智能材料在建筑领域的研究现状

吴迪 霍英杰 相晨宇 李永涛

摘 要：智能材料是当今迅速发展的一类新型功能材料，已成为目前探索和研究的热门。本文主要针对智能材料的特性及其与建筑相结合形成的智能建筑材料，研究智能材料在建筑领域的应用及其发展状况。

关键词：智能材料;智能建筑材料;建筑领域

1、引言

随着智能材料的研究和应用不断取得重大突破，智能材料的发展前景有了越来越多的选择，但随着时代飞速的变迁进步，必将推动智能材料向更高层次发展，因此对智能材料的性能有着更高的要求，下面我们将主要针对建筑领域来看智能材料的与其之间的关系和应用。

2、智能材料的简介及其与建筑物的关系

智能材料是基于仿生发展而设计的一种类似于生物各种功能的“活”的特殊材料，是目前材料科学研究的领先代表，是材料科学最前端的发展方向。智能材料构思的前提是具有多功能复合性和仿生性两大特点。智能材料并不是单单一种材料种类，它是由多种材料部分经过有机紧凑的复合或严格的科学组装所构成的材料系统，人们设想的智能材料目前一般具备感知，驱动和控制三个基本功能要素。

智能材料所呈现的功能特征与建筑领域也能有着十分密切的结合，首先，智能材料的传感功能，能感受外界所發生的变化和材料本身所处环境发生的变化，给建筑材料的选取提供了空间，应用到建筑中能够对建筑物的裂缝破坏起到一定的预警作用。其次，智能材料的反馈功能，可以对系统之前与之后信息进行比较，然后对比较结果进行传送，根据对比结果发现问题，从而能够对建筑物出现的问题提前进行整修。最后，智能材料的自调节能力，可以在外部条件变化的同时调节其自身的结构，以此来改变材料本身原有形态，做出适合外界变化的调整，保持材料最佳的使用状态，这一特性能够大大提高建筑物的使用寿命。

3、智能材料在建筑领域的发展

近年来，由于建筑物的安全问题而造成的人员损伤不在少数，智能材料与建筑相结合形成的智能建筑材料，最大的特点就是使建筑物更加安全巩固。智能建筑利用智能建筑材料的智能特性，在进行观察建筑结构的同时，还可以对建筑物的破损进行修整。把可以进行观察的设备配置在智能建筑上，能及时检测出如地动、失火、结构塌裂等危害建筑物安全的因素，并在检测出来后，能够进行危险预警，以便于人们及时预防并制定应对方案，在一定的承载范围内还可以通过自动调节来对消危害因素的影响。例如智能材料的自修复功能，可在建筑物出现裂缝时，自动调节修复，避免建筑倒塌的危险。智能建筑的安全特征相比较传统建筑而言有了极大的提升，让人们使用的更加放心。

中国特色社会主义进入新时代，人民日益增长的美好生活需要正是对生活及工作环境要求的不断提升，在安全的基础上人们开始更加关注建筑物的使用舒适感和功能多样性。将智能材料与建筑相结合起来，则是当今新兴科技集成的体现，是建筑行业发展的大势所趋。智能材料在建筑领域应用所形成的智能建筑具有节约性、自动化和智能化等特点，大大提高了使用者的建筑舒适感，保证使用者能够享受到更加高效和方便的生活体验感，为使用者营造出更满意、更可靠的生活及工作环境，未来建筑业发展趋势必然是智能建筑。

4、智能材料在建筑领域的应用

科学研究、自动化控制以及计算机技术的不断进步，使得建筑及其所用的材料逐渐走向智能化。智能材料主要分为基体材料、敏感材料、驱动材料和信息处理器四部分，这四部分在建筑领域都有着各自的应用并起着至关重要的作用。智能材料在当今已出现了具体的应用实例，例如，最典型的一个研究实例就是来自美国费城的建筑师斯蒂芬·基兰和詹姆斯·廷博莱克研发设计的叫做“智能皮”的新型建筑材料。

智能材料的分类有很多种，在建筑领域最常用的是根据智能材料模拟生物行为的模式将其分为智能传感材料、智能驱动材料、智能修复材料和智能控制材料四类。最主要的体现是在绿色建筑领域的智能混凝土（即我们所说的自修复混凝土，自调节混凝土和自感应混凝土），智能乳胶漆（通过室内外光线的变化来改变墙体的反射亮度，起到温室内采光的作用），智能玻璃（建筑玻璃材料的主体）和智能涂料（有吸收能力，主要用来吸收烟味或其他一些不好的气味）。其中，我国的沈荣大等人研究的一种对压力敏感的压敏混凝土材料，就具有极大的特性和实用性，这些将碳素纤维复合材料与光纤传感器结合形成的结构，计划应用于三峡等一些国家工程的重要位置。

5、总结

如今，在对智能材料的特性有了更深一步的研究了解后，其应用前景愈发宽阔。尤其是在建筑领域，结合智能材料发展的智能建筑，对传统建筑的安全性与适用性方面都有了极大的提升，随着人类对生活及工作环境需求程度的提高，具有节省性、绿色性、朴实化、系统化、自动化和智能化特性的智能建筑逐渐成为一种时代需求，智能材料在建筑领域的应用不断的拓宽，智能建筑将是未来建筑业发展的必然趋势。

参考文献

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