探究建筑工程结构设计中新型建筑材料的应用路径

易金华

（湖南交通职业技术学院，湖南 长沙 410132）

新的建筑材料包括新的原材料和产品，所谓新型建筑材料是不同于现有建筑材料的建筑材料，例如石灰、砖、瓦、沙子等，属于一个广泛的概念。实际上，新型建筑材料主要基于几种主要成分：玻璃、水泥、粘土空心砖、钢铁和木材、各种加气混凝土产品和各种建筑砌块，并且在建筑中使用了新的无机非金属材料。新建筑材料和由各种新材料制成的各种建筑产品都属于新型建筑材料的类别。新型建筑材料具有诸多优异的性能，例如隔热、节能、重量轻、强度高以及具有装饰作用等。使用新型建筑材料不仅可以显著改善房屋的功能，还可以使建筑物的内部和外部更加现代化，并满足人们的审美要求，一些新的建筑材料还可以大大减轻建筑物的重量，能够为轻型建筑结构创造条件，促进建筑施工技术的现代化，应大大加快建筑施工的速度。在低碳和环保的背景下，在建筑项目中使用新型建筑材料是建筑项目未来发展的要求。为了更好地促进建筑项目的发展，本文讨论了新型建筑材料的特点以及在建设项目的结构设计中的应用等问题。

1 新型建筑材料的性能特点

1.1 复合型、多样性

传统建筑材料通常仅提供一种建筑结构或使用方法，随着建筑技术的不断创新和进步，人们的生活要求也不断提升，同时也提高了建筑材料的标准。例如，一些建筑工程需要使用具有杀菌和杀菌功能的材料，这促进了生物纳米技术在新材料中的复合应用。一些建筑项目需要良好的隔热性能，因此可以使用聚苯乙烯板等。

1.2 具有良好的生态环保性

经济的快速发展和丰富的物质资源的发展也导致了自然生态环境的不断恶化和破坏。越来越多的人意识到生态可持续发展和能源消耗的关键作用。建筑业与人类的生活发展密切相关，在能源的使用和消耗中占有相当大的比重。因此，更加环保地使用建筑材料和节约能源的方式是十分重要的，节能新材料的研发与普及已成为我们的首要任务。由于新型建筑材料具有良好生态效果的节能环保功能，因此已开始在各种建筑项目中被广泛应用，如今已成为建材行业中一个非常重要的课题。

1.3 强度高、质量轻、高标准

建筑项目中使用的建筑材料必须符合建筑工程设计的强度要求和重量标准。随着建筑技术的不断创新和发展，人们的生产和生活要求不断提高，建筑材料的标准也在不断提高。为响应市场需求而开发，新型建筑材料已适应新的建筑工程标准。这些新型建筑材料的性能正变得越来越强大，均具有高强度、轻质和高硬度的特性，足以满足各种结构的要求，同时其特殊要求超过了工程设计标准，因此在市场上广受青睐。

1.4 可回收、重复利用

在施工期间，施工项目会产生大量的建筑垃圾和残余废物，如果盲目地或随意地处理，不仅会造成环境污染和影响，而且对某些建筑垃圾的处理也不到位。因此，人们使用创新技术来转化和回收建筑废料以获得新的建筑材料。例如，纤维石膏板和石膏碎料板是由废物转化而来的。转换材质的过程非常简单，仅产生非常低的辐射，同时还能减少能耗，甚至材料本身的一部分就可以回收和再利用。这对资源再利用以及环境保护具有积极的影响[1]。

2 于建筑工程结构设计中应用新型建筑材料的意义

2.1 改善人们的居住环境

绿色环保是当前建设项目的主要方向，与传统材料相比，新型建筑材料具有水污染特性和较少的破坏，新型建筑材料与常规材料相比具有优异的保温性和防潮性。当将这种技术应用于建筑项目的建设中时，其优势可以提高整个项目的安全性和舒适性。在建筑项目中使用新型建筑材料可以有效地解决以前项目的大规模能耗问题。

2.2 节约能源

通过对相关数据的统计分析发现，建筑业务中由于材料选择不当而导致的资源损失率每年达到25%。如何创新建筑材料以及环保建筑的要求，已成为相关人员应该思考和解决的首要问题，目的是为了确保建筑业可以实现绿色低碳。在当前的建筑项目中，人们专注于选择和使用成本低、重量轻、强度高、环保的新型建筑材料[2]。新建筑材料的使用不仅减少了工程材料的消耗，而且减少了由于使用材料而造成的环境污染。

3 建筑工程结构设计中的新型建筑材料

3.1 相变储能砂

将相变材料添加到诸如砂浆的基础材料中形成相变储能砂，其性能优于普通砂。对于微胶囊技术而言，当在密封能量微球的内部增加一些石蜡并添加少量水泥时，就会出现蜡砂浆，可以将其应用于房屋的内墙上，以便在冬季充分节省建筑物的热量。当建筑物内部温度较高时，该材料会吸收过多的热量[3]。

3.2 相变储能墙板

相变储能墙板最早出现在1980 年代，是建筑工程中的一种壳结构材料，例如混凝土基础材料、石膏基基础材料和基础保温材料等。当建筑物内部的温度高于材料温度时，相变储能墙板可以在相变的影响下有效吸收房屋内部的温度，并且在吸收室温时还可以释放一定量的热量，有效改善房屋舒适度。

3.3 相变材料

建设项目的承重结构承担着整栋建筑的负荷，承重结构的稳定性和强度直接影响到项目的建设。混凝土是建筑工程中的常用材料。随着建筑工程技术的进步，混凝土的性能得到了有效改进。建筑工程中出现了各种类型的高性能混凝土，例如活性细粉混凝土、纤维混凝土及智能高性能混凝土等。若向这些混凝土中添加适量的混合物，可使其成为高性能的相变材料[4]。除混凝土外，用于建筑项目的相变材料还包括相变涂料、绝缘材料等。其中，在建设项目中使用相变混凝土织物可以提高建设项目的温度稳定性，在项目上应用相变涂料可以提高建筑物的储热能力。

4 新型建筑材料在建筑工程结构设计中的应用

新型建筑材料可用于吊顶、门窗、墙壁、装饰和密封。另外，其有多种类型，包括纯天然、金属、非金属和化学物质，可用于多种用途。接下来，我们将说明新材料在各种建筑项目中的具体应用：

4.1 应用于建筑工程承重结构中

建筑物的承重结构决定了整个建筑物的承重和可变的承载能力，因为建筑物的强度和稳定性非常重要[5]。在大多数情况下，建筑物的承重结构材料用混凝土固化，其耐久性和可加工性有所提升，并且随着新型材料各方面性能的完善，混凝土的性能与强度也在不断提高。当前使用的高性能混凝土包括反应型细粉混凝土、高性能智能混凝土以及纤维混凝土等。这种高性能混凝土具有出色的抗渗性以及出色的强度，稳定性和耐久性很高。与各种类型的混凝土外加剂混合后，可以成为一种非常好的新型建筑材料。对于钢结构类型的建设项目而言，抗震钢结构是一种很好的新型建材，可用于规范的生产加工，其具有污染小、结构简单、抗震性强以及节能环保的特点。通过再利用来恢复生态和谐，这对环境保护具有积极影响，对于持续的研究和开发具有重要的意义[6]。

4.2 应用于建筑工程维护结构中

建设项目的维护和管理结构不仅会直接影响建筑物本身的维护，而且应具有不同的性能，以满足结构的承重能力和高性能保温的要求。加气混凝土砌块由于其具有重量轻、孔隙率高、耐火性和保温性能，因而被广泛用于建筑项目的维护结构中。如果需要更高的隔热性能，珠光板和聚酯苯乙烯板也是非常合适的材料。这是因为绝缘性能非常好并且重量轻，因此可以最大程度地减轻建筑结构的重量并改善建筑性能。当然，当暖通空调设备穿过墙壁时，应注意热桥的散热和隔热性能，以尽可能防止破坏墙壁的维护结构。此外，可以将太阳能用作外部维护结构的玻璃材料，绝缘材料也可以有效地提高效率。例如，深圳南站的领导室使用太阳能电池板来增加室内透光率，增加照明面积，节省电费，值得积极推广[7]。

4.3 应用于建筑工程结构墙体中

在墙的建造过程中，建筑物可以使用基于通过特定加工技术压缩的传统木板的基板材料，该过程可以极大地提高材料的气密性并增加木板的使用率以及使用寿命。此外，这种材料是高度不渗透的，可以有效地防止漏水，加工流程简单，在此基础上有效降低成本，对环境和生态的影响小，这是其设计的重大创新和进步。另外，作为一种新型建筑材料，通过在普通的壁材上铺设铝箔和真空铝聚酯，可以大大提高壁的隔热性能，同时增加壁的光屏蔽性能和导热性，值得被广泛推广和使用。

5 在建筑工程结构设计中新型建筑材料的应用趋势

5.1 垃圾的回收再利用技术

在建设项目的建设中，传统的废物处理方法是垃圾掩埋和焚化，但是在垃圾掩埋和焚化过程中，会发生相对严重的空气污染和水污染，这导致了不适合能源使用的建设项目的发展。开发和研究新的废物回收技术，其已经成为相关人员需要长期思考和解决的问题[8]。例如，在处理建筑垃圾时，可以采用细菌植入的形式将垃圾转化为环保、科学、节能的绿色细菌肥料，同时在环保技术的支持下，固体垃圾粉可以进行处理和再利用，也可以转换为废物，并改善整个建筑项目的环保效益。

5.2 污水淤泥再利用技术

该技术主要应用于污水和污泥，可通过理化特性处理污泥和污水，并采用固液分离沉淀技术提取符合国家要求的纯净水，所获得的纯净水可以循环再利用。

5.3 太阳能的使用

我国地理位置十分优越，全国许多地区都有足够的太阳能资源，将太阳能作为可再生资源用于建设项目，可以提高整个项目的绿色环保水平。从整个建设项目的实际建设情况来看，太阳能可用于发电和供热，反光罩还可收集建筑物的光源，减少人工照明消耗，节约能源[9]。

5.4 循环水采暖技术

循环水加热技术适用于冬季气温低的东北地区，不适用于水资源短缺的地区。在实际发展情况下，热水加热会消耗更多的水资源，在加热过程中会浪费水资源。目前，已经研究出了循环水加热技术来解决各个地区的热水问题，这种形式的加热技术可以使用套管使加热管连接良好，并且加热过程中的耗水量减少。

6 结语

综上所述，随着建材制造技术的不断创新和发展以及人们对材料寿命的要求不断提高，新材料在建筑工程中的应用已成为人们关注的焦点。新型建筑材料的应用不仅丰富了建筑结构的设计类型，而且满足了不同的性能要求，有利于工业生产和人们的生活需求。新型建筑材料最不寻常的是它们具有显著优势，在追求环境友好和生态环境保护的基础上，减少建筑垃圾和能源消耗。因此，在新的历史时期，必须将有关人员与整个建设项目的建设要求结合起来，以加强新型建材的应用，不断优化建设项目的发展。