理性的思考和关注。在新技术、新材料推广中应树立“以人为本”的思想,按照适用性、可靠性、先进性、可行性、标准化、可扩充性的要求,从实际出发,按适当超前原则谨慎选择和确定是否在新项目中采用新技术和新材料。对新技术的成熟程度、投资多少,运行收费等都需要认真研究、测算,再作确定。这样才更符合当前建筑设计行业发展,为我国建筑行业的发展奠定良好的基础。

参考文献

[1]黄达明.节能环保型建筑设计和新材料的实际应用探索[J].建材与装饰,2017(37).

[2]甘小林.探讨新技术和新材料在建筑设计中的应用[J].门窗,2017(08).

[3]马丽文.新技术和新材料在建筑设计中的运用探微[J].门窗,2017(02).

论文作者:李巍

论文发表刊物:《防护工程》2017年第24期

论文发表时间:2018/1/12

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