新技术和新材料在建筑设计中的应用

孙维新

青岛市北城市建设投资有限公司 山东 青岛 266011

引言

伴随着我国社会的不断发展，为了充分满足社区居民的需求，建筑设计必须进行一定的结构优化，期间需要将新材料和新技术融入建筑设计过程中，使其能够相较于传统的建筑设计类型呈现更大的优势。有相关数据专家统计，相对于其他传统的现代建筑设计方案，融入新材料和新技术的建筑设计方案不仅可以大幅节约30%左右的设计成本，从而深入研究挖掘现代建筑材料资源的综合利用率，提高现代建筑材料企业的社会经济效益，保证其经济可持续性健康发展。另一方面，从我国人民的切身角度利益出发，将新材料和新技术融入设计方案中，也可以更好地充分满足我国人民对现代建筑功能的大部分功能要求。由于传统的现代建筑设计已很难完全满足现代人们的各种心理功能需求。

1 新技术在建筑设计中的应用

1.1 BIM智能技术的应用

现阶段的经济发展和科研技术，均表现为快速进步的状态，想要在未来的工作中取得更好的成绩，要全面落实优化技术。例如，针对建筑设计的开展，有效实施BIM技术，能够针对多方面问题做出良好的改善、解决。BIM技术的应用过程中，虽然表现为虚拟化的特点，但是能够对多方面的数据、信息开展良好的借鉴、吸收，促使建筑设计的体系更加健全。针对各种BIM设计技术能够做出良好的技术应用，还可以充分通过观察各种建筑工程结构设计技术是否真的能够长久提供服务。现如今的各种房建建筑工程，必须在实际使用中的年限上有效的进行提升，如果实际使用中的年限周期过短，则容易导致建筑资源的严重利用浪费。以针对BIM设计技术应用为主要依托，可通过发掘分析建筑工程结构设计的各种年限控制影响周期因素，执行具有针对性的控制手段[1]。

1.1 智能控制技术的应用

在当前智能技术不断优化发展的背景下，各类电气技术运用于智能建筑的频率也在不断提升，其主要是以计算机作为控制中心，在建筑内整体布线和终端连接信息，以此建立不同的空间信息有效连接，进而为降低建筑内部的能源损耗提供支撑。在建筑节能设计中，供配电系统是建筑能耗的关键部分，因此在建筑节能设计过程中，设计人员应根据设备的性能特点、用电负荷和容量进行合理的设计和选择。为保证在实际应用中降低能耗，进一步保证建筑用电的安全性和合理性，对建筑物的串联配电系统进行控制，保证在规定的范围内，如果用户相同，高压配电技术在两级范围内，低压数字控制系统为分三个阶段，有效控制能耗，供配电系统主要采用两路进线，保证两路供电的一致性，最大限度地降低线路能耗。同时还将从新功能的开发和工作流程的上实现不断优化，室内照明采用节能设计，在灯具节能设计中，可根据光源和灯具的情况进行选择和布置，在光源的选择上，一般选用LED照明，因为这种照明方式影响环境保护，同时也能够更好地具备寿命长、节能性能高的特点。

1.2 生态环保新技术的应用

为了更好地契合现代绿色环保理念的发展需求，在建筑设计的过程中更加需要注重生态环保新技术的融入，充分将建筑内部多种元素融合起来，进而使其整体的绿色环保性能能够得到凸显。在地域性绿色建筑设计中，可以应用BIM技术针对室外的环境展开一系列的分析和探讨，有关分析内容一般情况下主要指建筑表面风压、室外风环境等内容。针对建筑表面风压的内容，需要结合当地的气象特点展开合理设计。这是因为在不同地区之间，天气特点也会有所不同，此外一旦在设计建筑的时候，要是出现不合理的状况，很容易促使建筑表面某处风压存有过大的问题，若是再经过较长的一段时间，很容易导致建筑的结构功能、性能发生重大故障和影响。但是这时候，可以在其中应用BIM技术，结合实际状况，针对建筑的表面风压展开分析计算，根据相关数据信息不断改善和优化建筑的设计方案。例如在进行一栋建筑物设计的时候，它的南侧方位的基本是低矮的建筑群，并没有高大建筑，同时该建筑物面朝湖泊，夏季时节，常有东南风。因此对该建筑物进行模型实时模拟的时候，我们能够清楚发现处于这个风场的建筑，其迎风面的风压大于2.2帕，并且调查分析能够发现，建筑的顶部位置是建筑风压的最低值。因此为了较好减弱风压，可以在建筑的顶部位置设计一处天窗。针对室外风环境，能够依据软件，对建筑周围的环境以及建筑物的形体展开模型的建立，有效实现建筑结构的优化。譬如针对某栋长约260m的建筑，我们在经过一定的分析模拟计算，能够清晰得出结论，长形建筑很容易改变建筑周围风速，又或是导致建筑周围环境发生局部死区，影响室外环境。可以基于BIM技术，将其和建筑附近地形进行科学合理的结合，不断优化建筑形体，将其适当转变为曲面，有效改善室外空气流场，增强人们在室外活动的舒适程度[3]。

1.3 节能新技术的应用

建筑设计中新技术还体现在节能方面，期间设计人员需要基于不同的能源损耗问题制定相应的控制策略，以此更好地达到节能降耗的最终目的。其中建筑立面设计应与外遮阳设计充分结合，明确太阳光的折射角度和偏移范围，保证外遮阳设计实用。一般来说，水平遮阳扩大了遮阳的范围，它是通过混凝土与金属百叶窗等构件组合而成，提高了散热空气的散热率，从而达到节能的目的。太阳能作为一种新型的清洁能源，广泛应用于城市建筑中，既不会对自然环境造成污染，又能在更大范围内实现经济效益最大化，促进绿色建筑的可持续发展。但是在建筑设计过程中，应该根据实际情况对建筑结构进行优化，比如在不同楼层、朝向的情况下，应该根据住户的实际需要安装太阳能热水器，从而达到能源利用率最大化。因此需要将太阳能集热板作为太阳能设备的关键部件，安装到不同楼层的太阳能设备上，使冷水能够快速加热，在这个环节上，建筑的管道设计应该安装在阳光最好的地方，以便更好地接收太阳能。这说明在建筑设计过程中，应该充分考虑各方面的因素，才能更好地保证太阳能设备的正常运行。使用太阳能供热还能更好地实现资源的合理利用，从而减少对环境的污染，达到绿色可持续发展和提高建筑功能的具体应用[5]。

2 新材料在建筑设计中的应用

2.1 新型墙体材料的应用

新材料的使用在建筑设计中起到了很大作用，许多新型墙体材料的使用，可以很好地实现对墙体功能的改善，不仅能提高其稳定性和强度，而且能在保温隔热等方面发挥积极作用，成为当前颇受关注的重要内容。在新型墙体材料的应用上，针对其不同的功能需求，目前同样出现了许多新的类型，可供设计人员灵活选择，如陶粒砖、纤维石膏板、充气砌块等，在建筑工程中的墙体构件中起到理想的作用，不仅不会给环境带来严重污染，而且显著地体现节能效益。诚然，现阶段建设工程项目中较为常用的混凝土材料要进行创新优化，从积极引进新原材料、优化配合比入手，不断提高其施工应用性能，同时也是目前建筑设计中较多采用的混凝土材料创新，从积极引进新原材料和优化配合比入手，不断提高其施工应用性能，也是目前建筑设计中较为常见的重要方法。对目前钢结构建筑优化设计而言，同样可优先使用某些新钢材，促使它在轻质量、高耐久性等方面发挥积极作用。例如，在钢质材料中加入一些微量的元素，就能在钢材料的表面形成良好的耐蚀性，从而表现出较强的耐久性，可用于钢结构建筑中。

2.2 新型保温材料的应用

对于常见的建筑设施，其建筑本身的保温特性是十分重要的，因此这也是节能环保材料在建筑设计中的重要切入点。良好的保温特性可以保证建筑室内有恒定的温度，这不仅可以让建筑的温度容易调节，可以时刻保持一个恒定的状态，减少对室内温度控制的能耗，也可以使得建筑与外界环境存在明显的区别，为人类提供更加舒适的居所，加强建筑的利用特性。常用的建筑节能环保保温材料隔热铝合金、平开多腔室塑料门窗、双层隔热玻璃，等等，通过对这些良好保温材料的合理利用，可以极大程度上保证建筑的保温性能。灵活应用各种保温材料，可以很好地提升建筑的保温特性，但从建筑设计方面来说，这还未将保温材料的节能潜力发挥到最佳，要获得更佳的节能效益，还要结合建筑功能进行合理设计，用特别的建筑结构进一步展现保温材料的建设优势，将建筑材料的作用发挥到最大。例如，要保证窗口的较好保温性，可以通过调整窗口与墙面的不同尺寸配比，从而寻找合适的建筑窗口，既保证建筑的通风性能良好，同时也侧重建筑的保温性做出积极尝试。将践行可持续发展战略的建筑设计途径结合建筑的不同功能进行合理安排，这样不仅可以深入落实建筑的节能环保功能特性，而且也加强了建筑的功能性，这对于整个建筑的建设都是成功的尝试。提供良好的保温特性对于很多公众场所的建筑建设都有着重要的意义，这可以进一步提高公众场所的舒适度，为一些社会活动的开展提供良好的场地[4]。

2.3 新型防潮材料的应用

对于一些地下的或者楼层第一层建筑来说，建筑的防潮性是建筑特性十分重要的关注点，如果对建筑的防潮问题不得到解决，将会影响到建筑的整体使用性能，所以在节能环保材料的应用中，也可以以防潮性为重点，作为建筑设计的切入点。为了满足低碳的要求，在实际进行设计工作的过程中需要注意在传统设计思路上进行革新。一般的楼层建筑都会采用瓷质地板砖作为地面的铺设材料，但是瓷质地板砖的防潮性能却不佳，这就要求在楼层的地面设计上，运用其他的方式加强建筑的防潮性。可以通过对楼层地面加设专门的加热层，从而整体提升建筑地面的防潮性。对于地下或者地面一层的建筑，在建设前的地基建设中就要注意隔离土地，可以通过在地面铺设防潮膜的形式，切断地面与楼层地面的联系[2]，从而加强建筑的防潮特性。防潮特性的加强不仅提高了建筑的应用特性，同时也改善了建筑的内部环境，这对于建筑的空间应用有着重要意义，同时也满足了建筑节能、环保的实际要求，满足碳中和对于建筑设计的需求。可以为人类社会提供更多的生存空间，使得自然土地在特定建筑设计和节能环保材料的介入下，拥有释放更多的利用价值。对建筑防潮层的铺设，不仅保留了建筑的原始成熟加工工艺，同时也对传统施工理念进行了新的改造，这对于建筑设计工作来说也是时代发展的创新理念。

3 结束语

总而言之，在现代化社会理念不断发展的背景下，将新技术和新材料融入建筑设计过程中将能够更好地凸显绿色环保地理念，进而为提升建筑设计方案的整体效果奠定良好基础。现阶段，在建筑设计过程中更加注重绿色环保理念以及节能降耗理念地融入，同时还需要基于新型墙体材料、新型保温材料、新型防潮材料、新型植物纤维材料的应用使得整体的建筑性能能够得到优化提升，为人们提供更加舒适、人性化的居住环境。