導(dǎo)語：淺析新材料與建筑技術(shù)的創(chuàng)新一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，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)計理念,建筑材料的發(fā)展經(jīng)歷了不同的發(fā)展過程,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。原始社會的建筑材料多是以自然饋贈的石器為主的,建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計也是在適應(yīng)有限的建筑材料的基礎(chǔ)上的實用性為主的堆砌過程,因此，原始建筑多以方形建筑的構(gòu)建為主。后來隨著對于建筑材料的發(fā)展,建筑工具的創(chuàng)新,又在追求實用性的基礎(chǔ)上更加強調(diào)審美的結(jié)構(gòu)化設(shè)計理念。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)計上的創(chuàng)新步伐。這種在設(shè)計使得建筑物的受力層面更加的均勻且合理,同時也滿足了設(shè)計結(jié)構(gòu)的變化趨勢。原始的石器材料對于建筑結(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)用對于我國的建筑架構(gòu)技術(shù)影響深遠。木材相比較石材更容易加工,具有更強的可塑性,木框架結(jié)構(gòu)設(shè)計在我國傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中占據(jù)重要地位。隨著時代的發(fā)展演進,建筑材料不再是傳統(tǒng)的大自然補給型,科學(xué)技術(shù)的突飛猛進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)計兼容并蓄,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也在傳統(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。從高聳的世紀大廈對于高度的克服到深入地下的空間延展,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑材料的支撐下對于建筑空間的運用更加充分。然而,隨著進入現(xiàn)代化步伐的加快,時代對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,傳統(tǒng)建筑材料的牢固性,支撐性能充分發(fā)揮的同時被時代給予了更多的要求。社會經(jīng)濟的高速發(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)功能之上進行了革新和突破,新材料產(chǎn)業(yè)在現(xiàn)代社會競爭壓力之下,在依仗科技產(chǎn)業(yè)的強有力支持下,也必須響應(yīng)著新時代的號召,實現(xiàn)新的發(fā)展。下面就通過對于新材料的應(yīng)用的角度來分析現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的兩個方面。

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

新材料研發(fā)的一個重要趨勢就是節(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,還強調(diào)對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的新材料的出現(xiàn),這些新材料的應(yīng)用過程的設(shè)計和功能上的有效實現(xiàn),使得現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)實現(xiàn)了新的創(chuàng)新和突破。響應(yīng)和號召綠色節(jié)能理念的建筑設(shè)計技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主流,通過對于新材料的應(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)計中廣泛應(yīng)用,新型居住小區(qū)的保溫墻的設(shè)計,就很好的遵循了節(jié)能上的設(shè)計理念。與磚石砌體,水泥砂漿,混凝土等傳統(tǒng)建筑的無機建筑材料相比較,現(xiàn)在的新型建筑圍墻材料多采用了大量的有機建筑新材料來滿足墻體的保溫設(shè)計理念,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)計之初的理念就是通過對于外墻散熱效果的減弱來保持屋內(nèi)的熱量減損,從而減少屋內(nèi)供暖的耗能,以實現(xiàn)節(jié)約環(huán)保的目的。這種利用建筑物墻體對于溫度的掌控使得室內(nèi)取暖的能源消耗量大大減小,進而實現(xiàn)了對于傳統(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?，F(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)無機材料的融合應(yīng)用中對于傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)依舊提出了挑戰(zhàn)。在建筑的實際應(yīng)用過程中面臨很多技術(shù)問題需要對傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進行新的適用性調(diào)整。比如對于環(huán)保阻燃蜂窩復(fù)合墻體來說。雖然其保溫效果大大增強，但是其應(yīng)用不好在復(fù)合是很容易斷裂，對于其防裂性的解決在其應(yīng)用實現(xiàn)中是一個技術(shù)的關(guān)鍵問題。因此，我們必須通過對于建筑結(jié)構(gòu)的新的設(shè)計適用來實現(xiàn)新材料的新功能，于是我們在墻體結(jié)構(gòu)的設(shè)計中就是通過抹面砂漿與增強網(wǎng)構(gòu)成的防裂保護層的這種全新的設(shè)計架構(gòu)，在傳統(tǒng)的單層堆疊的外墻體設(shè)計中增添新的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計流程，從而穩(wěn)固了新建筑材料在建筑設(shè)計中功能性用途，實現(xiàn)新建筑材料的優(yōu)勢化利用。外墻墻面的保溫是對新材料的應(yīng)用上的建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計,除此之外,很多建筑在保溫設(shè)計上還結(jié)合了審美和環(huán)保的雙重理念,不僅通過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)計理念將保溫層與防水層的傳統(tǒng)設(shè)計模式進行了顛覆,即把防水層下至在其基礎(chǔ)之上設(shè)置保溫層,實現(xiàn)所謂的倒置設(shè)計。在這樣的設(shè)計理念的基礎(chǔ)之上,充分運用新材料,將傳統(tǒng)的土質(zhì)培育的綠化層移植至墻面空間之上,通過綠色植物的光合作用實現(xiàn)對于環(huán)境的貢獻,減少溫室氣體的排放,降低建筑物的能耗?？梢哉f這種貢獻式的設(shè)計在空間節(jié)約,環(huán)保功效和審美藝術(shù)上實現(xiàn)和諧的共贏局面,是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計在時代需求下的一大創(chuàng)新。當(dāng)然,這種創(chuàng)新理念的現(xiàn)實是和新材料的應(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)計理念從理論變?yōu)閷嵺`,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,實現(xiàn)了能源利用的環(huán)保高效。對于可再生新能源的現(xiàn)代化應(yīng)用以奧運“水立方”為典型,體現(xiàn)了我國現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新?！八⒎健睘閲矣斡局行?在奧運會期間承接水上項目,又因為其外形為立方體的形狀,故被稱為“水立方”。水立方從設(shè)計施工到竣工使用一直備受人們關(guān)注,從其設(shè)計理念到設(shè)計成果的展示都體現(xiàn)了對于新材料的的節(jié)能環(huán)保應(yīng)用,在運用可再生新材料的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了許多建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的新突破?！八⒎健笨梢哉f在我國節(jié)能建筑設(shè)計上具有里程碑式的意義,是我國第一個高效節(jié)能大型建筑,是我國首個膜結(jié)構(gòu)標志性建筑,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,簡要介紹我國現(xiàn)階段在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的創(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,它的外墻的構(gòu)思設(shè)計理念是在運用ETFF膜的基礎(chǔ)上從“帳篷”的設(shè)計中借鑒的靈感。膜結(jié)構(gòu)設(shè)計是在對柔性建筑材料探索研究和應(yīng)用中實現(xiàn)并發(fā)展的建筑設(shè)計理念。在“水立方”運用膜結(jié)構(gòu)設(shè)計理念的的設(shè)計實現(xiàn)中是沒有建筑傳統(tǒng)意義上的外墻,柱子,門窗的區(qū)分和標識的,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,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。在膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(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,加之使用鍍點方式對透光和反光進行有效控制,使得水立方內(nèi)部平均可以達到每天接近10小時的自然光照明,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,這些鋼槽對于雨水的收集可以為水立方內(nèi)部清潔節(jié)省大約十萬噸用水。除上述之外,水立方設(shè)計中的還有很多細節(jié)都體現(xiàn)了對于節(jié)能環(huán)保的新的設(shè)計理念和要求,水立方的設(shè)計中對于新材料的應(yīng)用使得這些新的設(shè)計理念得以成為現(xiàn)實,從而很好的滿足了社會時展的新需要。

3結(jié)語

通過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)社會發(fā)展需求的節(jié)能化發(fā)展趨勢,而建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計也正是如此,兩者可以說是相輔相成的過程,新材料的應(yīng)用使得建筑結(jié)構(gòu)的新設(shè)計理念得以實現(xiàn),而建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計創(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。不同的建筑材料對于建筑的外形和結(jié)構(gòu)設(shè)計都起到了決定和制約作用,建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計也在新材料的應(yīng)用中實現(xiàn)了新的創(chuàng)新和突破,實現(xiàn)了新的發(fā)展。

本文作者:徐朝富