建筑设计中新材料与新技术的应用研究
摘要
关键词
建筑设计;新技术;新材料;生态建筑
正文
引言
科学技术的飞速发展极大程度的改变了当前我们的生活模式。尤其近些年,对自然资源和环境的保护成为了建筑业一个非常关注的话题。而在对建筑环境进行设计的过程中,从方案设计到施工落地整个工程周期都需要大量资源的应用。在当前这种情况下,就必要将新技术和新材料应用到建筑设计中,这样才能够推动建筑设计的长远发展。而就当前的应用以及设计情况来看,在保证人们实际生活需要的同时,也要最大限度地提高新技术和新能源的使用效率。本文就结合当前行业发展的实际情况,对当前新技术的应用情况进行分析和探究。
1新材料、新技术在建筑设计中的作用
新材料和新技术在建筑设计中起着至关重要的作用,它们为建筑行业带来了许多创新和改进。以下是它们在建筑设计中的主要作用:可持续性和环保:新材料和新技术的研发使得建筑设计可以更加注重可持续性和环保。例如,使用可再生能源、高效的隔热材料、节水设备等,有助于减少对环境的影响,降低能源消耗和碳排放。结构强度和耐久性:新材料的研究使得建筑物的结构更加坚固和耐久。高性能混凝土、增强型钢材等材料可以提高建筑的抗震、抗风、抗火等性能,增加建筑物的寿命和安全性。能源效率:新技术的应用帮助建筑师设计更加能源高效的建筑。智能建筑管理系统、光伏发电、节能照明等技术可以减少建筑的能源消耗,降低运营成本。空间创意和灵活性:新材料的特性和可塑性使得建筑设计更加创意和灵活。例如,可弯曲的玻璃、轻质结构材料等可以创造出独特的建筑形态和空间感。用户体验:新技术的应用改善了建筑物内外的用户体验。智能家居系统、自动化控制设备等提供了更加便捷和舒适的居住和工作环境。快速建造和节约成本:一些新技术和材料可以加速建筑施工过程,如预制建筑、3D打印技术等,从而降低项目的建造成本和时间。美学和文化表达:新材料的外观和质感为建筑设计带来了更多的美学表达方式。建筑师可以利用独特的材料来展现建筑的文化特色和个性。
2建筑设计中新技术、新材料运用的基本原则
2.1 遵循经济性原则
在我国产业体系中,建筑业占据着主导地位,建筑业日后发展方向也决定于我国社会经济水平、生产力提升程度。鉴于此,在促进建筑业可持续发展的今天,不但要根据建筑兼容建设的基本要求,还要考量经济效益等方面。然而,建筑设计需要在符合建筑设计标准的基础上进行经济效率考虑。在设计过程中,不但要对新材料的基本性能加以考察,还要根据新技术运用效果加以斟酌,以便确保其技术和材料都满足经济性原则,才能为建筑工程项目带来可观的经济效益,促进建筑业长足稳定发展目标的实现。
2.2 遵循和谐性原则
建筑工程项目建设的主要目的,就是通过建筑施工建设,为社会大众创造和谐的居住环境,使人类社会与自然环境和谐发展。可见,人类社会在实际发展建设和自然存在相互影响、相互融合、相互连接的关系。为此,在建筑工程设计时,应该注重对附近环境、建筑共生问题的考量,提高建筑设计工作者的节约环保观念。遵循和谐性原则,能够使新材料与新技术满足建筑设计的基本要求,使建设效果可以和自然环境融为一体。
2.3 遵循因地制宜原则
在建筑材料选择过程中,不一定必须全面应用高品质的新型技术与新型材料,盲目追求新型材料的建筑设计,容易对建筑工程整体美观性、功能性带来不利影响,起到适得其反的效果。为此,需要对不同新型材料、新型技术环节加以综合考量。例如,在我国北方对电路设计进行优化时,针对居住环境的安全,可运用地暖新技术手段,而南方地区因四季温差比较小,利用地暖新技术手段会造成电力资源、热力资源的浪费,为此在建筑设计时,应遵循因地制宜的基本原则,才能确保新技术、新材料选取的可行性、可靠性。
3新材料在建筑设计中的应用
3.1节能材料
节能材料是一类新型的材料,它们具有优异的力学性能,并能够适应复杂的环境变化。目前,市场上出现了多种节能材料,如纳米材料、再生骨料混凝土、钢结构等,它们都可以有效地减少能源消耗,提高环境质量。这些材料具有卓越的轻量化、高强度、耐久性等,能够有效减轻建筑物的重量,提升其抗震性能,延长建筑物使用寿命也给予了肯定。特别值得一提的是,钢结构作为一种成熟的结构体系,具有显著的优势,它可以有效减少钢材的使用量,减轻建筑物的重量,从而降低地震灾害的风险。此外,再生骨料混凝土作为一种新型环保材料,可以有效地解决天然骨料日益枯竭的问题,从而减少环境污染,保障人体健康也对此给予了高度的重视。
3.2保温材料
保温材料是一种用于抵御室内外温差的材料,其中常见的有聚苯板、聚氨酯泡沫塑料、岩棉板、珍珠岩板和玻璃纤维网格布等。聚苯板具有良好的隔热性能,可以有效阻挡夏季高温的热量传递,从而达到节能减排的目的。在寒冷的冬季,聚氨酯泡沫塑料可以释放出大量的热量,从而提高室内温暖度。珍珠岩板和岩棉板都是无机保温材料,具有不燃、导热系数极低等优点,可以用于各种建筑物的墙体保温,为室内提供舒适的温度和保暖的空气。
3.3通风材料
通风材料是指那些可以有效地排除室内有害气体的材料。当前市面上常见的通风材料主要包括百叶窗、竹木复合门、铝合金型材等。这些材料具有材质轻、强度高、易加工等特点,可以快速地排出室内污浊空气,保证室内空气清新宜人。例如,在厨房和卫生间等区域安装百叶窗,可以有效地阻挡油烟扩散到室内,保持室内整洁美观。而选用优质的竹木复合门,则可以有效地隔音降噪,隔离噪声干扰,营造一个更为静谧的家居环境。又如,铝合金型材由于其密度小、强度高、刚性好等特点,可以用作门窗框架,从而进一步强化整个房屋的稳定性和安全性。
4新技术在建筑设计中的应用
4.1环保技术
环保技术,为了应对日益严峻的能源短缺问题,采用最前沿的建筑节能环保技术,如隔热、室内通风、保温和新能源等等,可以大大减少能源的浪费,从而改善我国的资源短缺现象。这些技术的应用范围极其广泛,并且发展迅猛。建筑保温隔热技术涉及多个领域,其中包括外窗、外墙等,它们可以有效地维持室内温度的平衡,减少设备的数量,同时降低能源消耗,从而提高建筑物的使用寿命和安全性。随着科学技术的不断发展,新能源技术已经成为一种可持续发展的重要手段,它将地热、潮汐、风、太阳能等清洁能源有效地应用于建筑,不仅可以极大地改善环境,而且可以显著降低电力企业的消耗,使得建筑物不再需要依赖于传统能源,同时也为人们的日常生活和建筑物的照明提供了可靠的电力支持。例如:智能控制系统:智能控制系统可以监测建筑内外的温度、湿度、光照等信息,并根据设定的条件自动调节空调、采光、通风等设备,从而实现能源的高效利用。LED照明:LED照明技术相比传统照明能够节约大量能源,并且寿命更长。在建筑设计中,广泛采用LED照明系统,以降低能耗和运营成本。太阳能利用:太阳能光伏系统被广泛应用于建筑物的屋顶、立面或阳台等位置,将太阳能转换成电能,为建筑提供清洁能源,降低对传统能源的依赖。
4.2生态技术
生态技术旨在通过有效地利用自然资源,如发电、水资源回收、废弃物资源化处理等,来实现节约能源、保护环境的目标。它不仅可以改善环境质量,还可以提高人们的生活质量,为社会带来更多的福祉。首先,绿色植物具有出色的吸热性能,可以有效地吸收大量的热量,从而达到降温的目的。此外,它们还能够净化空气,减少噪音污染,为人们提供一个更加舒适、健康的工作和居住环境。其次,采用雨水收集系统,不仅能够有效地清洁道路、厕所等公共设施,还能够有效地减少城市内涝的发生,是一种十分有效的生态技术。绿色屋顶:绿色屋顶采用植被和土壤覆盖,有助于调节建筑内外的温度,减少城市热岛效应,并吸收雨水,提高建筑的生态可持续性。雨水收集和利用:生态建筑利用雨水收集系统,将雨水储存用于冲洗厕所、灌溉等用途,降低城市排水压力,节约水资源。可持续材料:生态建筑使用可持续、环保的建筑材料,如再生材料、低VOC(挥发性有机化合物)涂料等,减少建筑对自然资源的消耗和环境污染。最后,资源化处理是一种有效的生态技术,它能够将废弃物转变为有价值的资源,比如,将废旧轮胎进行分解,可以制造出大量的炭黑,这些炭黑可以用于制造水泥、混凝土等建筑材料,从而达到节约能源、保护环境的目的。这些新技术的实际应用使得建筑设计变得更加智能、高效、环保和可持续。它们不仅提高了建筑的性能和舒适性,还为建筑行业的可持续发展做出了积极贡献。随着科技的不断进步,这些技术将继续发展和完善,为未来的建筑设计带来更多可能性。
4.3数字智能技术
数字智能技术是一门新兴的学科,它将计算机科学与人工智能技术相结合,以信息集成、信息处理和人工智能算法为核心,在建筑设计中发挥着重要作用,尤其是在方案优化、辅助决策和协同作业等方面,可以极大地提升工程效率,实现更高的质量和效果。例如,通过BIM技术,设计师可以更加直观地观察建筑物的三维模型,从而更好地了解建筑内部的空间结构,并能够及时发现潜在的问题,从而做出相应的调整。BIM技术在设计和协调方面:BIM技术允许建筑师、工程师和施工团队在一个共享的数字模型上进行设计和协调。这有助于减少设计冲突,提高施工效率,减少错误和重复工作。可视化和仿真:BIM技术可以生成建筑的三维模型和虚拟现实仿真,让项目利益相关者更好地理解设计意图,做出更明智的决策。BIM技术在施工管理方面:BIM技术可以用于施工计划、资源管理和施工进度跟踪,提高施工效率和安全性。又如,利用无人机航拍技术,可以获取建筑物周围的地形地貌图像,为建筑设计提供精确的数据支撑,同时,提高效率还提出了数字化建造技术,可以实现建筑物全生命周期的管理,大幅缩短项目工期,降低成本,提升建筑物的使用效率。伴随着数字智能技术的发展,它将成为建筑行业的主流方向,因此,应该积极学习和掌握相关知识和技能,以推动建筑业实现高质量、高效率、低能耗的发展。
5结语
在建筑设计中广泛使用新技术和新材料可有效降低建筑成本,降低建筑能耗,有利于建筑业的可持续发展。在建筑设计中采用生态科技、数字化信息技术以及充分利用自然资源的方式发展新技术,还可通过在建筑设计中大量运用新型保温材料新型隔热材料、新型通风材料的方式普及新材料,这种创新可很大程度上推动建筑业水平的迭代升级,让行业整体更加零碳化、生态化、智能化。同时通过在对于新技术与新材料运用的不断探索与实践中引领企业走在时代的最前沿,提升企业的美誉度。
参考文献
[1]宋林波,万承真.建筑设计中新技术以及新材料的实施策略[J].居舍,2022(09):48-50.
[2]孟树强.浅谈建筑设计中新技术和新材料的应用[J].砖瓦,2021(05):95-96.
[3]裴梦娜.新技术和新材料在建筑设计中的应用探讨[J].四川水泥,2021(10):106-107.
...