张鑫 周光禹 高蕉
摘 要：建筑工程能源消耗、材料消耗占比大，多数材料被应用到建筑工程中。建筑工程结构复杂度提升，出现较多新型结构体系。在建筑结构设计期间，开始融入绿色环保理念，应用新型材料施工，以降低环境污染，确保生活与工作空间环保性，有效促进建筑工程发展。文章围绕建筑工程结构设计展开讨论，重点分析新型建筑材料的应用问题，仅供参考。
关键词：新型建筑材料;建筑工程;结构设计
中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：2096-6903（2022）05-0106-03
0 引言
新型建筑材料是通过技术手段、工艺方法，优化改进传统材料。使用物理、化学合成手段创造新材料，并且将其应用到建筑工程中。新型材料具备多功能性、轻质性、高强度优势，可以减少资源能源浪费，实现绿色施工目标，能够促进建筑行业发展[1]。所以，施工企业应当提倡使用新型建筑材料，扩大材料应用范围，以发挥出优势作用，为建筑行业奠定良好的发展基础。
1 新型建筑材料的特点
1.1 功能复合型与多样性
传统建筑材料只具备单一使用功能，然而建筑技术快速发展，人们对建筑材料的要求提升，希望建筑材料具备杀菌作用，因此材料制造开始应用纳米技术;为了确保建筑保温性能，开始应用聚苯乙烯板材料。
1.2 节能环保
生态环境破坏影响大，人们开始认识到生态、能源可持续的重要性。建筑行业在能源使用、国民经济、居民生活方面，都具备重要作用。所以，人们关注建筑材料使用，出现较多新的节能环保材料。节能环保型材料普及应用，显著提升现代建筑工程效益，成为建筑材料的新研发方向。
1.3 废物利用与可回收
建筑工程施工期间，建筑废料与垃圾产生量大。当盲目处理时，则会加剧资源浪费与环境污染，需要应用技术工艺改造建筑垃圾与废料，形成全新的建筑材料，比如石膏刨花板、纤维石膏板等[2]。上述材料制作流程與工艺简单，具备防辐射效果，明显减少能源浪费。部分建筑材料可加工回收，控制能源浪费，实现建筑工程的可持续发展。
1.4 轻质高强性
在建筑工程中应用新型材料，应当满足建筑工程结构设计强度与质量要求。建筑高度持续提升，相应加强建筑材料强度与质量要求。研发新型建筑材料，可以适应新型建筑工程高强度、轻质量特点。新型建筑材料具备多种应用性能，刚度与强度持续提升，可以满足新形势下的建筑工程要求。
2 新型建筑材料在建筑结构设计中的应用价值
2.1 节约资源
当前，建筑工程材料浪费问题严重，多是由于材料选择不合理，导致施工材料尺寸、质量不满足标准，极易造成资源损失。所以，应用新型建筑材料的应用有利于建筑工程结构设计。新型建筑材料，能够降低成本支出，保护生态环境，使资源浪费降低，以满足可持续发展要求。
2.2 改善人类居住环境
传统建筑材料只关注材料成本问题。在实际应用期间，逐渐暴露出建筑材料的弊端，质量缺陷比较大，会严重影响人体健康与生态环境。建筑工程结构设计，应用低成本、不良质量材料时，对建筑工程产生负面影响。当受到自然灾害侵袭后，则会危害人体身体健康，因此必须选择和应用新型建筑材料。新型建筑材料污染少，质量效果显著，具备防潮、保温功能，能够提供舒适环境，满足居住者需求[3]。
2.3 建筑工程综合功能
建筑材料应用绿色环保理念，并且推广到建筑工程结构设计中。新型材料多为合成型材料，轻巧便利，强度高，功能显著，能够提升建筑材料功能效益，使建筑资源消耗降低。同时，可提升建筑工程效率与质量，满足建筑功能需求。
3 新型建筑材料在建筑结构设计中的问题
3.1 成本利益比问题
建筑结构设计成本直接决定新型材料价值，有关数据显示将新型材料应用到建筑工程中，能够降低工程造价，但是材料建设措施费用却未减少。施工企业应用新型材料时，按照生产企业提供的数据证明，然而市场环境持续变化，无法落实质量审核措施。多数新型研究报告，多遵循材料单位要求编制，因此产品性质问题比较多，不能作为材料选择依据[4]。新型材料的应用优势多，然而在具体应用期间，可能会由于多方原因所致渗水、开裂等问题，降低人们对新型材料的认可度。当前，多数新型材料存在大量功能相似的替代品，且造价与施工效益优于传统材料。
3.2 注意问题
建筑施工过程中，新型材料设计与使用注意问题多。建筑材料设计期间，基于属性分为基材板、连接结构，且每一部分的使用与安装不同，因此具体要求与注意问题也不同。基材板的承重作用显著，具备多种附加功能。所以在选择材料时，对气密性、耐久性要求高[5]。然而，多数施工企业人为基材板主要用于固基，外形影响较小，因此重视度低。材料成本造价与技术性合理，版型设计存在低质化，可能会影响环境效益。
4 新型建筑材料类别介绍
4.1 相变材料
建筑工程承重结构，承担建筑荷载，所以承重结构强度与稳定性，对建筑工程施工的影响非常大。在建筑施工期间，混凝土属于常用材料，建筑深化发展进程中，相应强化混凝土性能，且建筑工程出现较多高性能混凝土，例如高性能混凝土、活性细粉混凝土、纤维混凝土[6]。将外加剂添加到混凝土材料中，能够生成高性能相变材料。除过混凝土材料外，建筑工程相变材料中，包含保温隔热材料、相变涂料。在建筑工程中应用相变混凝土面料，可以加强建筑温度稳定性。在工程应用相变涂料，能够加强建筑储热能力。在工程建设中，相变底板联合电加热方式，可以保障建筑内部为恒温状态。
4.2 相变储能墙板
相变储能墙板为建筑围护结构材料，包含混凝土基础材料、石膏基础材料、保温隔热基础材料。当建筑内部温度大于材料时，在相变原因作用下，相变储能墙板可以吸收室内温度，同时释放热量，加强建筑屋面舒适度。
4.3 相变储能砂
在砂浆基础材料中添加相变材料，会形成相变储能砂，性能优势显著。针对微胶囊技术而言，在能量微球内密封石蜡、增加水泥量，会产生蜡砂浆，将其应用到建筑内墙中，能够为建筑存储热量[7]。当建筑内部温度较高时，材料会吸收多余热量。
5 新型建筑材料在建筑结构设计中的应用
新型建筑材料，能够制作门窗、装饰、墙体，也可以应用到密封处理中。材料属性有化学性、天然性、非金属性、金属性，种类非常多，且应用广泛。因此需要围绕新型建筑材料的应用展开讨论。
5.1 承重结构设计的材料应用
建筑承重结构，需要承担建筑恒荷载、可变荷载，因此材料稳定性与强度非常重要。混凝土为常用承重结构材料，具备强度、工作性、耐久性优势。新型混凝土材料的稳定性强、强度大、抗渗作用显著，掺加外加剂之后，能够形成高质量工程材料。针对钢结构建筑工程，抗震钢结构属于高性能建筑材料，可以实现工程化与标准化制作，抗震性能显著，施工便捷性高，节能环保效益显著，同时可以反复应用，能源使用比较少，值得推广应用。
5.2 围护结构设计的材料应用
建筑工程围护结构，不仅能够维护建筑自身，同时具备较多优质性能，可以满足结构保温性能与承重性能。在建筑工程中，加气混凝土块为常见围护结构，具备轻质多孔、防火、保温等性能，充分发挥出隔热保温效果。当建筑保温要求较高时，可以选用聚苯乙烯板、珍珠岩板，上述材料的保温性能佳，质量轻巧，能够降低建筑结构荷载与承重[8]。水电设备、暖通设备穿墙套管时，为了降低墙体围护结构不良影响，必须高度重视热桥散热问题，保障围护结构保温隔热性能。针对建筑外围护结构，保温隔热、透光性能佳、太阳能型玻璃材料，已经被广泛应用到建筑结构设计中。比如某地区高铁站主站采用太阳能板，不仅能够加强室内透光度，扩大采光面积，还可以通过太阳能发电方式，降低电能资源使用，属于先进的建筑材料，值得推广使用。
5.3 结构墙体设计的材料应用
墙体设计可以选用基材板材料，该类材料使用传统板材，以特殊工艺方法压缩制作，能够显著加强材料气密性，延长板材使用寿命。同时，该类材料的抗渗能力强，能够避免水渗漏，环保性能高，且成本低廉，属于墙体结构设计的先进发展。同时，为了加强墙体遮光、电磁屏蔽、导热性，可以将真空镀铝聚酯薄膜、铝箔设置在墙体材料中，以加强墙体隔热保温性能，同时能够提升墙体反辐射性能、阻气阻湿性能，值得推广应用。
5.4 门窗结构设计的材料应用
建筑工程的门窗结构，属于重要结构部位，能够实现室内外热量传播、空气流通，所以，门窗建筑材料为重要研发方向。上述材料能够显著加强门窗保温性能，降低热量散失，减少能源使用与浪费。比如某地区科研中心外窗，选用镀膜中空玻璃材质，窗户平均散热系数达到2.9 W/m2，平均遮阳系数大于0.3。通过上述数据可知，新型建筑材料明显降低建筑热量损失，遮阳、采光效果显著，值得推广应用。
5.5 屋顶结构设计的材料应用
在建筑工程构造中，屋顶属于重要关注部位，由于气候环境变化对屋顶构造影响大，还会增加日常生活不便性。屋顶防水保温工程中，具备良好的抗拉性能、抗老化能力的防水材料，隔热性能显著的保温材料。通过相关试验可知，防水卷材能够避免屋面渗漏，聚苯乙烯板、珍珠岩能够加强建筑工程隔热保温效果，所以在建筑结构设计中的应用较多。
5.6 建筑常用节能材料性能分析
石膏类建筑材料，具备耐火性能、耐热性能，可以实现重复应用，不会产生建筑垃圾。粉煤灰材料能够烧制空心砖、烧结砖，属于工程垃圾再利用材料。膜材料具备耐久性、耐火性、透光性优势，同时可以阻止太阳能辐射，不会危害生态环境，属于使用效果显著的建筑材料，发展前景广阔。
6 新型建筑材料的未来发展趋势
资源节约型建材，要求建筑企业合理规划现有产品，实行节约型措施。比如，降低产品原材料消耗，提升产品成品率。我国建筑垃圾、生活垃圾产生量非常大，回收利用垃圾资源，通过垃圾再处理技术，可以代替原材料，生产节约型建筑材料，以促进环境、经济的长久稳定发展。
城市规模持续扩大，新型城市建设速度加快，人们开始认识到传统建筑材料的弊端，需要推广应用新型建筑材料，并且成为社会发展共识。新型建筑材料未来发展，不再围绕单一功能发展，逐渐出现大量多功能新型建筑材料，并且广泛应用到建筑工程结构设计中。比如，应用纳米技术研发建筑材料，能够发挥出隔音、消毒、抗菌效果，显著加强居住生活质量。
7 结语
综上所述，建筑结构设计开始广泛应用新型材料，能够改善建筑工程性能与质量。新型材料的种类比较多，尽管是由传统材料、金属材料改造而成，然而却能够为建筑工程提供便利。新型建筑材料，可以降低工程能源消耗，控制建筑垃圾排放，以促進生态环境与能源的长久稳定发展，值得推广研发与应用。
参考文献
[1] 常文婧，倪娜，王思琦，等.新型防潮材料：水泥基渗透结晶型涂料在房屋建筑中的应用研究[J].四川建筑，2021，41（5）：226-229+233.
[2] 齐朋.节能理念下分析新型节能墙体材料在房屋建筑设计中的应用[J].合成材料老化与应用，2021，50（4）：105-107.
[3] 陈宇.自保温砌块应用渗漏问题的分析与思考：以某多层建筑为例[J].住宅与房地产，2021（24）：68-69.
[4] 吴望苗，张乐华，吴界纬，等.超高性能混凝土UHPC在装配式的建筑表皮中的应用与展望[J].城市建筑，2021，18（17）：100-105.
[5] 刘艳红.新型建筑材料在建筑工程结构设计中的应用研究初探[J].绿色环保建材，2021（5）：3-4.
[6] 马非.节能理念下分析新型节能墙体材料在房屋建筑设计中的应用[J].低碳世界，2021，11（2）：99-100.
[7] 张刚刚，冯皓然，梁宽，等.橡胶材料的新型交联结构设计：从绿色制备到循环再利用（英文）[J].Science Bulletin， 2020，65（11）：889-898.
[8] 张泽宇，岳清瑞，罗尧治，等.新型材料大跨空间结构的研究与应用：铝合金空间结构[J].空间结构，2020，26（4）：3-14.
猜你喜欢新型建筑材料结构设计建筑工程建筑工程中土建预结算方面常见问题的分析科学家(2022年5期)2022-05-13基于可靠度的沥青罩面结构设计研究交通科技与管理(2022年8期)2022-05-07基于BIM技术的建筑工程高支模监测应用与研究中国应急管理科学(2022年1期)2022-04-18一种水陆两栖飞机普通框结构设计科学与财富(2021年36期)2021-05-10弱电智能化系统在建筑工程中的应用分析电子乐园·下旬刊(2021年3期)2021-02-08一种轻量化自卸半挂车结构设计智富时代(2019年2期)2019-04-18一种轻量化自卸半挂车结构设计智富时代(2019年2期)2019-04-18试论建筑工程预算在工程造价控制中的作用今日财富(2018年21期)2018-05-14绿色建筑结构设计指南神州·上旬刊(2017年9期)2017-10-15新型建筑材料的特点与发展分析中小企业管理与科技·上旬刊(2016年12期)2017-01-05