建筑设计中新技术与新材料的应用研究

摘要：我国城市化建设和我国建筑工程的快速发展，建筑设计中新技术与新材料的应用是主要工作。建筑设计行业作为建设领域当中的一员，面临着产能过剩，资源不能合理分配和使用的问题。新材料和新技术的出现，能有效避免此类问题的发生。因此，在建筑设计过程中，充分利用新材料和新技术的优势，深入了解新材料和新技术的具体类型，并在实际工程中合理运用，提高建筑整体的设计质量和社会经济效益，能为建筑设计行业的可持续发展提供更有效的帮助。

关键词：建筑设计；新技术；新材料

引言

在建筑施工过程中，传统的技术和材料已无法满足市场建设要求，因此，新型施工技术和施工材料对建筑工程施工具有重要作用。新技术与新材料在建筑设计中的应用为建筑行业带来了革命性的变革。这些新技术和新材料不仅提高了建筑的性能和质量，还降低了能耗、提升了舒适度与安全性，并推动了建筑行业的可持续发展。

1建筑设计中新技术的应用

1.1智能监控技术的具体应用

1）机房环境监控技术。智算中心和普通办公楼不同，其设备对工作环境的温度、湿度、电力供应效率等都有很高的要求，需要使用专门的恒温恒湿空调和UPS系统等设备，并借助电力监测系统监测相关设备和机房的环境，完成远距离感知与监测目标，这样才能检测出机房内的电力供应、空调设备以及机房环境的问题。通过建立计算机机房动态环境监测系统，可以对机房的供电、配电系统、UPS电源、恒温恒湿、室内温度、湿度、泄漏检测、电池利用率和能量消耗监测等进行实时监测。2）视频安防监控系统。该系统由四个主要部件组成：前端装置、传送线路、控制器、显示及录音装置。前端设备根据环境特点选择，前端设备主要选择彩色球罩摄像机和枪式摄像机。摄像机要求高分辨率，具有手动变焦，背光自动补偿等功能。视频监控系统可实现与出入口控制系统联动监控，当有人进入时，监控系统弹出监控画面并进行实时录像。3）出入口控制与入侵报警技术。构建基于计算机网络的智能化访问控制系统。出入口控制系统的主体部分包括系统主机和管理软件、访问控制装置、感应IC读取器、出入感知与控制装置、外出读取器以及外出按钮等。在ECC监控室设置监控工作站，系统预留与公司总控中心的相关数据接口实行分级管理，电脑联网控制。

1.2数字化和智能化技术

建筑信息模型（BIM）是一种整合建筑物物理和功能特性的数字化技术。它通过三维模型实现建筑工程的信息化管理，提升设计和施工效率。BIM技术在设计阶段提供数据支持，改善设计质量；在施工阶段，通过信息化管理提高施工效率和质量，并支持碰撞检测、施工模拟等，减少错误和浪费。例如，钢结构连廊项目中，BIM用于制作可视化视频进行施工模拟，验证方案可行性，提高评审通过率。BIM技术在广联达华南总部基地、深圳地铁、伊斯坦布尔机场等大型复杂项目中应用广泛，成效显著。随着物联网技术的进步，智能建筑系统正变得更为集成化，利用传感器、自动化和数据分析技术优化能源管理、安全和维护。这些系统实时监控并优化能源使用，减少浪费，并通过高级安全技术如面部识别和环境监测提升安全水平。智能建筑通过自动调节环境参数如空气质量、温度和光照，为用户提供健康的生活和工作环境，同时语音控制等交互方式增强了便利性和用户体验。

1.3绿色建筑技术

绿色建筑技术旨在最大限度节约资源和能源，减少建筑对环境的不利影响。推广绿色建筑技术是优化新技术应用的重要方向。被动式房屋设计、太阳能利用技术、地源热泵技术等都属于典型的绿色建筑技术，其能够大幅降低建筑能耗，减少温室气体排放。在设计初期就应充分融入绿色建筑理念，科学设置建筑朝向、体形系数、窗墙比等，从而实现良好的采光和通风效果。

2建筑设计领域的新材料

2.1高性能复合材料

高性能复合材料是由两种或多种不同性质的材料，用物理或化学方法组合而成的新型材料，具有重量轻、强度高、耐腐蚀、耐高温、耐疲劳等优良特性。在建筑设计中，高性能复合材料被广泛应用于结构支撑、外墙装饰、隔音隔热等多个方面。例如，碳纤维复合材料因其高强度和低密度的特点，常被用作加固结构的关键材料，能有效提升建筑物的承载能力和抗震性能。而玻璃纤维增强塑料（GFRP）等复合材料，则因其良好的耐候性和成型性，成为建筑外墙装饰和构件制造的理想选择。高性能复合材料还具有良好的可设计性，设计师可以根据具体需求，调整材料的组成和结构，实现定制化的设计效果。随着技术的不断进步和成本的逐渐降低，高性能复合材料在建筑设计中的应用将更加广泛，为创造更加安全、美观、耐用的建筑作品提供了有力支持。

2.2可再生材料

在如今倡导可持续发展和绿色低碳生活的时代，可再生能源是涉及城市发展建设的必备要素之一，进而可再生材料作为可再生能源中的重要组成部分，也成为建筑设计中的核心创新点。研究和推广可再生建筑材料的使用，对推动建筑行业的绿色转型具有重要意义。1）可再生石块。主要分为两类：①回收利用旧材料。建筑寿命到期或者是被废弃拆除后产生的建筑砌块，这些砌块多带抹灰或石块等。施工现场通过简单的筛选、归类整理、清理加工等程序，在保证砌块能继续使用并完整的条件下，投放到新的建设项目中。②制作再生砌块。建筑拆除后为混凝土废渣，需要到加工厂进行清理粉碎，加入胶凝材料后形成新的砌块。这两种可再生石块可以在建筑设计中采用原级和降级应用。原级应用主要应用在结构承重部位或外墙围护部位。降级应用主要应用在建筑构件和装饰构件等非结构承重部位，而且能达到多样化的制作效果。2）竹。竹是一种快速生长的可再生材料，具有极高的强度和韧性，抗拉强度比普通钢材高，防腐性能好、耐久性优越。竹可用于搭建轻型的房屋，室内装饰材质利用其特有的纹理，可增添建筑的美感和质感且冬暖夏凉，隔热吸声能力强，能减少能源消耗实现环保低碳。3）环保麦秸和木材。麦秸能加工成环保墙砖。木材在保证防火的前提下，不仅结构性能良好，还能吸收CO2，减少室内污染。

2.3建筑内饰材料

建筑工程内部装饰应用的新型材料主要由工业废弃物和生活杂物加工而成，最终转变为复杂的可循环施工材料。施工单位应根据建筑工程实际情况以及业主对建筑工程的建设需求选择对应的内部装饰材料。为提升人们生活环境质量，施工单位应选择隔音效果强的内部装饰材料。为避免住户受到紫外线的伤害，在内部和外部选择抗紫外线能力强的材料。在装饰面板材料选择方面，施工单位应避免住户受甲醛危害，选择污染较小的材料。

2.4新型防水材料与技术的应用

由于智算中心的大量电力设备的使用，其防水防渗要求很高。新型防水材料、技术可以突破传统“一刚一柔”的保守型防水思想，可选用与混凝土或水泥砂浆基层牢固结合，不会导致胶黏层渗水的刚柔结构系统和具有自修复功能的新型防水材料。其中发泡聚氨酯材料具有保温和防水的双重功能，实践证明使用效果较好。

结语

综上所述，建筑新材料及新技术在公共建筑工程中的应用具有重要的现实意义和广阔的发展前景。建筑行业的从业者应当不断探索和创新，研发新材料与新技术，提高公共建筑品质，为人类创造更加美好、舒适的居住环境。

参考文献

[1]龚玉峰．浅谈建筑新材料及新技术在住宅建筑工程中的应用[J]．居舍，2024（15）：73-75．

[2]刘海山．高层住宅建筑铝合金模板新材料新技术的应用[J]．居舍，2023（11）：55-57．