【摘要】隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，新材料和新技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用。文中對(duì)建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中新材料和新技術(shù)的廣泛應(yīng)用進(jìn)行了研究，深入剖析了新材料和新技術(shù)在實(shí)際工程上的應(yīng)用原則、應(yīng)用現(xiàn)狀和自身特性、產(chǎn)品使用的優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)。通過(guò)調(diào)查和分析發(fā)現(xiàn)，隨著新材料和新技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，不僅增加了建筑的美感，提高了建筑的功能性和實(shí)用性，還改善了人們的生活質(zhì)量，促進(jìn)了人與自然和諧共生，實(shí)現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計(jì)理念。

【關(guān)鍵詞】建筑設(shè)計(jì)；新技術(shù)；新材料

【中圖分類號(hào)】TU201 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-6028（2025）01-0112-04

0 引言

建筑設(shè)計(jì)行業(yè)作為建設(shè)領(lǐng)域當(dāng)中的一員，面臨著產(chǎn)能過(guò)剩，資源不能合理分配和使用的問(wèn)題。新材料和新技術(shù)的出現(xiàn)，能有效避免此類問(wèn)題的發(fā)生。如何實(shí)現(xiàn)資源利用的最大化，保障居民的身心健康，是當(dāng)今建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的熱點(diǎn)問(wèn)題。因此，在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，充分利用新材料和新技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，深入了解新材料和新技術(shù)的具體類型，并在實(shí)際工程中合理運(yùn)用，提高建筑整體的設(shè)計(jì)質(zhì)量和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，能為建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供更有效的幫助。

1 新材料和新技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用的原則

1）保護(hù)環(huán)境。在當(dāng)今建設(shè)領(lǐng)域內(nèi)，重大的建筑設(shè)計(jì)項(xiàng)目無(wú)論從工業(yè)建筑到民用建筑，還是從公共建筑到居住建筑，建設(shè)規(guī)模普遍偏大，容易出現(xiàn)環(huán)境污染的問(wèn)題。通過(guò)科技研發(fā)手段誕生的新材料和新技術(shù)能夠有效解決并改變工程施工過(guò)程對(duì)環(huán)境污染的現(xiàn)狀。因此，新材料和新技術(shù)應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)中顯得至關(guān)重要，能夠?qū)崿F(xiàn)生態(tài)環(huán)保的生態(tài)價(jià)值觀，為城鄉(xiāng)居民提供健康、宜居、舒適的生活環(huán)境，減少建設(shè)過(guò)程中的環(huán)境污染，促進(jìn)城市的生態(tài)文明建設(shè)。建筑企業(yè)應(yīng)加大對(duì)環(huán)境資源的保護(hù)力度，追求利益的同時(shí)能夠注重社會(huì)效益，加快調(diào)整企業(yè)發(fā)展模式，推動(dòng)建設(shè)項(xiàng)目的良性循環(huán)[1]。

2）節(jié)約資源。新材料和新技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用能夠減少資源浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)再利用。長(zhǎng)久以來(lái)，人們對(duì)資源的開采一直在持續(xù)，從而導(dǎo)致資源的浪費(fèi)，破壞資源的行為屢有發(fā)生。如今，隨著人們物質(zhì)生活水平的提高，對(duì)空間環(huán)境和居住環(huán)境的要求越來(lái)越高，如果繼續(xù)使用高耗能的建筑材料和建筑技術(shù)，必然會(huì)使資源進(jìn)一步被消耗，加劇了對(duì)建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的抑制作用。因此要從融合新材料和新技術(shù)入手，加大推廣新材料和新技術(shù)的宣傳力度，優(yōu)化建設(shè)項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)布局，合理控制工程造價(jià)，讓新材料和新技術(shù)在節(jié)約資源上發(fā)揮積極作用，提高資源的利用效率，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)資源利用的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

3）提高建筑的審美性。傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)造型不時(shí)尚，設(shè)計(jì)語(yǔ)言不突出，空間利用率低等缺點(diǎn)。不但影響建筑的整體外觀效果，還影響了建筑與周圍環(huán)境的和諧共生，甚至影響建筑在社會(huì)生活中的影響力。而在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，新材料和新技術(shù)的應(yīng)用能顯著提升建筑物自身特色，通過(guò)抽象和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與周圍環(huán)境融為一體。提高建筑的保溫、采光、通風(fēng)、防水、隔音、隔震等多方面的性能，能提升建筑的美感，體現(xiàn)建筑的應(yīng)用價(jià)值，實(shí)現(xiàn)建筑技術(shù)和藝術(shù)價(jià)值的融合，為提高現(xiàn)代都市建筑在建筑設(shè)計(jì)行業(yè)內(nèi)的知名度提供有力的支持。

4）提高建筑的功能性和實(shí)用性。建筑功能的合理劃分是衡量建筑設(shè)計(jì)水平的重要標(biāo)準(zhǔn)，建筑的實(shí)用性是作為建筑功能性運(yùn)用的具體體現(xiàn)。首先，在多個(gè)大空間的鋼結(jié)構(gòu)中，選用高科技的建筑新材料可以使空間之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，提高空間的利用率。其次，采用高科技技術(shù)手段提升大跨度建筑的實(shí)用性。例如，承重采用Y形柱、三叉柱、樹形柱等多種截面柱子技術(shù)形式，雨棚采用索殼、三向張弦拱等新型鋼結(jié)構(gòu)體系[2]，屋頂選用鋼箱梁和錐形鋼管柱支撐等。再次，建筑使用新型玻璃幕墻和直徑6 mm穿孔鋁板內(nèi)襯鋁背板的組合材料提高建筑的入口識(shí)別功能。室內(nèi)空間不設(shè)置柱子，利用梁到高位的設(shè)計(jì)手法，增加房間儲(chǔ)物的實(shí)用功能等。新材料和新技術(shù)的應(yīng)用極大地提高了建筑功能性和實(shí)用性，為建筑設(shè)計(jì)創(chuàng)新提供了便利的條件。

5）提高建筑的經(jīng)濟(jì)性。新材料和新技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用要注重經(jīng)濟(jì)性，在滿足功能性和實(shí)用性的同時(shí)，嚴(yán)格遵循降低全生命周期運(yùn)營(yíng)成本的原則。合理選擇性能高效、價(jià)格合理的新型建筑材料。

采用先進(jìn)的裝配式工藝技術(shù)，數(shù)字智能技術(shù)、BIM技術(shù)、新型外墻節(jié)能技術(shù)及AI輔助設(shè)計(jì)等提高建筑設(shè)計(jì)水平，縮短施工工期，降低人工作業(yè)成本并提高管理效率。

在新材料和新技術(shù)使用過(guò)程中，加強(qiáng)日常巡檢和新材料的保養(yǎng)，降低日常維護(hù)費(fèi)用，延長(zhǎng)建筑的耐久性，提高建筑壽命。還可以利用本地資源，對(duì)新材料和新技術(shù)實(shí)現(xiàn)本土化改造，降低遠(yuǎn)程加工和運(yùn)輸成本。

6）提高建筑的安全性。新材料和新技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，要始終把安全放在首位，確保使用過(guò)程中的安全性。在新材料方面，應(yīng)選用抗震、韌度高、抗老化、防水性好、保溫效果明顯的建筑材料，以應(yīng)對(duì)地震、山洪、暴雨等大自然突發(fā)狀況以及人為破壞帶來(lái)的影響；在新技術(shù)方面，需確保新技術(shù)對(duì)建筑設(shè)計(jì)帶來(lái)的正面效應(yīng)，通過(guò)檢驗(yàn)新技術(shù)已在項(xiàng)目中應(yīng)用的實(shí)例來(lái)保證建筑的整體安全性。施工過(guò)程中，監(jiān)理單位要做好監(jiān)督檢查工作，施工單位要建立完善的安全管理制度，加強(qiáng)日常巡檢，及時(shí)消除風(fēng)險(xiǎn)隱患。

7）順應(yīng)新質(zhì)生產(chǎn)力的發(fā)展需要。建筑領(lǐng)域產(chǎn)品和技術(shù)手段日新月異，建筑設(shè)計(jì)行業(yè)要想長(zhǎng)久保持生命力和活力，就要在觀念和技術(shù)上緊跟時(shí)代。新材料和新技術(shù)的應(yīng)用順應(yīng)時(shí)代發(fā)展需要，積極實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)和傳統(tǒng)工藝向數(shù)字化高科技轉(zhuǎn)型發(fā)展邁進(jìn)，通過(guò)不斷地迭代更新，提高建筑設(shè)計(jì)的科學(xué)性、理論性、實(shí)踐性、穩(wěn)定性。

2 新材料和新技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

新材料和新技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用過(guò)程中，需要對(duì)建筑材料的研發(fā)、試驗(yàn)、投入使用投入更多的資金。在倡導(dǎo)綠色建筑發(fā)展的今天，對(duì)建筑設(shè)計(jì)、建筑形式和建筑技術(shù)提出了更高的要求，在一定程度上推動(dòng)了建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展，但也將建筑設(shè)計(jì)中的建筑技術(shù)、建筑工藝和建筑材料的使用方面的問(wèn)題凸顯出來(lái)。

為加快建設(shè)項(xiàng)目中新材料和新技術(shù)的落實(shí)，要求建筑設(shè)計(jì)人員在短期內(nèi)必須了解并掌握新材料的特性、使用范圍、使用期限以及新技術(shù)的使用方法、使用流程，掌握?qǐng)D紙上的技術(shù)參數(shù)和樣本數(shù)據(jù)，了解現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)特點(diǎn)、技術(shù)手冊(cè)。對(duì)建筑設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，盡管已具備一定設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，并了解新材料和新技術(shù)，但從建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施情況來(lái)看，還存在一定差距。主要原因在于建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)新材料和新技術(shù)的理解存在不同，規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)之間存在一些分歧，學(xué)習(xí)培訓(xùn)時(shí)間短且個(gè)人學(xué)習(xí)領(lǐng)悟能力有所不同，所以短時(shí)間內(nèi)無(wú)法做到統(tǒng)一，對(duì)新材料和新技術(shù)的使用造成一定限制。如不考慮后果強(qiáng)行在工程中應(yīng)用，會(huì)對(duì)工程質(zhì)量產(chǎn)生一定影響，可能會(huì)產(chǎn)生二次返工、重新設(shè)計(jì)的情況[3]。進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)計(jì)效率降低，施工工期延長(zhǎng)，項(xiàng)目不能按時(shí)竣工，同時(shí)在經(jīng)濟(jì)上也會(huì)造成不可挽回的損失。這些后果會(huì)與建筑設(shè)計(jì)新材料和新技術(shù)的創(chuàng)新理念相悖。所以建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)針對(duì)新材料和新技術(shù)的應(yīng)用展開重點(diǎn)性培訓(xùn)，加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的實(shí)踐環(huán)節(jié)，掌握新材料和新技術(shù)的參數(shù)要翔實(shí)完整，提供的圖紙和數(shù)據(jù)要符合國(guó)標(biāo)和行標(biāo)規(guī)定，還要調(diào)整項(xiàng)目的工程進(jìn)度，使新材料和新技術(shù)的價(jià)值發(fā)揮到最大。

3 新材料在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

建筑新材料層出不窮，這些新材料在建筑設(shè)計(jì)行業(yè)中發(fā)揮了重要的作用。具有輕質(zhì)量高強(qiáng)度、高韌性、能提高承載力的特點(diǎn)。在力學(xué)性能方面如抗拉、抗壓、抗剪切，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化提供了更多的選擇。在實(shí)用功能方面，如可再生、節(jié)能環(huán)保、吸聲隔熱、改善室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量等方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。

3.1 碳纖維復(fù)合材料

隨著大跨度建筑的不斷涌現(xiàn)，鋼材作為主要的建筑結(jié)構(gòu)材料，在建筑設(shè)計(jì)中起到安全、適用、美觀的作用。然而作為傳統(tǒng)建筑材料的鋼材也隨著人們對(duì)建筑空間的要求越來(lái)越高，對(duì)建筑的審美能力也越來(lái)越強(qiáng)，它的局限性也日益凸顯。而碳纖維復(fù)合材料的出現(xiàn)，為大跨度建筑設(shè)計(jì)提供了無(wú)限的可能性[4]。碳纖維是非常重要的無(wú)機(jī)高性能纖維，具有高強(qiáng)度、高硬度、低質(zhì)量、耐沖擊等優(yōu)異的力學(xué)性能。其比重不到普通鋼材的1/4，抗拉強(qiáng)度一般在3 500 MPa以上，是普通鋼材的7倍～9倍，抗拉彈性模量為230～430 GPa亦高于普通鋼材。因此，碳纖維復(fù)合材料的比強(qiáng)度即材料的強(qiáng)度與其密度之比可達(dá)到2 000 MPa/（g .cm-3）以上，而Q235鋼的比強(qiáng)度僅為59 MPa/（g .cm-3），因此其比模量也比普通鋼材高。相比傳統(tǒng)普通鋼鐵材料，一體化的碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)密度更低、質(zhì)量更輕、強(qiáng)度更高，因此可以在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用。碳纖維復(fù)合材料制造的碳纖維索在大跨度空間體系中扮演拉索或吊索的角色，也可用于拱結(jié)構(gòu)的錨索。在新建大型乃至巨型工程中，碳纖維筋可以替代混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋，提高其結(jié)構(gòu)壽命，同時(shí)在鋼筋密集的加肋和箍筋部位使用，可以減少鋼筋使用量，而且方便支模施工，提高工程質(zhì)量。在空間造型上，利用碳纖維復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度高和輕盈的特點(diǎn)可以營(yíng)造橢圓形、雙曲線形、拋物線形、不規(guī)則三維曲面等空間形式。在結(jié)構(gòu)加固過(guò)程中，使用碳纖維增強(qiáng)混凝土外墻墻板可以減少40%的重量。在加固構(gòu)件形狀復(fù)雜情況下，可以選擇布狀的碳纖維復(fù)合材料。若采取嵌入的方式加固需采用條帶形的碳纖維復(fù)合材料。若對(duì)豎向的柱子和水平的樓板采取加固措施，應(yīng)選擇柔性好的柵格復(fù)合材料。在保證建筑空間和結(jié)構(gòu)安全的前提下，兼顧考慮經(jīng)濟(jì)因素的限制，適當(dāng)使用碳纖維復(fù)合材料能起到節(jié)能環(huán)保的作用。

另外，碳纖維復(fù)合材料的耐腐蝕性、耐候性、耐高溫更強(qiáng)。利用基體樹脂和增強(qiáng)纖維的界面相容性試驗(yàn)可以使碳纖維復(fù)合材料在極端惡劣的環(huán)境中長(zhǎng)期保持穩(wěn)定。如跨海橋梁的基礎(chǔ)、大型人防地下工程等，對(duì)基體添加改善耐腐蝕性的助劑，或在長(zhǎng)期暴露在陽(yáng)光下的大型建筑外部添加紫外線吸收劑，屋頂和外墻表面添加吸收紫外線的透明薄膜，或者改進(jìn)材料工藝制作方法，如通過(guò)高溫固化使材料固化完全，加壓固化減少碳纖維復(fù)合材料的微孔和控制孔隙率，碳纖維復(fù)合材料的特性會(huì)得到充分發(fā)揮。因此碳纖維復(fù)合材料在建筑設(shè)計(jì)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

3.2 可再生材料

在如今倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展和綠色低碳生活的時(shí)代，可再生能源是涉及城市發(fā)展建設(shè)的必備要素之一，進(jìn)而可再生材料作為可再生能源中的重要組成部分，也成為建筑設(shè)計(jì)中的核心創(chuàng)新點(diǎn)。研究和推廣可再生建筑材料的使用，對(duì)推動(dòng)建筑行業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型具有重要意義[5]。

1）可再生石塊。主要分為兩類：①回收利用舊材料。建筑壽命到期或者是被廢棄拆除后產(chǎn)生的建筑砌塊，這些砌塊多帶抹灰或石塊等。施工現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)簡(jiǎn)單的篩選、歸類整理、清理加工等程序，在保證砌塊能繼續(xù)使用并完整的條件下，投放到新的建設(shè)項(xiàng)目中。②制作再生砌塊。建筑拆除后為混凝土廢渣，需要到加工廠進(jìn)行清理粉碎，加入膠凝材料后形成新的砌塊。這兩種可再生石塊可以在建筑設(shè)計(jì)中采用原級(jí)和降級(jí)應(yīng)用。原級(jí)應(yīng)用主要應(yīng)用在結(jié)構(gòu)承重部位或外墻圍護(hù)部位。降級(jí)應(yīng)用主要應(yīng)用在建筑構(gòu)件和裝飾構(gòu)件等非結(jié)構(gòu)承重部位，而且能達(dá)到多樣化的制作效果。

2）竹。竹是一種快速生長(zhǎng)的可再生材料，具有極高的強(qiáng)度和韌性，抗拉強(qiáng)度比普通鋼材高，防腐性能好、耐久性優(yōu)越。竹可用于搭建輕型的房屋，室內(nèi)裝飾材質(zhì)利用其特有的紋理，可增添建筑的美感和質(zhì)感且冬暖夏涼，隔熱吸聲能力強(qiáng)，能減少能源消耗實(shí)現(xiàn)環(huán)保低碳。

3）環(huán)保麥秸和木材。麥秸能加工成環(huán)保墻磚。木材在保證防火的前提下，不僅結(jié)構(gòu)性能良好，還能吸收CO2，減少室內(nèi)污染。

3.3 新材料性能的優(yōu)化

新材料通過(guò)改性可以優(yōu)化材料性能。對(duì)混凝土進(jìn)行納米改性[6]，引入納米管、納米纖維等納米材料，可大幅提高混凝土的強(qiáng)度、耐久性、自修復(fù)能力等性能。

新型環(huán)保納米水泥基復(fù)合材料，通過(guò)在水泥基體中引入納米SiO2、納米ZnO等多種納米顆粒，使復(fù)合材料具有優(yōu)異的強(qiáng)度、抗?jié)B性、抗菌性等性能，該材料已在實(shí)踐中得到應(yīng)用。

3.4 其他類型新材料

①外墻相變蓄能材料，如真空絕熱板、空心陶瓷微珠板等可以減少室內(nèi)熱損失。外墻斷橋鋁包木特種節(jié)能門窗傳熱系數(shù)小于0.8 W/（m2 .K）；②特種石膏具有可塑性強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)，可以通過(guò)添加劑，保證物理的性能同時(shí)能提高石膏強(qiáng)度；③再生塑料由回收的廢塑料制成，耐久性高且成本低；④多孔新型材料和生物基新型吸聲材料，可以改善建筑聲環(huán)境；⑤利用鋼渣制成的無(wú)機(jī)彩色人工真石、木塑復(fù)合材料、固廢再生泡沫混凝土；⑥新型復(fù)合材料可以智能調(diào)光玻璃既能調(diào)節(jié)室內(nèi)采光，又能起到節(jié)能保溫的作用。智能化外墻板能實(shí)現(xiàn)熱量、電力等多種功能的整合；⑦水泥基滲透結(jié)晶型防水材料，對(duì)混凝土基體可進(jìn)行永久性防水防滲保護(hù)；⑧低輻射雙鋼化中空玻璃幕墻，熱工性能優(yōu)異。

4 新技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

4.1 智能化設(shè)計(jì)系統(tǒng)

智能化設(shè)計(jì)系統(tǒng)將智能化貫穿于建筑的全生命周期，利用人工智能、大數(shù)據(jù)分析、先進(jìn)的算法[7]，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理，提升建筑的運(yùn)行效益，降低建筑的運(yùn)營(yíng)成本。通過(guò)搭建高效、精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)平臺(tái)，利用人工智能與建筑師的協(xié)同方案制作，為建筑設(shè)計(jì)的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)從想象空間到設(shè)計(jì)圖紙最后到項(xiàng)目的具體實(shí)施提供了完美的解決方案。建筑設(shè)計(jì)過(guò)程具有開放性思維的特點(diǎn)，智能化設(shè)計(jì)系統(tǒng)能為建筑設(shè)計(jì)提供不同的概念方案。通過(guò)對(duì)比這些方案，可以隨時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)，輸入不同的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，生成不同的場(chǎng)地模型、建筑單體模型、虛擬交通流線、功能分區(qū)，形成若干個(gè)功能房間組成的建筑平面，進(jìn)而根據(jù)平面的變化衍生出各種剖面形式，外觀立面效果圖及鳥瞰圖，為設(shè)計(jì)師節(jié)省了大量的手繪時(shí)間，更為設(shè)計(jì)師提供了更多的靈感空間，使建筑設(shè)計(jì)思維能持續(xù)保持下去。

在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方面，基于先進(jìn)的參數(shù)化設(shè)計(jì)和拓?fù)溆?jì)算，為設(shè)計(jì)師提供不同結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可行性和穩(wěn)定性，智能化系統(tǒng)能根據(jù)應(yīng)力傳遞原理，通過(guò)系統(tǒng)的分析和演繹各種受力條件下的結(jié)構(gòu)變形情況，結(jié)合新材料優(yōu)異的性能，建立力學(xué)模型，對(duì)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的具體表現(xiàn)列表分析，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化組合。例如屋面跨度最大的北京大興鋼結(jié)構(gòu)航站樓設(shè)計(jì)，就是通過(guò)智能化系統(tǒng)，利用有限元結(jié)構(gòu)分析軟件對(duì)鋼屋面進(jìn)行了靜力學(xué)和動(dòng)力分析，然后采用拓?fù)渌惴?，?yōu)化屋面結(jié)構(gòu)鋼梁布置，確定巨型鋼梁走向，最后通過(guò)參數(shù)化設(shè)計(jì)對(duì)每根鋼梁的截面尺寸進(jìn)行優(yōu)化，保證鋼梁的強(qiáng)度和剛度，做到結(jié)構(gòu)整體性能的最優(yōu)化。

4.2 BIM技術(shù)

BIM技術(shù)，即建筑信息模型技術(shù)，在建筑領(lǐng)域數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用，在建筑設(shè)計(jì)行業(yè)已被應(yīng)用于工業(yè)項(xiàng)目和民用項(xiàng)目中[8]。BIM技術(shù)為建筑設(shè)計(jì)提供了直觀的操作界面，建筑師擺脫了對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件的依賴度，把二維平面設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換到三維空間模型中。BIM軟件不僅能對(duì)建筑外觀進(jìn)行直觀的觀察，更可以對(duì)建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、功能房間布局、機(jī)電設(shè)備布置情況等進(jìn)行深入研究。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程中，因?yàn)槎S軟件自身的局限性，難以將全部信息表達(dá)在圖紙上，各專業(yè)之間因?yàn)樾畔⒌牟粚?duì)稱造成圖紙表達(dá)不準(zhǔn)確，在圖紙修改和設(shè)計(jì)變更的時(shí)候增加出錯(cuò)頻率，進(jìn)而耗費(fèi)時(shí)間。BIM技術(shù)的應(yīng)用依托全信息模型，設(shè)計(jì)師可以充分掌握建筑的數(shù)據(jù)和參數(shù)，通過(guò)虛擬建模和仿真分析，不僅是設(shè)計(jì)師，其他相關(guān)人員也能更好地理解和參與設(shè)計(jì)過(guò)程。BIM技術(shù)的支持可實(shí)時(shí)預(yù)覽和修改功能，可以保證設(shè)計(jì)師快速調(diào)整設(shè)計(jì)，提高工作效率。BIM技術(shù)還能在進(jìn)行各專業(yè)的碰撞檢測(cè)同時(shí)提供優(yōu)化的解決方案，提高了設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性、完整性和可靠性。在建筑施工階段實(shí)現(xiàn)精確施工，減少返工。在運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段對(duì)建筑情況實(shí)施監(jiān)控。

4.3 3D打印技術(shù)

3D打印技術(shù)，即增材制造技術(shù)，是一種通過(guò)逐層堆積材料來(lái)構(gòu)建三維物體的技術(shù)[9]。近年來(lái)在建筑室內(nèi)裝修設(shè)計(jì)中取得了一定的突破。設(shè)計(jì)師可以根據(jù)客戶的需要完成比如旋轉(zhuǎn)樓梯、異形欄桿、后現(xiàn)代主義裝飾壁畫、不規(guī)則柱子、曲面梁、弧形樓板等特殊的裝飾構(gòu)件和結(jié)構(gòu)構(gòu)件。3D打印技術(shù)以數(shù)字模型為基礎(chǔ)，采用的材料包括光敏樹脂材料、聚碳酸酯材料、不銹鋼材料、陶瓷材料、生物材料、橡膠材料、石墨烯材料、低碳高分子材料等，二者融合可以精確地制作出室內(nèi)工藝品，為建筑裝修設(shè)計(jì)增添藝術(shù)氛圍。

3D打印技術(shù)還可以快速制作建筑模型。模型分為“原坯”工作模型和展示模型，工作模型可以分段加工和拆卸，幫助設(shè)計(jì)師快速構(gòu)建設(shè)計(jì)思維。完成初步方案后，建筑師進(jìn)行展示模型的設(shè)計(jì)，以便最終審定方案時(shí)使用。展示模型要求接近建筑真實(shí)的比例，對(duì)建筑的造型進(jìn)行打磨，推敲建筑的色彩關(guān)系，強(qiáng)調(diào)建筑的質(zhì)感，融入具體的環(huán)境之中，虛擬想象進(jìn)入建筑后的感受。在重要的內(nèi)部房間，利用3D打印技術(shù)完成室內(nèi)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)布局和細(xì)部構(gòu)造節(jié)點(diǎn)做法。展示模型還要融入夜景設(shè)計(jì)，模擬室內(nèi)外燈光，根據(jù)使用的需要和環(huán)境的特點(diǎn)完善創(chuàng)作立意和構(gòu)思。

5 結(jié)語(yǔ)

新材料和新技術(shù)的應(yīng)用成為未來(lái)建筑設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展的核心動(dòng)力，為建筑設(shè)計(jì)行業(yè)帶來(lái)了革命性的變化。這有助于提升建筑的整體質(zhì)量和收益，還能有效解決建設(shè)過(guò)程中的資源浪費(fèi)、環(huán)境污染等問(wèn)題。盡管新材料和新技術(shù)的應(yīng)用在現(xiàn)階段還存在一些不足，但通過(guò)現(xiàn)代化科技手段的不斷研究和創(chuàng)新，將會(huì)有更多的新材料和新技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中被應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保的、可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計(jì)理念。

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[作者簡(jiǎn)介]吳荻（1979—），男，吉林永吉人，本科，高級(jí)工程師。研究方向：建筑設(shè)計(jì)。