導(dǎo)語(yǔ)：淺析新材料與建筑技術(shù)的創(chuàng)新一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1建筑材料在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

建筑材料在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用直接決定著建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)的設(shè)計(jì)理念,建筑材料的發(fā)展經(jīng)歷了不同的發(fā)展過(guò)程,建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)也在相應(yīng)的階段有著不同的發(fā)展和創(chuàng)新。原始社會(huì)的建筑材料多是以自然饋贈(zèng)的石器為主的,建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也是在適應(yīng)有限的建筑材料的基礎(chǔ)上的實(shí)用性為主的堆砌過(guò)程,因此，原始建筑多以方形建筑的構(gòu)建為主。后來(lái)隨著對(duì)于建筑材料的發(fā)展,建筑工具的創(chuàng)新,又在追求實(shí)用性的基礎(chǔ)上更加強(qiáng)調(diào)審美的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)理念。以邁錫尼衛(wèi)城的獅子們?yōu)榇淼寞B澀卷建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)已經(jīng)開啟了設(shè)計(jì)上的創(chuàng)新步伐。這種在設(shè)計(jì)使得建筑物的受力層面更加的均勻且合理,同時(shí)也滿足了設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的變化趨勢(shì)。原始的石器材料對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用在西方的建筑史上占據(jù)這主流地位,另重要一分支就是木質(zhì)為主的材料在建筑中的應(yīng)用對(duì)于我國(guó)的建筑架構(gòu)技術(shù)影響深遠(yuǎn)。木材相比較石材更容易加工,具有更強(qiáng)的可塑性,木框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在我國(guó)傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中占據(jù)重要地位。隨著時(shí)代的發(fā)展演進(jìn),建筑材料不再是傳統(tǒng)的大自然補(bǔ)給型,科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)使得建筑材料從單一型向著復(fù)合型發(fā)展,科技發(fā)展下的技術(shù)革命使得許多材料在傳統(tǒng)性能基礎(chǔ)上得到了改良。鋼筋混凝土材料下的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兼容并蓄,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也在傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上朝著更高更穩(wěn)固更加多樣化的方向發(fā)展。從高聳的世紀(jì)大廈對(duì)于高度的克服到深入地下的空間延展,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑材料的支撐下對(duì)于建筑空間的運(yùn)用更加充分。然而,隨著進(jìn)入現(xiàn)代化步伐的加快,時(shí)代對(duì)于建筑材料提出了新的要求。

2新材料與現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)的創(chuàng)新

現(xiàn)階段,對(duì)于建筑材料的發(fā)展要求已經(jīng)從傳統(tǒng)的構(gòu)建型為主突破出來(lái),傳統(tǒng)建筑材料的牢固性,支撐性能充分發(fā)揮的同時(shí)被時(shí)代給予了更多的要求。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,人口的迅猛增加,有限資源的能耗枯竭迫切的要求使建筑材料在單純傳統(tǒng)功能之上進(jìn)行了革新和突破,新材料產(chǎn)業(yè)在現(xiàn)代社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)壓力之下,在依仗科技產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)有力支持下,也必須響應(yīng)著新時(shí)代的號(hào)召,實(shí)現(xiàn)新的發(fā)展。下面就通過(guò)對(duì)于新材料的應(yīng)用的角度來(lái)分析現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的兩個(gè)方面。

2.1新材料的節(jié)能應(yīng)用對(duì)于現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求

新材料研發(fā)的一個(gè)重要趨勢(shì)就是節(jié)約環(huán)保能源材料的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用,新的建筑材料對(duì)于環(huán)保節(jié)能關(guān)注的除了材料本身的節(jié)能符合型要求之外,還強(qiáng)調(diào)對(duì)于日常建筑耗能的環(huán)保節(jié)能要求。尤其是在保溫,通風(fēng),照明,制冷,排水等方面做出貢獻(xiàn)的新材料的出現(xiàn),這些新材料的應(yīng)用過(guò)程的設(shè)計(jì)和功能上的有效實(shí)現(xiàn),使得現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了新的創(chuàng)新和突破。響應(yīng)和號(hào)召綠色節(jié)能理念的建筑設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主流,通過(guò)對(duì)于新材料的應(yīng)用,在發(fā)揮新材料的傳統(tǒng)承重等基礎(chǔ)功能之上建筑材料的節(jié)能功效也日益彰顯。能耗減少型的建筑新材料的在目前的建筑設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用,新型居住小區(qū)的保溫墻的設(shè)計(jì),就很好的遵循了節(jié)能上的設(shè)計(jì)理念。與磚石砌體,水泥砂漿,混凝土等傳統(tǒng)建筑的無(wú)機(jī)建筑材料相比較,現(xiàn)在的新型建筑圍墻材料多采用了大量的有機(jī)建筑新材料來(lái)滿足墻體的保溫設(shè)計(jì)理念,這類材料與傳統(tǒng)的建筑材料相比具有更好的隔熱保溫功效,保溫墻設(shè)計(jì)之初的理念就是通過(guò)對(duì)于外墻散熱效果的減弱來(lái)保持屋內(nèi)的熱量減損,從而減少屋內(nèi)供暖的耗能,以實(shí)現(xiàn)節(jié)約環(huán)保的目的。這種利用建筑物墻體對(duì)于溫度的掌控使得室內(nèi)取暖的能源消耗量大大減小,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)于傳統(tǒng)制熱能源的節(jié)約的方法在目前應(yīng)用成效十分顯著,應(yīng)用也十分廣泛。現(xiàn)在應(yīng)用較為廣泛的墻體保溫新材料，例如模塑聚苯乙烯沫板，擠塑聚苯乙烯泡沫板，硬泡聚氨酯等等，這些新材料很好的控制了外墻的溫度，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的初衷設(shè)想。然而，雖然這些新材料具有很好的隔熱效果，但在與傳統(tǒng)無(wú)機(jī)材料的融合應(yīng)用中對(duì)于傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)依舊提出了挑戰(zhàn)。在建筑的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中面臨很多技術(shù)問(wèn)題需要對(duì)傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行新的適用性調(diào)整。比如對(duì)于環(huán)保阻燃蜂窩復(fù)合墻體來(lái)說(shuō)。雖然其保溫效果大大增強(qiáng)，但是其應(yīng)用不好在復(fù)合是很容易斷裂，對(duì)于其防裂性的解決在其應(yīng)用實(shí)現(xiàn)中是一個(gè)技術(shù)的關(guān)鍵問(wèn)題。因此，我們必須通過(guò)對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的新的設(shè)計(jì)適用來(lái)實(shí)現(xiàn)新材料的新功能，于是我們?cè)趬w結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中就是通過(guò)抹面砂漿與增強(qiáng)網(wǎng)構(gòu)成的防裂保護(hù)層的這種全新的設(shè)計(jì)架構(gòu)，在傳統(tǒng)的單層堆疊的外墻體設(shè)計(jì)中增添新的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程，從而穩(wěn)固了新建筑材料在建筑設(shè)計(jì)中功能性用途，實(shí)現(xiàn)新建筑材料的優(yōu)勢(shì)化利用。外墻墻面的保溫是對(duì)新材料的應(yīng)用上的建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),除此之外,很多建筑在保溫設(shè)計(jì)上還結(jié)合了審美和環(huán)保的雙重理念,不僅通過(guò)保溫墻的溫度控制功能還結(jié)合了很多審美綠化的大膽設(shè)想,并且將這些設(shè)想付諸于實(shí)現(xiàn)。例如在很多城市中的樓層建筑中采用的倒置式屋面和屋面綠化。這種屋面的設(shè)計(jì)理念將保溫層與防水層的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式進(jìn)行了顛覆,即把防水層下至在其基礎(chǔ)之上設(shè)置保溫層,實(shí)現(xiàn)所謂的倒置設(shè)計(jì)。在這樣的設(shè)計(jì)理念的基礎(chǔ)之上,充分運(yùn)用新材料,將傳統(tǒng)的土質(zhì)培育的綠化層移植至墻面空間之上,通過(guò)綠色植物的光合作用實(shí)現(xiàn)對(duì)于環(huán)境的貢獻(xiàn),減少溫室氣體的排放,降低建筑物的能耗。可以說(shuō)這種貢獻(xiàn)式的設(shè)計(jì)在空間節(jié)約,環(huán)保功效和審美藝術(shù)上實(shí)現(xiàn)和諧的共贏局面,是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在時(shí)代需求下的一大創(chuàng)新。當(dāng)然,這種創(chuàng)新理念的現(xiàn)實(shí)是和新材料的應(yīng)用上的支撐密不可分的,新材料的應(yīng)用使得這種現(xiàn)在理想化的環(huán)保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念從理論變?yōu)閷?shí)踐,更好的造福人類,是人類的居住環(huán)境更加美好。

2.2以水立方為例闡釋現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新

新材料在降低能耗,注重節(jié)能的應(yīng)用上發(fā)揮了突出的作用,實(shí)現(xiàn)了能源利用的環(huán)保高效。對(duì)于可再生新能源的現(xiàn)代化應(yīng)用以?shī)W運(yùn)“水立方”為典型,體現(xiàn)了我國(guó)現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新。“水立方”為國(guó)家游泳中心,在奧運(yùn)會(huì)期間承接水上項(xiàng)目,又因?yàn)槠渫庑螢榱⒎襟w的形狀,故被稱為“水立方”。水立方從設(shè)計(jì)施工到竣工使用一直備受人們關(guān)注,從其設(shè)計(jì)理念到設(shè)計(jì)成果的展示都體現(xiàn)了對(duì)于新材料的的節(jié)能環(huán)保應(yīng)用,在運(yùn)用可再生新材料的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了許多建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新突破。“水立方”可以說(shuō)在我國(guó)節(jié)能建筑設(shè)計(jì)上具有里程碑式的意義,是我國(guó)第一個(gè)高效節(jié)能大型建筑,是我國(guó)首個(gè)膜結(jié)構(gòu)標(biāo)志性建筑,也是迄今為止在世界范圍內(nèi)構(gòu)造最復(fù)雜,規(guī)模最大的膜結(jié)構(gòu)建筑。下面就以“水立方”為例,簡(jiǎn)要介紹我國(guó)現(xiàn)階段在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新與突破。首先,“水立方”最引人注意的是它的外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),它的外墻的構(gòu)思設(shè)計(jì)理念是在運(yùn)用ETFF膜的基礎(chǔ)上從“帳篷”的設(shè)計(jì)中借鑒的靈感。膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在對(duì)柔性建筑材料探索研究和應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)并發(fā)展的建筑設(shè)計(jì)理念。在“水立方”運(yùn)用膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念的的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)中是沒(méi)有建筑傳統(tǒng)意義上的外墻,柱子,門窗的區(qū)分和標(biāo)識(shí)的,而是采用了多面體空間鋼結(jié)構(gòu)拼接而成,這種以鋼結(jié)構(gòu)支撐為主骨架的薄膜結(jié)構(gòu),在確保承重穩(wěn)固的同時(shí)又保證了承重的均勻,使得建筑物的承受力可以均勻的傳遞,同時(shí),建筑的多邊形形狀也使得建筑物的整體性得以體現(xiàn)和加強(qiáng)。在膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)用中,ETFF膜,也就是我們使用的乙烯—四氯乙烯充氣薄膜新材料,其具有很好的柔韌性,可更好的延展應(yīng)用,其自身重點(diǎn)十分輕便,這種使用中就減少了建筑物自身的承重。其次,這種膜結(jié)構(gòu)在保溫隔熱,采光,防水隔水,隔聲等節(jié)能方面也十分具有優(yōu)越性。其透明性優(yōu)良的膜結(jié)構(gòu)可以有效的節(jié)省光能,加之使用鍍點(diǎn)方式對(duì)透光和反光進(jìn)行有效控制,使得水立方內(nèi)部平均可以達(dá)到每天接近10小時(shí)的自然光照明,有效的節(jié)約了電力資源的消耗。水立方膜建筑中在膜間空隙中存在許多結(jié)構(gòu)性鋼槽,這些鋼槽對(duì)于雨水的收集可以為水立方內(nèi)部清潔節(jié)省大約十萬(wàn)噸用水。除上述之外,水立方設(shè)計(jì)中的還有很多細(xì)節(jié)都體現(xiàn)了對(duì)于節(jié)能環(huán)保的新的設(shè)計(jì)理念和要求,水立方的設(shè)計(jì)中對(duì)于新材料的應(yīng)用使得這些新的設(shè)計(jì)理念得以成為現(xiàn)實(shí),從而很好的滿足了社會(huì)時(shí)展的新需要。

3結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述的舉例陳述我們可以看出,現(xiàn)階段的新材料是以響應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求的節(jié)能化發(fā)展趨勢(shì),而建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也正是如此,兩者可以說(shuō)是相輔相成的過(guò)程,新材料的應(yīng)用使得建筑結(jié)構(gòu)的新設(shè)計(jì)理念得以實(shí)現(xiàn),而建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)創(chuàng)新也激發(fā)人們?nèi)ヌ剿餮芯啃碌牟牧弦粷M足現(xiàn)在建筑的要求。不同的建筑材料對(duì)于建筑的外形和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都起到了決定和制約作用,建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也在新材料的應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)了新的創(chuàng)新和突破,實(shí)現(xiàn)了新的發(fā)展。

本文作者:徐朝富