新型建筑材料在建筑工程结构设计中的应用

张一鸣

（中电光谷建筑设计院有限公司西北分公司，陕西 西安 710018）

随着我国人们生活水平和质量的不断提高，其对建筑工程结构设计也提出了更高的要求，要求建筑工程结构不仅具备良好的稳固性，还需要具备美观性、舒适性要求，要达到这些要求，就需要设计人员在设计建筑工程结构过程中，摒弃传统建筑材料，将一些外形美观、可防水防潮、可调控室内温度的新型建筑材料应用于建筑工程结构设计中，才能有效提高建筑工程结构设计的功能性和舒适性[1]。

1 建筑工程结构设计中常见的新型建筑材料类型及应用

随着人们对建筑物功能和舒适性要求的不断提高，大量新型建筑材料被广泛应用于建筑工程结构设计中，建筑工程结构设计中常见的新型建筑材料类型有2 种。1）相变储能砂浆，相变储能砂浆指的是将一些新材料加入普通砂浆中，例如将水泥或一些密封性的蜜蜡融入传统砂浆中制成一种新型建筑材料。然后，将该新型建筑材料应用于建筑工程结构设计中，就可以促进设计和建造的建筑功能在夏季可以释放热量，在冬季可以存储热量，从而能维持室内温度稳定，这主要是因为新型建筑材料具有调节室温的作用，如果室内温度过高，新型建筑材料中的蜜蜡会自动融化，将室内多余的热量吸收进来，有效调节和降低室内温度。2）变储能墙板，是一种围护结构的材料，该种材料不仅具有良好的稳固性和舒适度，同时也会释放一些热量或吸收室内温度，从而维持室内空间温度平衡，给人们提供良好舒适的居住环境[2]。

1.1 新型建筑材料在建筑工程墙体结构设计中的应用

墙体结构设计是建筑工程结构设计的重要组成部分之一，为保证建筑工程结构设计质量，就需要对墙体结构进行合理的设计，例如设计人员可以选择相变储能墙板、质地较轻的复合板材、黏土空心砖和掺杂着其他废料的黏土砖、新型的四氯乙烯充气薄膜等进行墙体结构设计，这样不仅能有效提高墙体结构坚固性，同时还能达到节能环保的建筑设计要求。以四氯乙烯充气薄膜（如图1所示）为例，四氯乙烯充气薄膜具有柔韧性好、重量轻、节省光能等优势，将其应用于建筑工程墙体结构设计中，不仅能利用材料多面体空间钢架的特征，在墙体外侧形成薄薄的膜，从而提高建筑结构的稳定性，且其还能采用镀点方式进行建筑反光和透光控制，从而能确保建筑内部每天得到平均10 h 左右的自然光照，且该材料内部还具有较多结构性钢槽，可有效收集雨水，用于建筑内部清洁。可见，应用该材料不仅能满足建筑工程墙体结构性能要求，还能实现节能环保建筑设计要求。

图1 四氯乙烯充气薄膜

1.2 新型建筑材料在建筑工程保温结构设计中的应用

建筑工程结构设计不仅要满足建筑工程结构的功能性要求，即要保证建筑工程结构的稳固性，同时还需满足其舒适性要求，这就需要进行建筑工程保温结构设计，以提高建筑工程结构温度调节的能力，才能给室内居住或工作的人们提供一个舒适的环境，因此，就需要设计人员在设计过程中，将相变储能砂浆、变储能墙板等新型建筑材料应用于建筑工程保温结构设计中，例如将硬泡聚氨酯、挤塑聚苯乙烯泡沫板等建筑材料进行建筑功能结构设计，这样不仅能提高建筑物的隔热功能和有效控制建筑物室内温度，还能维持室内温度适宜，且这些材料会还具有良好的抗压性，能有效提高建筑工程的抗压能力。

另外，在建筑工程保温结构设计中，设计人员也可采用聚苯乙烯泡沫作为主要填充材料，并在其中加入水泥、发泡剂，这样设计出的建筑物也能达到较好的隔热和保温效果[3]。表1 是硬泡聚氨酯、挤塑聚苯乙烯泡沫板的基本性能，从表1 可以看出，这2 种建筑材料的抗压强度、导热系数和耐温性能均较高，将其应用于建筑工程保温结构设计中，不仅能提高建筑结构的强度，还能达到良好的保温效果。

表1 硬泡聚氨酯、挤塑聚苯乙烯泡沫板的基本性能

2 新型建筑材料在应用过程中存在的问题及对策

2.1 存在的问题

2.1.1 设计人员对新型建筑材料认识不足

建筑材料更新换代较快，在实际的工程设计过程中，不少设计人员的建筑设计理念较为传统和老旧，多是采用传统建筑材料进行建筑工程结构设计，且他们对于新型建筑材料的实践应用经验缺乏，无法按照新型建筑材料的特点和性能设计出合理的建筑工程结构方案，从而导致建筑工程结构设计质量不佳[4]。

2.1.2 建筑单位过分注重自身的经济成本收益

相比于传统的建筑材料，在建筑工程结构设计中应用新型建筑材料需要投入较高的造价成本，从而会提高工程建设的总体造价，这样就会导致不少建筑施工单位不愿花费大量的资金购置和配备新型建筑材料，并将经济成本收益比作为考核建筑工程结构设计质量的根本指标，从而会严重制约新型建筑材料在建筑工程结构设计中的应用和发展。

2.1.3 新型建筑材料应用标准较高和施工技术方法较难

与新型建筑技术一样，将新型建筑材料应用于建筑工程结构设计中，也需要设计人员和施工人员掌握新型建筑材料应用的方式、应用标准和施工技术方法。然而，在实际的设计和施工过程中，有不少设计人员和施工人员均未掌握上述内容，从而导致大多数施工单位放弃新型建筑材料，而选择设计人员和施工人员熟练掌握的传统建筑材料进行建筑工程结构设计和施工。

2.2 解决对策

2.2.1 加强对新型建筑材料认识和重视程度

与建筑工程结构设计相关的单位均需要加强对新型建筑材料认识和重视程度。首先，建筑施工管理部门应在社会上积极推广建筑新型材料，使建筑工程施工单位认识到将新型建筑材料应用于工程结构设计中的重要性，并出台相关的建筑结构设计标准，明确规定要将新型建筑材料作为建筑工程结构中所需要的建筑材料标准。在生态环保理念的引导下，还需要建筑工程施工单位和建筑工程结构设计单位的每一位设计人员、施工人员均能树立生态环保的设计和施工理念，营造以生态环保为竞争核心的行业态势，才能在每一个建筑施工方步骤中应用和落实生态环保理念。最后，还需要加强对建筑工程基层设计和施工人员的专业知识和技能培训，使其能形成正确的建筑设计和施工观念，能充分认知和掌握新型建筑材料的性能、使用特点等，以促进设计和施工人员均能系统、全面和正确地认识各种新型建筑材料，并积极、规范地将新型建筑材料应用于建筑工程结构设计中。

2.2.2 加快新型建筑材料技术研发

建筑施工企业开展工程建设的最终目标是获得一定的经济收益。然而，在建筑工程结构设计中应用新型建筑材料，必然会增加其工程建设造价成本，从而导致不少施工企业为追求自身经济收益而放弃新型建筑材料。对此，还需要相关技术部门加快新型建筑材料技术研发，使新型建筑材料性能更加稳定，工艺更加成熟，研发生产加工成本较低的新型建筑材料，这样可有效降低应用新型建筑材料的成本支出，从而促进更多的施工企业将其应用于建筑工程结构设计中[5]。

3 结语

新型建筑材料是一类具有节能、环保、隔音、防水防潮以及保温等特点的建筑材料的总称，将其应用于建筑工程结构设计中，不仅能有效节约建筑资源，还能提高人们居住环境的舒适度。例如，将相变储能砂浆、变储能墙板、硬泡聚氨酯和挤塑聚苯乙烯泡沫板等新型建筑材料应用于建筑工程墙体结构和保温结构设计中，不仅能有效提高墙体结构坚固性，同时还能达到节能、环保、控温的建筑设计要求。然而，从我国建筑工程新型建筑材料的应用现状来看，其仍存在较多的问题，例如设计人员对新型建筑材料认识不足、建筑单位过分注重自身的经济成本收益、新型建筑材料应用标准较高和施工技术方法较难等问题，对此，就需要积极探寻有效措施解决这些问题，加强对新型建筑材料认识和重视程度，加快新型建筑材料技术研发，只有这样，才能使建筑施工单位设计人员认识到新型建筑材料的重要性，并将其应用于建筑工程结构设计中，从而不断提高建筑工程结构设计质量。