淺談高層建筑技術(shù)創(chuàng)新研究

郭京衛(wèi) 王 靜 郭玉安

1安陽(yáng)鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司（455004） 2安陽(yáng)市建筑企業(yè)管理處（455004）

0 引言

進(jìn)入新世紀(jì),建筑師們?cè)谔幚砀邔咏ㄖ?wèn)題時(shí)，越來(lái)越多采用的是技術(shù)手段。技術(shù)手段的不斷創(chuàng)新，為解決高層建筑的問(wèn)題提供了更多的可能，同時(shí)給高層建筑的發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇，有力的推動(dòng)了高層建筑的發(fā)展。在高層建筑中不斷的引入創(chuàng)新理念具有非常重要的意義。

1 高層建筑技術(shù)的特征

1.1 以建筑設(shè)計(jì)技術(shù)為核心

建筑產(chǎn)品具有自身的特點(diǎn)，如結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及非同質(zhì)性，這樣就需要對(duì)建筑產(chǎn)品分別進(jìn)行創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)。在建筑技術(shù)體中不同的階段采用的建筑技術(shù)也有所不同，如建筑材料以及安裝設(shè)備都依賴建筑設(shè)計(jì)技術(shù)的相應(yīng)安排，建筑技術(shù)在建筑材料的設(shè)計(jì)中得到較大的體現(xiàn)。因此，建筑設(shè)計(jì)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)的體系中處于核心的地位。

1.2 動(dòng)態(tài)性

建筑設(shè)計(jì)中所應(yīng)用的技術(shù)是在矛盾中不斷的發(fā)展和進(jìn)步，這樣也有力的推動(dòng)了建筑技術(shù)的不斷創(chuàng)新。目前，建筑技術(shù)形成的是一種樹(shù)形的結(jié)構(gòu)，不斷的推動(dòng)著建筑行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面∶1）隨著建筑材料、設(shè)計(jì)技術(shù)以及施工技術(shù)的不斷發(fā)展，建筑材料朝著精、高、薄、輕的方向發(fā)展，例如以天然材料為原料的綠色建筑材料，采用了低消耗、低污染的新技術(shù)與工藝，將適合人居住、有益于人們身體健康和建筑材料多功能化為前提，努力構(gòu)筑舒適、溫馨、便捷和健康的生存與居住環(huán)境。綠色環(huán)保型建筑材料，利用工業(yè)廢料，像礦渣、粉煤碳生產(chǎn)砌塊、水泥等材料，利用廢棄的玻璃生產(chǎn)貼面材料，利用廢泡沫塑料生產(chǎn)保溫墻體，通過(guò)對(duì)廢棄材料的充分循環(huán)利用,既減少了固體的廢渣量，又節(jié)省了自然資源。新型綠色建筑材料的出現(xiàn)以及不斷發(fā)展,促進(jìn)了整個(gè)建筑行業(yè)逐漸實(shí)現(xiàn)綠色化、高效率化，建筑行業(yè)快速發(fā)展，最終有利于建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。2）主要是建筑系統(tǒng)內(nèi)部的各個(gè)子系統(tǒng)的分工越來(lái)越精細(xì),相互之間的依賴程度不斷加深。例如在水電行業(yè)，對(duì)建筑的范圍和平面位置要根據(jù)水電專業(yè)的要求，即水利水電建筑的基礎(chǔ)受水工建筑的制約，建筑高度則受機(jī)械設(shè)備、變配電設(shè)施等多方面因素影響，因此水利水電行業(yè)的建筑設(shè)計(jì)技術(shù)要與水利水電行業(yè)的要求緊密結(jié)合，與其他行業(yè)的建筑設(shè)計(jì)技術(shù)有所區(qū)別;在交通行業(yè)，比如磁懸浮列車的車站建筑設(shè)計(jì)中，要求考慮到磁懸浮列車與其他交通工具的區(qū)別，把握好懸浮8 mm的高差變化，確保能夠滿足車體維修和車門(mén)正常開(kāi)啟的基本要求，在站臺(tái)面的設(shè)計(jì)時(shí)要考慮乘客的上下車方便等?？傊?，針對(duì)不同的行業(yè)，對(duì)建筑技術(shù)的要求、所要達(dá)到的目標(biāo)和分工不同，但從整體上講，建筑技術(shù)發(fā)展的兩個(gè)方面之間相互影響，橫向的發(fā)展促進(jìn)縱向的不斷深化。建筑技術(shù)在橫向上的分化發(fā)展必然要求各部門(mén)之間以及各工序、各技術(shù)環(huán)節(jié)之間要加強(qiáng)合作，發(fā)揮彼此的優(yōu)勢(shì)。因此，建筑技術(shù)的不斷發(fā)展必然推動(dòng)建筑技術(shù)動(dòng)態(tài)性變得越來(lái)越明顯。

1.3 綜合性

建筑技術(shù)表現(xiàn)出一定的綜合性，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。1）為建筑物的多項(xiàng)技術(shù)的復(fù)合體。例如，作為建筑施工活動(dòng)的結(jié)果，建筑物體現(xiàn)著建筑施工技術(shù)；作為建筑采用和安裝設(shè)備的聚合體，體現(xiàn)著建筑材料的技術(shù)；建筑物作為一種設(shè)計(jì)的事物版本也體現(xiàn)著建筑設(shè)計(jì)技術(shù)。2）在建筑活動(dòng)中綜合應(yīng)用了多重技能以及多重知識(shí),有效的融合了藝術(shù)性、技術(shù)性以及民族性，建筑設(shè)計(jì)者在建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中不僅僅需要掌握制圖、力學(xué)等方面的專業(yè)知識(shí)，還要掌握心理學(xué)、繪畫(huà)等方面的知識(shí)，并在建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中將這些學(xué)科有效的融合于建筑設(shè)計(jì)活動(dòng)中。建筑設(shè)計(jì)不僅僅要遵循一定的科學(xué)規(guī)律，在技術(shù)上具有可行性，同時(shí)也要符合審美標(biāo)準(zhǔn)和展現(xiàn)民族的文化。因此，建筑是衡量社會(huì)經(jīng)濟(jì)文化進(jìn)步的一個(gè)重要標(biāo)志。

1.4 藝術(shù)性

藝術(shù)是按照相應(yīng)的美的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)、創(chuàng)造的活動(dòng)。在建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程中，建筑設(shè)計(jì)是藝術(shù)性和技術(shù)性的統(tǒng)一體。遵循技術(shù)的規(guī)律是一切建筑技術(shù)的基礎(chǔ)所在，任何建筑的藝術(shù)性都必須以技術(shù)性為前提，沒(méi)有建筑技術(shù)的技術(shù)性，建筑設(shè)計(jì)的藝術(shù)性就無(wú)從談起。同時(shí)，建筑物是一種人工創(chuàng)造物，具有一定的審美價(jià)值，建筑的藝術(shù)性貫穿于建筑的技術(shù)性之中，沒(méi)有脫離藝術(shù)的純粹的技術(shù)性建筑。總而言之，建筑活動(dòng)是體現(xiàn)著技術(shù)性的一個(gè)藝術(shù)創(chuàng)作過(guò)程。因此，在建筑活動(dòng)中必須呈現(xiàn)和滲透藝術(shù)性。建筑技術(shù)的不斷發(fā)展和社會(huì)文明的不斷進(jìn)步將不斷的推動(dòng)建筑的藝術(shù)性的日趨發(fā)展。

2 實(shí)現(xiàn)高層建筑技術(shù)多方面創(chuàng)新

2.1 堅(jiān)持高新技術(shù)的科學(xué)創(chuàng)新

高新技術(shù)革命的不斷進(jìn)步，不僅僅對(duì)科學(xué)技術(shù)本身產(chǎn)生了一定的影響，同時(shí)極大的改變了人類的生活方式以及傳統(tǒng)行業(yè)的生產(chǎn)方式。高層建筑是建筑類型中一種特殊的形式,代表著高新技術(shù)的發(fā)展。較早的在高層建筑技術(shù)中體現(xiàn)創(chuàng)新的部分是建筑材料的創(chuàng)新，建筑材料不斷朝著用量少、質(zhì)地輕的方向發(fā)展，這樣可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的快速改建以及裝配等操作。同時(shí)在設(shè)計(jì)上也不斷的采用高新技術(shù)，在建筑的美學(xué)中也不斷的體現(xiàn)著高新技術(shù)，將高科技的設(shè)備、材料等轉(zhuǎn)化為一種手段。在當(dāng)前越來(lái)越多的高層建筑中采用創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)師的技術(shù)設(shè)計(jì)理念。

在高層建筑中體現(xiàn)高新技術(shù)的建筑有西班牙工建筑師所設(shè)計(jì)的瑞典的摩天大廈，即瑞典最高的摩天大廈——旋轉(zhuǎn)中心，該高層建筑的靈感來(lái)自于人身體扭動(dòng)呈現(xiàn)的形態(tài)。該高層建筑在結(jié)構(gòu)上充分體現(xiàn)了理性的扭轉(zhuǎn)，不僅僅保證了建筑師創(chuàng)意的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)滿足了高效、實(shí)用、安全的要求。該建筑在為高層建筑的形式創(chuàng)作方面提供技術(shù)支持的同時(shí)，有效的實(shí)現(xiàn)了高層建筑中的高新技術(shù)。

2.2 提高信息技術(shù)的綜合創(chuàng)新

在高層建筑中不斷的體現(xiàn)著信息化以及智能化，是建筑技術(shù)同信息技術(shù)的有機(jī)統(tǒng)一體。在高層建筑的設(shè)計(jì)以及環(huán)境的適應(yīng)方面需要進(jìn)行嚴(yán)格精密的計(jì)算。高層的平面布局、建筑的朝向以及基地的位置等各個(gè)方面的設(shè)計(jì)都是對(duì)周邊條件的深入分析。信息媒體技術(shù)傳遞著非物質(zhì)性的信息，具有時(shí)空性和跳躍性，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步也將推動(dòng)信息技術(shù)成為未來(lái)時(shí)空形態(tài)的主要力量。利用信息技術(shù)對(duì)高層建筑進(jìn)行創(chuàng)新得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。例如在高層建筑中風(fēng)環(huán)境是一個(gè)主要的影響因素，為減少風(fēng)壓對(duì)高層建筑的影響，可以采用空氣動(dòng)力學(xué)的原理來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣既可以保證了高層建筑中結(jié)構(gòu)材料的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)也可以有效的改善高層建筑周圍環(huán)境的氣流狀況。目前利用計(jì)算機(jī)等信息技術(shù)來(lái)建立數(shù)學(xué)模擬模型可以對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)的性能等進(jìn)行有效的評(píng)估。

2.3 倡導(dǎo)生態(tài)技術(shù)的優(yōu)化創(chuàng)新

高層建筑的不斷增多，雖然給人們帶來(lái)了越來(lái)越多的興奮感，但是同時(shí)我們也必須深刻的意識(shí)到由高層建筑的建設(shè)所引起的能源危機(jī)以及生態(tài)危機(jī)。高層建筑的設(shè)計(jì)在未來(lái)一個(gè)重要的發(fā)展方向就是最大程度的符合生態(tài)理念，將建筑對(duì)環(huán)境的影響降到最低程度，在高層建設(shè)的設(shè)計(jì)的同時(shí)也積極的采取相應(yīng)的措施來(lái)保護(hù)環(huán)境、有效的利用環(huán)境以及不斷的修復(fù)環(huán)境。在高層建筑的設(shè)計(jì)中采用生態(tài)優(yōu)化的技術(shù)創(chuàng)新，建立了高層建筑的室內(nèi)同外界環(huán)境之間的有效連接。根據(jù)室外的相應(yīng)環(huán)境變化可以及時(shí)有效的同高層建筑室內(nèi)環(huán)境建立反饋機(jī)制，保證室內(nèi)各項(xiàng)指標(biāo)的目標(biāo)值，從而將能耗降到最低程度。

在高層建筑的設(shè)計(jì)中考慮到生態(tài)因素就要盡最大可能實(shí)現(xiàn)能源的充分利用。對(duì)于節(jié)能高層建筑而言，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化系統(tǒng)、制冷制熱系統(tǒng)以及水循環(huán)系統(tǒng)等都是必不可少的部分。例如，在世博會(huì)期間的荷蘭館就充分考慮了生態(tài)因素。在結(jié)構(gòu)、設(shè)備以及內(nèi)容等方面都充分考慮了能源的利用等問(wèn)題，充分與自然環(huán)境相結(jié)合，有效實(shí)現(xiàn)水循環(huán)以及能源的自給自足。在頂層設(shè)置風(fēng)車可以產(chǎn)生電力從而提高照明。該高層建筑充分體現(xiàn)了生態(tài)因素。

2.4 關(guān)注仿生技術(shù)的探索創(chuàng)新

高層建筑的誕生是以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)的，建筑材料的發(fā)展以及結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)造設(shè)計(jì)等方面不斷的推動(dòng)、支持著高層建筑向高處的不斷延伸,但是同時(shí)也約束著高層建筑的發(fā)展。高層建筑要消耗大量的材料，對(duì)環(huán)境造成污染。為有效的解決對(duì)環(huán)境的污染等高層建筑帶來(lái)的消極影響，在高層建筑的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)以及運(yùn)營(yíng)等方面都可以模仿生物的相應(yīng)行為。在高層建筑中仿生技術(shù)已經(jīng)得到越來(lái)越多的設(shè)計(jì)師的重視,這對(duì)環(huán)境的保護(hù)具有重要的意義。

現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展已經(jīng)推動(dòng)了仿生技術(shù)的不斷前進(jìn)，對(duì)高層建筑的仿生已經(jīng)不僅僅局限于形式上的模仿，而是越來(lái)越重視對(duì)高層建筑的生物化以及技術(shù)化。仿生技術(shù)在高層建筑上的應(yīng)用已經(jīng)孕育了仿生大廈，該建筑成果充分的體現(xiàn)了仿生技術(shù)在高層建筑中的實(shí)際應(yīng)用，并增強(qiáng)了我們相信仿生技術(shù)將成為未來(lái)高層建筑的趨勢(shì)的信心。目前在高層建筑中所采用的仿生技術(shù)大部分是來(lái)自于大自然，在設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)師們往往可以從大自然中得到啟發(fā)。生物體本身所具有的高效低耗、自我完善的功能，這些都是人工產(chǎn)品所不能媲美的。因此，高層建筑的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)以及運(yùn)營(yíng)等都可以模仿生物的行為。

3 結(jié)論

在高層建筑中不斷表現(xiàn)出的各種創(chuàng)新都是以技術(shù)的創(chuàng)新為基礎(chǔ)的，技術(shù)的創(chuàng)新是實(shí)現(xiàn)高層建筑設(shè)計(jì)不斷突破的主要?jiǎng)恿?。在一個(gè)城市中，高層建筑具有控制性的地位，這樣在高層建筑的設(shè)計(jì)中建筑師也有責(zé)任不斷的引入最新的技術(shù)成果，不斷的推動(dòng)高層建筑朝著可持續(xù)發(fā)展的到來(lái)前進(jìn)。

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