文 | 夕颜TALK

编辑 | 夕颜TALK

前言

在工程建设中，由于各种资源、能源的浪费，常常会造成严重的环境污染。为了提升环保效益，设计师在建筑工程项目的设计过程中，应该从源头开始，对节能、环保等要求进行综合考虑。

在工程设计阶段，将绿色、低碳融入其中，合理选用节能、 BIM、生态建筑等新技术，以及保温、隔热、防水、节能等新材料，让新技术和新材料得到合理应用，促进资源的可循环利用发展。

建筑设计工作的目的，除了要使建筑物具有良好的功能外，还要考虑到可持续性和环境保护的需要。在新的时代背景下，设计师应该将“以人为本”的理念深入贯彻下去，积极地探讨如何将建筑物与节能、绿色、环保可持续发展进行深度融合。

同时提升建筑能源的综合利用率，让新技术和新材料发挥出最大的价值，来满足人们在日常生产生活中的居住和使用需要，体现出人文生态性的设计理念，将建筑物的能源消耗总量降低，为推动我国可持续发展战略做出自己的应有贡献。

一、新材料和新技术对建筑设计的重要性

目前，人与自然的和谐问题越来越受到人们的重视，设计师应该从绿色、环保、低碳、节能的角度出发，对新技术和新材料进行科学合理的应用。

从而提高建筑与环境之间的关系，帮助绿色、减碳，深化节能、减排、和谐发展的建筑设计思想。

新材料、新技术的运用，可以在一定程度上降低建筑垃圾对人们的生产、生活造成的影响，从而缓解目前资源浪费、流失的问题，减轻环保的压力。

例如，利用废弃的植物纤维，将废弃的竹子、木材材料和农作物秸秆制成新型的建筑材料，对江河淤泥进行改造，使其成为新型的墙体材料，化废弃物为宝，节约大量的建设资源。

与传统的施工工艺相比，新的施工工艺与材料更能适应现代化施工的需要。在进行建筑规划时，如何选择合适的建筑材料和施工工艺，直接影响到整个建筑规划的结果。新技术的运用、新材料的运用，将给施工企业带来更大的发展空间和更大的发展动能。

二、新材料的运用

新型建材是基于传统建材的新一代建材，具有轻质、高强、多功能等特点，已经在建筑工程中得到了成功的应用，并能代表建材的发展方向。建筑新材料是指建筑新结构、新墙体、新功能材料。

1、新型建筑用建材

高强混凝土和高强钢筋是一种新型的结构材料。设计者使用了高强度混凝土来代替常规的混凝土，来提高结构的强度，减轻了结构的重量，减少了构件的截面面积，减少了混凝土的砂石用量，这样就可以减少了采石量，将对环境的影响降到最低。

在建筑结构中，钢筋的使用量很大，设计者们使用高强度的钢筋，不但可以节省钢铁，降低了项目的成本，而且还能节省水、煤、电等用于制造钢铁的资源，同时还能减少污染的排放。

高强度混凝土主要用于高层建筑、大跨径桥梁和一些特殊结构。高强混凝土的主要特征是其抗压强度较高，通常是普通混凝土的4-6倍，从而减少了构件的受力面积。

在确定的轴压比和适当的配箍率条件下， RC框架柱的抗震性能优于 RC框架柱；减少了柱子的截面尺寸，降低了柱子的重量，并不需要使用短柱子，这对结构的地震反应是有利的。

高强混凝土是一种非常有效的预应力加固方法，通过使用高强度钢筋，通过人工控制应力，可以显著地提高构件的弯曲刚度和开裂程度。

HRB400高强钢具有较高的强度和韧性，具有较好的稳定性。用HRB400代替了常规的HRB335，并将设计强度从300 MPa增加到360 MPa；与常规HRB335相比，在相同的情况下，HRB400型钢的耗材更少，配筋更低，对混凝土施工更有利，节约材料。

HRB500钢筋广泛用于我国的高层建筑，大型公共建筑，工业厂房，水电工程，桥梁工程和结构，例如：长江三峡枢纽，北京奥运会，上海世博，苏通长江公路桥等。

2、新型建筑墙体

为了节约土地和能源，必须选用新的墙体材料。新型墙体材料是由炉渣、粉煤灰、灰砂、煤矸石、石粉等组成，根据一定的工艺，制成砌块、复合板材、空心砖等，它具有质量轻、保温、隔音、隔热、无甲醛、无苯等优点，施工组装简便、快速。

煤矸石多孔砖，粉煤灰蒸养砖，页岩模块化烧结砖是目前较为常见的一种新型墙体材料。煤矸石是煤炭开采和洗选过程中产生的一种固体废弃物，其淋溶水对周边土壤和地下水造成了严重的污染。

同时还存在着大量的可燃物质，在适当的情况下，还会产生大量的烟尘、二氧化硫、碳氧化物和氮氧化物等有害气体，对大气环境造成了严重的污染。

通过对煤矸石进行处理，生产出具有一定孔隙度的煤矸石砖，可以实现“变废为宝”，节省了大量的陶土原材料，还可以有效地解决环境污染的问题。

与传统的粘土砖相比，煤矸石多孔砖具有许多优点。常规粘土砖的密度ρ o=2150~2360 kg/m3，导热系数λ=0.8 W/(m· K)，储热系数 S=7.92 W/(m2· K）。

但是，煤矸石多孔砖的密度ρ o=1400 kg/m3，导热系数λ=0.54 W/(m· K)，蓄热系数 S=7.6 W/(m2· K）。飞灰是燃煤发电过程中的一种固体废物，它的大量排入大气，对生态环境和人体健康造成严重威胁。

粉煤灰蒸养砖是以粉煤灰、石灰为主要原材料，加入一定量的石膏、骨料，通过坯体的配制，经过挤压、高温或常压蒸养的方法制成的。

以粉煤灰为原料进行蒸煮和养护，可以使粉煤灰资源化，化有害为有益。粉煤灰蒸煮砖的密度ρ o=1600 kg/m3，热导率λ=0.5 W/(m· K)，储热系数 S=7.82 W/(m2· K）。

页岩模块化烧结砖是一种以页岩、煤矸石等为主要原材料，经高温烧成砖的方法，具有不浪费有效资源、变废为宝等优点。

页岩模块烧结砖是一种热工性能好、满足建筑模块要求、提高工作效率的新型砌体，其空隙率大于35%，可降低墙体自重、节省地基建设成本。页岩模块烧结砖的密度ρ o=1300 kg/m3，导热系数λ=0.45 W/(m· K)，储热系数 S=6.6 W/(m2· K）。

通过对传统粘土砖、粉煤灰蒸养砖、页岩模数烧结砖的性能参数进行比较，我们可以发现，煤矸石多孔砖、粉煤灰蒸养砖、页岩模数烧结砖都具有密度小、自重载荷小、导热系数小等优点。

建筑物使用煤矸石多孔砖等新型材料，可以有效地减轻墙体自身的重量，减小对地基的影响，从而使建筑物变得更加稳定与安全。与此同时，还可以有效地节约更多的宝贵资源，减少废弃物对环境所带来的影响。

不同地区、不同地区的经济状况，对建筑墙体材料的选用和需求也不尽相同，各种墙体材料的性能也各不相同。

在设计新型墙体材料的时候，设计师们必须以建筑的用途和材料的特点为基础，以节能环保为原则，对新型墙体材料进行科学的选择，以适应社会发展的需求，达到经济效益和社会效益的双赢，让建筑的功能得到可持续的发展。

如果工程现场有煤矿开采产生的煤矸石，并且以煤矸石为原料制作的墙壁材料具有足够的标准，那么在墙壁承重部分应优先选用煤矸石多孔砖。当前，国家有关部门对新型墙体材料给予了更多的关注和重视，并出台了相应的政策来推广使用新型墙体材料，从而提高了建材的综合品质。

三、建筑设计新技术的运用

1、新的节能技术

节能和环境保护是提高人类生活品质的重要体现，而遮阳则是一种行之有效的节能方式。在建筑中使用遮阳技术，能够有效地降低太阳辐射和强光等对建筑物的影响，起到隔热、防热和防眩光的作用。

对日光入射入室内的合理调控，有助于有效地发挥人体的视觉效能，促进人体的生理功能的正常运转。

在传统的室内遮阳系统中，会有大量的热量被吸收到室内，而在室外的遮阳系统中，则可以将遮阳面料与遮阳铝合金产品相结合，在玻璃外面吸收光线，阻挡光线，从而防止热量进入室内，从而达到更加显著的节能效果。

当前，新的户外遮阳布多采用玻纤与其它材料复合而成，具有较好的稳定性及阻燃性能；智能遮阳系统内装有马达遥控模块和光敏设备，当太阳光线变强或变弱时，遮阳棚会自动开启、关闭。

现在使用最多的智能遮阳控制系统是以 Lonworks控制网络为基础的技术，智能遮阳控制系统可以根据本地气象数据和日照分析的结果。

计算出不同季节、日期、时段及朝向的太阳仰角和方位角，内部的智能控制器可以根据设定的时段来控制不同朝向的百叶翻转角度，通过设置多个方向的阳光感应器来探测晴天和阴天，系统可以控制百叶水平打开，也可以进行阳光自动跟踪。

2、建筑信息技术

BIM技术是一种能够监控整个建筑设计过程的建筑信息模拟模型技术，可以从建筑设计中抽取出相关的数据，并通过这些数据构建建筑施工仿真模型，从而实现对建筑施工的模拟。在实际的建筑施工中。

对这些数据进行参考和利用，可以极大地提高建筑施工过程中的准确性，更好地实现了设计图纸和建筑实体之间的和谐统一，可以为建筑企业提供更多的可对比的方案，让决策者对方案的可操作性、风险控制等因素有更好的把握。

使用 BIM建模后展开施工，减少了在传统的制图流程中所存在的误差，从而降低了施工难度，缩短了操作人员的操作时间，这样既可以保证建筑产品的质量，又可以提升企业的生产效率，节省了大量的资源，为企业节省了成本。

3、生态营建工艺

在现代建设中，其中一个重要的技术就是生态学技术。生态建筑技术将整个建筑视为一个相对完整的生态系统，通过对建筑内外空间中的各种物态要素进行设计和优化，来确保建筑设施中的物质和能量可以得到合理、有序的循环，从而实现一种能源的高效低耗、排放无废又无污、保持良好生态平衡的建成环境效果。

被动生态技术是指将建筑的朝向、窗墙比、气候风向、日照、材料、布局等因素进行综合考虑，并结合当地特点，通过空间规划、光照利用、环境绿化等手段，提高资源的整体利用效率。其中，被动式生态技术应用范围最广，比较典型的有“新疆风塔”工程、“福斯特”工程等。

在进行建筑平面设计的时候，设计师应该将平面形状尽可能地规则化，减少外墙的凹凸变化，在相同的条件下，将外墙与外界接触的外表面积减小到最小，这样就可以降低建筑物的能耗。整体观生态技术是将建筑设计融入整体生态循环体系中。

在设计中，从建筑物的整体角度出发，结合生物、河流、山川和人口分布现状，综合考虑能源和资源的循环流动需求，将建筑物所处区域的消耗和资源运用融入到整个生态体系，避免传统的能源单一使用，实现建筑物的使用对环境影响的零辐射。

如：在建筑内建立生态循环的泳池回收设施，不仅可以体现出建筑的地域特点，而且与生态环境和谐地融合在一起。在建筑设计体系中，存在着内在的时变因素，各子系统之间存在着相互影响的关系。

所以，这就需要设计师积极地采取相应的对策，以科学废弃、改变适应性、灵活运用等设计理念为基础，来适应时间上的变化。因此，要尽量减少系统间的相互作用，以达到延长系统寿命的目的。

结语

随着我国市场经济的快速发展，将新的材料和新的技术应用到建筑设计中，已是一种必然的发展趋势。对新的技术和新的材料的应用，既可以提升建筑公司在市场上的竞争力，又可以减少建设费用。同时也可以给建筑设计带来新的活力，促进相关产业的科技进步，使建筑设计真正的绿色、低碳、环保，达到资源循环使用的目的。

所以，设计师应该对节能、环保等新技术和新材料进行合理运用，追求高质量设计，根据当地情况选择地方材料，合理地将传统技术与新技术相结合，追求经济、生态等方面效益的平衡，充分发挥新材料和新技术的最大价值。