材料科技對建筑結構的影響范文

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摘要：建筑不僅僅與人類的文化、生活息息相關，同時也具有極強的審美性和藝術性，象征性和形式美，建筑的本質是為人類的居住活動或者各類行為提供場所。建筑的修建是需要材料和工藝的，而不同的材料由于其不同的屬性，都會產生不同的生產和加工工藝，最后所產生的場所的氛圍和空間的特性都會有很大的差別。那么建筑作為一種反映社會經濟的意識形態，同時又是實體的、客觀存在的、與科學建造密切相關的事物，其中很重要的一環就是建筑材料科技的發展。這篇文章就是希望能討論建筑材料科技的發展對建筑結構的影響。

關鍵詞：工業革命；建筑材料；鋼結構；密斯凡德羅；中國土建；新材料；社會經濟發展

1引言

建筑不僅僅與人類的文化、生活息息相關，同時也具有極強的審美性和藝術性，象征性和形式美，建筑的本質是為人類的居住活動或者各類行為提供場所。建筑的修建是需要材料和工藝的，而不同的材料由于其不同的屬性，都會產生不同的生產和加工工藝，最后所產生的場所的氛圍和空間的特性都會有很大的差別。那么建筑作為一種反映社會經濟的意識形態，同時又是實體的、客觀存在的、與科學建造密切相關的事物，其中很重要的一環就是建筑材料科技的發展。這篇文章就是希望能討論建筑材料科技的發展對建筑結構的影響。讓我們回到當代的大背景下來看建筑材料的現階段發展狀況。近幾年來，國內外新建筑不斷涌現的同時，建筑結構也較之前有了較大的改變。但是無論是材料還是空間都是建筑討論中最為基本的問題，所以對于他們的研究也以不同的方式出現。但是長期以來對于材料的研究往往是側重于其技術性的表達和展示。而在考慮到建筑結構對人類生活方式會產生巨大改變的情況下，對建筑材料的發展和建筑結構之間關聯的討論就顯得尤為重要。

2國內外相關案例探究

總體來看，由于材料問題涉及到極強的技術性和實驗性，而短時間實驗的結果和成果具有一定特殊性，則基于相關的國內外文獻以及實例對此問題進行探討。西方在對材料的討論上，在維特魯威的《建筑十書》中，他把建筑的制作工藝以及制作實際看作是與材料的性質不可分離的要素。不同的材料加工產生過程，不同的時間段反映了材料不同的加工工藝和加工技術。即使是同一種材料，偶然的因素也會影響材料本身的構建結果。之后，對建筑史十分有影響的著作《建構文化研究》（StudiesinTectonicCulture）一書對于結構理性主義十分推崇，它對空間結構上的解讀某種程度上與密斯凡德羅“少即是多”的設計理念有著相關聯的地方。密斯是西方受工業革命影響較大的建筑師，在第一次世界大戰之后，他的建筑一改傳統建筑上常見的嚴謹的裝飾花紋，以功能為主，帶有強烈的理性風格。以密斯為西方相關案例研究的代表，是因為密斯主張建筑必須具有時代性。故我們在研究密斯的時候，同樣也能通過對其作品和思想的探討窺見西方在建筑發展史中材料應用對建筑的影響以及對人們生活方式、思想方式、行為習慣的影響。密斯很大一部分貢獻在于，它通過對工業革命以后的產生的新材料——鋼框架以及玻璃在建筑中的應用進行了探索。他的作品具有十分鮮明的工業革命以后的特點，而這種特點能夠如此鮮明很大程度上來自于新型材料的產生以及新型材料的不同于以往的構建方式。密斯作品的特點是整潔和骨架透明的外觀。他早期的工作展示了他對玻璃窗體的大量運用，運用直線特征的風格進行設計，這種新的建筑形式得益于新建筑材料的發現和發展。在密斯的室內設計中，對新材料的運用以及新的構筑方法的實施同樣也帶來了新的室內設計理念。“少即是多”是密斯在建筑設計中提出來的，而這個思想同時也貫穿到了他的室內設計中。在1929年巴塞羅那展覽館之后，密斯于1930年在捷克斯洛伐克布爾洛城所作的吐根哈特別墅中，發展了流動空間的概念。密斯將起居部分的空間處理成一個開敞的大空間，在客廳與書房的分界處用一塊獨立的墻體分隔，在餐廳部分則用烏檀木做成弧形墻體來分隔，因此整個起居部分就被劃分為四個互相聯系的空間：書房，客廳，餐廳和門廳。內部流動的空間同時也被玻璃外墻引向花園，進一步加強了聯系，于是它成了一個經典的現代內部設計。我們不難推測，密斯在建筑上對鋼筋構架以及幕墻玻璃的使用使密斯的建筑手法較時代前衛，從而使他的建筑為二十世紀的建筑行業帶來巨大沖擊，密斯也成為建筑行業的領頭者。鋼筋結構的運用意味著建筑不再受之前磚土結構的束縛，高樓大廈等新形式的建筑語言成為可能。那么在中國，情況又會是怎樣的呢？從材料研究來看，很長的一段時間都是把建筑材料當成孤立的一部分來看待，對其研究的成果諸如《建筑機構》，《材料力學》等科目教科書。但是建筑學的研究是材料的選擇及其建造方式方法與建筑的關系，并不是孤單地對待材料的某一屬性或僅僅是材料本身。當代中國已經有很多中青年建筑師把自己對建筑、建筑材料的理解運用到自己的作品中去。他們其中的代表人物有王澍、張永和、張雷、董豫贛等人。王澍早年對于法蘭克福學派的研究以及近年來對中國傳統建造體系和世界觀的認同和掌握，都成為其表達自己的建筑哲學思想的來源。但是實際上，建筑學來源于歐洲，我國的山水園林以及古建方面雖然歷史悠久，但是一直都沒有形成系統的理論。相關的著作也僅僅是與建構有關的《營造法式》（李誡北宋）、《工程做法》（清代朝廷制定）等。故筆者選擇中國土建來看不同的建筑材料及其發展對于建筑結構的影響。以中國土建為例。中國建筑歷史悠久，覆蓋范圍極為廣泛，每個朝代興建的建筑不但類型多樣而且數量宏巨。在建筑漫長的發展歷程中，基于中國農耕文明以及封建制度，建筑的選用材料多為“土”和“木”。而土則是我國古代建筑中最早使用也是使用最為廣泛的材料。隨著歷史的發展和生產工具的不斷改善以及對材料本身更迭的運用，土建已經由傳統的、較為單一的建筑形態逐漸轉變為混合的、較現代的建筑形態。土具有其獨特的性能，因其具有粘度高。質地密。且具有良好的可塑性和較好的粘合性，因而穩定性和整體性也是比較好的，根據《中國古代傳統建筑土工技術研究》可知，土的建造方式和加工形式可歸納為掏挖式、夯打式、砌筑式及機械式、水合式、燒結式等六種不同的方式。土壤在燒制后，可大大提高其自身的強度和防水防潮方面的性能，拓展了土的使用功能。中國目前存有大量的土建筑遺址，以及土衍生出得如陶、瓦、琉璃等構件。掏挖式的典型即中國陜北地區窯洞，由于地區的土質直立性良好，故洞穴的居住形式得以保留和延續。夯打式的建筑是從商展起來的，與此同時，房屋墻壁還采用了版筑的形式。到了商代晚期，隨著社會經濟的發展，建筑類型的增多，夯土版筑技術也隨之提高。而后一直到唐代，生產力水平迅速提高，出現了土坯磚石以及木建等不同的建筑修葺方式，夯土版筑技術開始與土坯磚石相結合。盛唐以后，開始在夯土墻外包砌磚石，從而使墻體耐久性大大提高。至明代，灰夯土筑技術此時已經出現，城池建筑的質量也達到頂峰。

3結語

現代科技的發展，催生了新型材料，而大量新型材料的涌現，建筑師擇取其中符合建筑特性的部分材料加以選擇應用。以鋼筋結構與玻璃幕墻為主的現代建筑，催生了現代城市符號——高層及超高層建筑。以往幾千年世界各地建筑所用的不外乎是土、木、磚、瓦、灰、砂石等天然或者手工制備材料，而在工業革命以后，鋼鐵在房屋結構上的運用是建筑行業由內而外產生了質的改變。人們不再局限于邊長十幾米的建筑，鋼結構使得幾百平方甚至幾千平方的建筑成為可能，大的功用性的、公共使用建筑例如廣場、大型綜合醫院、博物館、圖書館等等不斷出現和發展。19世紀出現的建筑領域的變化，就深度和廣度來說，在整個建筑史上都是空前的，其根本的原因就是工業革命引起的建筑革命。在鋼鐵結構以及混凝土澆筑技術引入建筑行業的今天，建筑已經、而且即將承擔越來越多的社會職能。工業革命給整個社會的革新是深遠而長久的，而依賴于新材料所產生的建筑結構的精細化必將使得建筑的功能性產生越來越具體、越來越符合不同人群需求。同時，這也能夠很清楚的說明，科學技術的革新對建筑結構會產生長足的影響。因此，在認識到新材料作為改造建筑結構的重要一環之后，新材料的有目的性的探究就是使建筑師玩轉建筑空間重要前提。在建筑史上的各種觀念理論中，人類逐漸由被動的、只能域性地選擇建筑材料，到主動探尋滿足各方面要求的材料，這是一個進步，也是一個是今后建筑行業不斷健康發展的良性過程。在現在科技高度發展、信息大爆炸的今天，建筑行業不再是一個單一的行業，它所囊括的方方面面的知識也決定了建筑師在進行建筑設計的過程中必須從建筑源頭——建筑材料的選擇進行考量。

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作者：胡碧葳