新材料在现在建筑设计中的实践应用

赵 建，韩甲甲

（山东点石建筑设计有限公司，山东淄博 255000）

0 引言

随着信息化时代的到来，建筑施工技术方面也得到了大幅度改进与升级，各种类型的新材料、新技术在建筑市场中涌现，人们也更加看重工艺和材料的环保节能性，所以，下文笔者重点分析建筑工程发展建设过程中对于新技术和新材料的应用要点，希望为建筑行业的发展贡献一分力量。

1 绿色建筑材料的主要类别

1.1 可持续利用的绿色建筑材料

常见的可持续利用绿色建筑材料有木材、混凝土、钢材、防水材料等。目前，我国的房地产业正处在蓬勃发展的时期，会产生大量的建筑耗材，严重污染自然环境，危害人体健康。为解决这一问题，有关部门要求建筑企业对建筑耗材进行回收再利用，以提高建筑耗材的使用效率、减少存放空间。传统的建筑垃圾处理方法是填埋，会占用大量的土地资源，污染地表生态环境。因此，需要建立建筑垃圾回收场和加工厂，提升建筑垃圾资源的回收率，加大垃圾回收监管力度，及时处理建筑垃圾，美化市容环境，扩大建筑垃圾回收规模，推动建筑行业稳定发展。另外，运用现代的技术和工艺，可以生产出磁化木材、彩色木材、疏水木材、塑化木材等，这些都是符合绿色建筑材料范畴的新型材料[1]。

1.2 新型建筑材料

结合我国建筑材料科学研究院提出的研究开发绿色建筑材料的目标，在提高人居舒适度的基础上，根据不同地区的实际情况和围护结构体系，应用节能技术降低能耗。

1.2.1 太阳能建筑材料

随着我国建筑节能标准的出台及节能工程的发展，建筑节能理念受到社会各界的广泛关注。建筑节能在设计上使用太阳能建筑材料，充分利用可再生资源，将太阳能系统与暖通空调系统相结合，减少能耗排放、保持室内温度稳定、提高居住品质。利用太阳能发电，可以产生热量，从而保证空调、热水器的基本功能，缓解热岛效应，保护生态环境。

1.2.2 节能建筑材料

采用新型的节能建筑材料，可净化室内甲醛、抑制室内细菌、调节室内温度、保持室内恒定湿度。节能灯的使用可以降低电能消耗。使用隔热玻璃可以提升室内采光效果、降低室内温度，有自动清洁功能的玻璃还可以节省人工清洁成本[2]。

2 建筑工程施工中新材料的应用

2.1 保温隔热材料

2.1.1 无机保温材料

由于无机保温材料具有不易燃的特性，许多研究学者对无机保温材料展开研究，通常无机保温材料可分为纤维保温材料和泡沫保温材料。矿棉是一个涵盖各种无机纤维保温材料的总称，其中包括岩棉、玻璃棉和矿渣棉等，它们都由不同的原料制成，如岩棉是通过在1600℃下熔化几种岩石（如白云岩、玄武岩和辉绿岩）来制造的，从而获得纤维，然后使用黏合剂将纤维粘合一起，其热导率在0.033～0.046W/（m·K），密度在40～200kg/m3，比热在0.8～1.0kJ/（kg·K），此外，它们虽然价格便宜，但是有研究表明，水蒸气的凝结会对建筑用岩棉材料的隔热性能产生负面影响。而玻璃棉是在1300～1450℃的温度下将天然砂和玻璃混合而成，玻璃棉的热导率为0.030～0.046W/（m·K），与岩棉非常接近。无机泡沫保温材料有硅酸钙、珍珠岩和蛭石等，泡沫保温材料普遍具有较低的导热系数，这是由于高孔隙率降低了其机械强度并改善了其吸湿特性。采用珍珠岩制备了新型泡沫保温材料，包括珍珠岩/硅酸钠、过氧化氢、十六烷基三甲基溴化铵和岩棉，这种新型泡沫保温材料比其他具有较低导热系数和较高机械强度的无机材料更轻。与已广泛用于建筑中的矿棉等保温材料相比，还有气凝胶等保温材料正在研发中，它们的特点是具有非常低的热导率，对建筑节能的效果显著，气凝胶便是一种轻质、高保温材料[3]。

2.1.2 有机保温材料

有机保温材料相比与无机保温材料具有更优良的保温性能以及保温形式的多样性。发现纤维素不仅可以作为填充式保温材料对各种空腔结构进行填充，也可以制成保温板来充当围护结构的保温层。对软木及其复合材料进行了实验研究，对其热导率、热阻、比热和热扩散率进行测量，发现其导率在0.068W/（m·K）左右，其中软木的热导率为0.041W/（m·K）。在建筑中绝大多数保温材料基本上是由聚合物材料、填料和其他添加剂复合制成的。如发泡聚苯乙烯是通过蒸发添加到聚苯乙烯颗粒中的戊烷而获得的，其热导率为0.031～0.037W/（m·K）密度为15～75kg/m3，比热约为1.25kJ/（kg·K），且密度越高，保温性能越好，同时有研究发现，EPS 的热导率会受水分影响，当干燥的EPS 材料放置在相对湿度为90%的气候室中4h，其热导率可增加1.4%～2.1%，但是这种材料为易燃材料，并且燃烧时会释放有害气体，挤塑聚苯乙烯与EPS 具有相似的保温性能，是通过在挤塑机中加入发泡剂而制成，并且也属于易燃材料，因此，在制造EPS 和XPS 的过程中必须添加阻燃剂。

2.2 防水材料

2.2.1 沥青防水材料和防水卷材的应用

沥青的颜色主要包括黑色、黑褐色，常温作用下其具有较好的黏性。沥青属于高分子化合物，呈现出液态和固态两种存在形式，能与日常生活中所见到的煤油、汽油等相互融合，具有很好的抗腐蚀性能。沥青还有很好的防水性，因此，沥青经常被用于建筑工程中。防水卷材是将纤维和塑料等材料经过一系列化学加工而形成的防水材料，其在抗拉能力、耐低温能力等方面具有较大优势。分为不同的类型，如改性沥青防水卷材、涤纶防水卷材等。以改性沥青防水卷材为例，其主要应用于居民用房中，通过热熔法将卷材表面的沥青融入建筑表面，借助滚轮卷压实，保障沥青与建筑物表面紧紧贴住，建筑物表面不会因外界温度变化而产生裂缝等问题。以SBS 改性沥青防水卷材为例，屋面防水工程应用这一防水材料，施工时较为便捷，采用黏结剂与热沥青胶结料等相互铺贴，还可以采用冷黏法进行施工。应用聚氨酯纤维无纺布开展节点密封处理，将胶黏剂均匀地涂刷在防水卷材上，等到晾干后黏贴卷材，通过滚压将卷材下面的空气挤出来，使得卷材更加平整、紧密。

2.2.2 水固化聚氨酯防水材料的应用

水固化聚氨酯防水材料由多种原材料构成，如多异氰酸酯，水作为其中的固剂，通过将其固化成膜，即异氰酸酯与水等共同作用下生成氨基甲酸，由于其不太稳定，逐步分解成了二氧化碳、胺等。异氰酸酯的含量相对较多，胺与异氰酸酯等相互结合，又生成新的物质。这种防水材料在应用时具有较强的弹性，其断裂延伸率相对于其他材料有明显的优势：其具有较高的耐高温和耐低温性，能够应用在-40～95℃中；属于环保类产品，符合施工要求。

（1）在地下防水工程中，运用“外防内涂法”，根据具体厚度的要求，在平面部位涂抹1～2 遍，立面涂抹2～3 遍，其中第一遍运用黏度小的涂料进行涂抹，立面再刮涂2～3 遍。为了防止后面出现流淌，将涂料用水搅拌，放置十多分钟，增大黏度再进行重复涂刷。这样不仅能使厚度达到标准要求，还不会出现流淌的问题。

（2）水固化聚氨酯防水材料适用于潮湿的基层中，施工时经常遇到降水情况，基层由于反复见水，底板容易潮湿。施工人员使用水固化聚氨酯防水材料，能取得较好效果。施工人员在刮涂3h 后，待表面达到干燥标准要求，隔8h 涂刷第二遍，这种防水材料相对于其他材料更节省时间，且在施工时不会出现任何异味，有利于施工人员顺利完成防水施工[4]。

2.2.3 JWG-1 型防水材料和高弹防水材料

JWG-1 型防水材料的构成主要包括：JWG-1 型渗透式防水剂、JWG-1 型防水膏等，属于环保产品，具有较高的环保价值。JWG-1 型防水材料还具有耐腐蚀性、抗渗性、不易燃性等特征，常常被用于浴室、地下室。建筑工程施工时应用JWG-1 型防水材料遵从刚柔并济的原则，不仅可以随意改变凝固时间，还可以带水进行施工，具有较高的性价比，得到广泛应用。其施工方法如下。

（1）对基面进行清理、检查和修补，以保障基体的坚实性。

（2）做好基面的清理工作。

（3）施工基面进行底涂，分别加强对排水孔、裂缝、分隔缝、阴阳角等节点的处理。施工结束后，检查加筋布，中间层或面层在涂刷时需要达到设计标准的要求。高弹防水材料是一种新型的防水材料，其主要原材料是丙烯酸乳液，通过在丙烯酸乳液中添加适量的助剂、填充剂等，全面提升防水性能。高弹防水材料最为显著的特点就是其具有较大防水性，卫生间和地下室中应用该防水材料覆盖的深度可达8mm，避免卫生间漏水情况发生。

3 建筑工程施工中新材料和新技术的应用措施

3.1 加强准备阶段的技术控制

一般而言，建筑工程都是在露天场所展开的，会受到外部环境的影响，而且由于所处地域不同，在建设过程中所面临的地质环境、地貌特征等也不尽相同，为了避免由于外部环境因素对建筑工程施工本身造成影响，需要施工单位在工程开展之前对于施工地域有一个充分的了解，也就是说，在工程准备阶段，需要不断加强技术控制，为后期工作的开展奠定坚实的基础。

3.2 建立完善的绿色建筑材料评价体系

专业规范的评价体系能够规范建筑行业的建设与发展，对绿色建筑材料的发展具有明确的指导意义。目前，我国已建立了一些与绿色建筑、绿色建筑材料有关的评价体系，但其泛用性、适用性仍有待于进一步完善。加强对绿色建筑的评价、制定绿色建筑的发展政策，是一项既基础又重要的工作，能够促进全国各地区共享绿色建筑发展的成果。

3.3 创建绿色示范工程，提高绿色建筑材料认知度

目前，很多地区对绿色建筑材料的开发还不够重视，为了更好地推广、应用绿色建筑材料，可以创建绿色建筑应用示范项目，将其作为一个孵化器，逐渐推广应用，增加绿色建筑的知名度。为了达到这一目标，可以从两方面着手。

3.3.1 应用示范

创建绿色工程项目，加强应用示范，按照政府部门的规定，开展申报、评审、验收等一系列工作，选择一些奠定的绿色工程项目，从各个地区开始试点工程。

3.3.2 加强绿色产业示范

选择一些绿色建筑材料水平发展迅速地区的大型建材企业，整合处理地域资源，利用先进的互联网技术，采集绿色建筑材料的资料信息，通过系统向外发布，公布一些成功经验，建立网络共享机制。

3.4 加强对施工现场的管理

对于建筑工程而言，施工现场的管理工作是极为重要的一项内容，基本上工程所涉及的一切要素都包含在建筑工程施工现场的管理内容之中，比如说施工进度、施工质量以及所需成本等内容。分割开来，其中涉及的每一项内容都是建筑工程开展的重要组成部分，由此我们可以看出在建筑工程中展开施工现场管理的重要作用。正因如此，施工单位需要加大对于施工现场管理的重视力度，根据施工实际情况制定出相应的施工管理方案，在保证工程质量的前提下提升施工进度，同时有效的施工管理还能够有效节约施工成本，避免出现不必要的浪费，实现建筑工程项目的整体优化。

4 结语

综上所述，在当前阶段的工程建设过程中，对于新技术和新材料的应用至关重要，不仅能够提升建筑工程整体质量，还能够进一步实现生态环境的保护，故此新技术和新材料开始在施工中被广泛应用，上文结合当前对于新技术与新材料的应用进行了相关探析，并且提出了优化方法，希望能够有助于我国建筑业的健康长久发展。