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建筑材料和建筑设计的相互推动作用

http://zjhuayue.com  建筑是凝固的历史,它随着人类的进化而不断发展,和人类文明有着十分密切建筑设计资质挂靠的关系.无论在任何时代任何民族,建筑都是衡量其发达程度的重要标准之一 .而建筑材料作为一座建筑全部的物质组成部分,从建筑出现之时起便与之产生密切而不可分割的联系.

建筑材料和建筑设计总是互相推动和促进的,新的建筑材料的出现给建筑设计的发展以新的推动,如建筑结构的创新等.而建筑设计的发展,又对建筑材料提出了新的更高的要求.然而人类对建筑材料与建筑设计关系的认识并不是一成不变的,随着科学技术和社会的发展,它经历了一个由简单到复杂,从表面到深入的过程.

原始阶段:对材料简单的加工利用

原始人类为了躲避自然雨雪、风暴和野兽等的侵害,最初是居住在洞穴中的,这种洞穴,就是天然的建筑物,是人类对自然界的直接利用.渐渐地人类为了适应自身的生存和发展,从天然洞穴之中走出来,开始利用泥土、石头、草、木材、竹子等作为建筑材料.原始人类用石制的简易工具对自然界的材料进行简单的加工,使其能用于构筑一定的遮蔽空间.新石器时期的黄河中游氏族部落,在地穴之上架构木架、草泥,形成适合居住的穴居 .另外,在河姆渡遗址发现的干栏式建筑,已经出现了榫卯技术,这表明河姆渡先民对于材料的加工水平在当时已经到达较为先进的阶段.而随后出现的版筑技术,即将两板之间装满泥土,用杵捣紧,筑毕拆除木柱木板而成墙的技术,更是建筑技术的重要发展.

在这一阶段的建筑中,建筑材料仅被用于构筑各种可供人类居住、活动的空间,其中很少有主观上的设计成分.建筑的最终形态往往是各种材料根据地形,气候和易得性被选择性应用其中后的客观结果.因而这一时期的建筑物往往最能体现地域的气候特点和可供选择的材料类型.

发展阶段:出现人工建筑材料,并运开始用材料表现特定主题

随着社会的发展,人类利用自然、改造自然的能力逐步增强,在建筑材料上表现为出现了人工建筑材料.人工建筑材料的出现大大提高了建筑物的使用性能,同时也拓展了建筑材料的选择范围和建筑物的构筑方式.与此同时,人类对于传统材料加工水平也进一步得到提升.在此基础上,建筑的形式不再局限于简单的几何形状,也不再是材料选择性堆砌的结果.人类开始在营造过程中加入主观的想法,并试图用建筑这种形式来表现特定的主题.

砖是人类历史上最早应用的几种人工材料之一,在我国最早出现于战国时期.由于具有良好的抗压性和耐久性,砖很快被人们接受并用于建筑工程中.根据战国出土的遗址,砖曾被大量用于砌筑墓底和墓壁.秦始皇统一中国后下令建造的长城也是由方砖砌筑而成.而在遥远的古代埃及,一座座由巨石砌筑而成的高耸陵墓开始出现在广阔的茫茫沙漠中.这种向高处发展的集中式构图的纪念性建筑物被当做作统治者身份地位的象征,它就是金字塔.金字塔作为一种纪念性建筑已经不仅仅局限于陵墓的功能,粗犷石材所堆砌而成的巨大体量已经成为了一种精神象征.

成熟阶段:充分发挥材料特性并将其作为一种表现手段

玻璃、金属、混凝土等材料的出现使建筑设计迈入了一个新的阶段.由于应用和发挥了这些新材料的可能性,建筑的高度和跨度突破了传统的局限,在平面和空间上也比过去自由多了,这些突破也相应的影响到了建筑形式的变化.1851年建造的伦敦"水晶宫"展览馆,就开辟了建筑形式的新纪元.它的外形为简单的阶梯型的长方形体,各面只显出铁架和玻璃,没有任何多余的装饰,完全展现了材料的力学性能和外观属性.同样在1889年世博会上建造的机械馆刷新了世界建筑在跨度上的记录,将钢铁的结构和材料之美展露无遗.

在混凝土大量应用于建筑中后,新型的框架结构取代了以往的笨重的结构形式,使得建筑设计有了更大的发挥空间.格罗皮乌斯设计的包豪斯校舍,阿尔瓦 阿尔托设计的帕米欧肺病疗养院都是现代建筑中混凝土框架结构的经典之作.而安藤忠雄的光之教堂和柯布西耶的朗香教堂则更是基于混凝土而超越了混凝土.在建筑设计中材料被巧妙的与空间的主题和结构形式结合在一起,共同造就了出浑然天成的艺术杰作,形成了具有精神性的场所.

未来的发展趋势

时至今日,建筑设计已经走上了多元化发展的道路,其中比较主流的方向是绿色节能建筑和高科技建筑.而这几种建筑的发展很大程度上都依赖于相关材料的开发和应用.所谓"绿色建筑"的"绿色",并不是指一般意义的立体绿化、屋顶花园,而是代表一种概念或象征,指建筑对环境无害,能充分利用环境自然资源,并且在不破坏环境基本生态平衡条件下建造的一种建筑,又可称为可持续发展建筑、生态建筑、节能环保建筑等.绿色建筑的室内布局十分合理,尽量减少使用合成材料,充分利用阳光,节省能源,为居住者创造一种接近自然的感觉.

通过增强建筑物围护结构的保温隔热性能,降低建筑物的能耗就是构建绿色建筑的途径之一.加气混凝土砌块、保温砂浆、聚氨酯泡沫塑料 (PUF)、聚苯乙烯泡沫板 (PSF)、聚乙 烯泡沫塑料(PEF)、硬质聚氨酯防水保温材料、玻璃纤维增强水泥 制品(GRC)、外挂保温复合墙、外保温聚苯板复合墙体、膨胀珍珠岩、防水保温双功能板、发泡式聚苯乙烯板等都具有优良的保温性能和明显有效的节约能源作用.另外,能够利用材料自身的性能自动调节室内温度和湿度来提高室内舒适度的建筑材料,如木纤维、天然吸湿性材料 (如石膏)、天然多孔矿物材料 (如硅藻土、蛭石、海泡石等)和其他非晶多孔材料等,也是绿色建筑材料的发展方向.除了绿色建筑,参数化建筑的风潮如今也正在席卷世界.如今的建筑正由人们所熟悉的欧几里得几何体构成转变为非欧曲面的构成.各种外形新颖奇特的流线型建筑如雨后春笋一般在世界各地出现.

传统的钢筋混凝土的建筑材料已经无力撑起这样奇特的建筑形态,这就要求新的材料要登上历史舞台.新的信息化新型材料,如:纳米碳管、碳纤维、玻璃纤维等正在逐步被开发应用到新的建筑之中去.另外人们也将塑料纳入了自己的选择范围之中,如聚碳酸酯、聚乙烯等.还有高性能保温材料,只需要薄薄的一层涂料就可以起到良好的保温材料,这样一来建筑就可以做的相当轻盈.

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