高技術(shù)建筑的歷史與發(fā)展研究

歐陽維振

(湖北工程學(xué)院城市建設(shè)學(xué)院，湖北孝感 432100)

建筑是人類文明發(fā)展的重要標志，一個地方的經(jīng)濟發(fā)展程度直接體現(xiàn)在其建筑質(zhì)量與風(fēng)格的高低上，然而，確保建筑的風(fēng)格與質(zhì)量的因素卻是建筑技術(shù)的先進與否，建筑技術(shù)的發(fā)展有一定的歷史進程，主要體現(xiàn)在建筑材料以及建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展和更新方面，為了能創(chuàng)造出更多的高科技建筑，人們在進行積極探索，不斷研究出新的建筑材料和建筑技術(shù)，以確保建筑不斷走向發(fā)展。

1 建筑的技術(shù)歷史進步過程

縱觀建筑發(fā)展歷史，人們就會發(fā)現(xiàn)，建筑事業(yè)是伴隨著建筑材料的不斷變化與革新實現(xiàn)發(fā)展與進步的，每一個新興建筑材料的發(fā)展都為建筑事業(yè)帶來了新的發(fā)展，不同的建筑材料不僅對建筑自身的形狀、顏色、外觀甚至是結(jié)構(gòu)與功能的發(fā)揮會產(chǎn)生巨大的影響，而且也為人們帶來視覺以及心理感知方面的變化，建筑材料的發(fā)展大體經(jīng)歷了三個階段:磚石、瓦塊的出現(xiàn);鋼筋材料的興起;建筑混凝土的廣泛應(yīng)用。

1)鋼鐵和玻璃的歷史和應(yīng)用。在建筑早期，人們就已經(jīng)將鋼鐵和玻璃應(yīng)用到建筑施工材料中，然而，早期的建筑建設(shè)只是利用他們的表面的功能，并未對這些材料的作用性能做更深層次的開發(fā)和研究，因此，也就限制了這些材料的更多用途的發(fā)揮。直至工業(yè)革命以來，這些建筑材料才發(fā)揮了他們更廣泛的用途，早些時候，人們主要將鐵當作一種輔助材料應(yīng)用在建筑的鏈條或者支柱當中，例如:在18世紀70年代，鐵用在教堂的屋頂，因為那個時候，主要是用木材來對鐵進行冶煉，在沒有足夠的燃料以及交通條件的有力支持下，鐵的更深層的用途難以發(fā)揮出來，到了19世紀中后期，人們發(fā)明了轉(zhuǎn)爐煉鋼法以及平爐煉鋼法，才使鋼鐵的產(chǎn)量得到了迅速的增長。到了18世紀中后期，玻璃材料的發(fā)展取得了巨大的進步，19世紀早期已經(jīng)出現(xiàn)了窗格玻璃，但是由于受到拿破侖戰(zhàn)爭的影響，玻璃產(chǎn)業(yè)并沒有順利地發(fā)展起來，直至戰(zhàn)爭結(jié)束，玻璃才真正以一種新的建筑材料被人們廣泛應(yīng)用，經(jīng)過后來的“平拉法”以及“有槽垂直上引法”的發(fā)明，才促進了平板玻璃的廣泛應(yīng)用。鐵與玻璃材料的廣泛應(yīng)用帶來了建筑領(lǐng)域的變化，一些以鐵和玻璃為原料的大天窗建筑物呈現(xiàn)在大眾面前，例如:1833年建造的巴黎植物園，以及1851年倫敦世界博覽會上，由專家設(shè)計的玻璃制造而成的“水晶宮”。人們還設(shè)計了大量的玻璃展覽館，玻璃建筑的流行持續(xù)到19世紀中后期。

2)水泥與鋼筋混凝土的應(yīng)用。水泥的發(fā)明經(jīng)歷了很長的一段歷史，最早是由古羅馬人用火山灰和噴射物進行加工凝結(jié)而成，經(jīng)過幾年的發(fā)展出現(xiàn)了羅馬水泥，再到19世紀20年代由英國人發(fā)明的“波特蘭水泥”，到了19世紀70年代，水泥作為一種建筑材料被大批量生產(chǎn)和加工。

后來，在水泥中按照一定的科學(xué)比例摻入砂石將它們混合制造成了混凝土，經(jīng)過人們的大膽想象與創(chuàng)新，人們將鋼筋和混凝土結(jié)合起來成為建筑的主體結(jié)構(gòu)，最早的鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)始于德國建筑工程師漢尼比克，他將這一建筑材料技術(shù)應(yīng)用在橋梁、工廠甚至是商場建筑中，他本人將這一技術(shù)應(yīng)用在自己的建筑建設(shè)中，但是，對于19世紀的大多數(shù)人來說，他們對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)還沒有一個深刻的認識，沒能將其廣泛應(yīng)用在建筑建設(shè)領(lǐng)域。一直到20世紀，鋼筋混凝土這一建筑材料和結(jié)構(gòu)以其牢固、堅實的性能，被建筑行業(yè)的人們廣泛認可和接受，成為極其重要的建筑材料。在1925年的法國裝飾藝術(shù)展覽上，勒·柯布西耶以“新精神館”的設(shè)計成為現(xiàn)代建筑的代表，此后，鋼筋混凝土成為建筑必需的材料和結(jié)構(gòu)，為此后現(xiàn)代建筑的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

3)塑料的使用與創(chuàng)新。19世紀中期，最早的塑料酚醛塑料誕生了，但是這一合成塑料并沒有被廣泛應(yīng)用到建筑領(lǐng)域，直到二戰(zhàn)結(jié)束以后，高分子合成工業(yè)發(fā)展迅速，塑料成為工業(yè)建筑業(yè)廣泛應(yīng)用的材料，為了確保塑料材料具有更好的韌性，人們在其中摻入科學(xué)定量的纖維制品，制造成了各種各樣的塑料制品。伴隨著化工產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展與進步，塑料經(jīng)歷了大規(guī)模的改良，直到20世紀60年代的蒙特利爾世界博覽會上，塑料才真正作為一種建筑材料被人們廣泛認可和接受，主要的展覽為:前西德館，這個建筑展館是由德國著名建筑工程師奧托設(shè)計的，他設(shè)計的這個展館采用了索膜結(jié)構(gòu)，給觀眾創(chuàng)新性的感覺，而且這一建筑物獨特的外觀引起了全世界人們的廣泛關(guān)注，從那以后，塑料成為了一種必不可少的建筑材料，被大量使用在各種建筑物中，為建筑事業(yè)的發(fā)展增添了一份新的力量。

2 高技術(shù)建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展

隨著科技的發(fā)展與社會的不斷進步，人們對于建筑的空間結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了新的需求，傳統(tǒng)的磚石結(jié)構(gòu)已經(jīng)不再符合人們的更高層次的需求，這就要求人們對新的建筑材料進行開發(fā)和應(yīng)用，創(chuàng)新出新的建筑結(jié)構(gòu)。

首先，薄殼結(jié)構(gòu)的開發(fā)與應(yīng)用。很早以來人們就被雞蛋殼這一圓滑美觀的外形所吸引，企圖經(jīng)過創(chuàng)意研究將它們應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，然而一直到20世紀20年代才首先由德國人建成了圓形的薄殼屋頂。由于鋼筋混凝土技術(shù)的不斷廣泛應(yīng)用，這種薄殼建筑結(jié)構(gòu)不但能節(jié)約材料，而且能制造出更大的覆蓋面積，已經(jīng)被全世界的人們廣泛認可，而且這種結(jié)構(gòu)具有很好的抗壓功能，和球殼面相比，這種結(jié)構(gòu)更便于施工，而且外觀優(yōu)美，結(jié)構(gòu)明朗，整潔自然，具備視覺享受的藝術(shù)效果，成本造價低廉，技術(shù)含量高端，被世界人們所推崇和認可。例如:在1958年的布魯塞爾世界博覽會上，有一個飛利浦館，就采用了薄殼圓拱的屋頂設(shè)計技術(shù)，展現(xiàn)出的平面由形式各樣的曲線構(gòu)成，無論是墻體還是屋頂都呈現(xiàn)出相應(yīng)的薄殼結(jié)構(gòu)，在很大程度上表現(xiàn)了混凝土的伸縮能力，生動優(yōu)美，栩栩如生。其次，懸索結(jié)構(gòu)的設(shè)計。懸索這一建筑結(jié)構(gòu)理念已經(jīng)擁有很悠久的歷史，起初是用在建造橋梁上，到了19世紀后期由于鋼材冶煉技術(shù)水平的不斷上升，人們便開始將懸索結(jié)構(gòu)應(yīng)用在廣泛的建筑物當中，到了20世紀早期，英國人發(fā)明了扇形屋頂，這個屋頂是用一條纜繩來支撐的，這就是最早的懸索結(jié)構(gòu)在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用;到了20世紀30年代，美國芝加哥博覽會上人們在汽車上利用了平面懸索結(jié)構(gòu)，引起了人們的廣泛關(guān)注。

3 建筑內(nèi)部設(shè)施的創(chuàng)造

隨著建筑事業(yè)的不斷發(fā)展，城市化進程的不斷加快，建筑物高度逐漸增加，層數(shù)不斷增多，在這樣的情況下，人們要想實現(xiàn)對高層的有效利用，僅僅憑借自身的力量是難以達到的，于是，高層電梯產(chǎn)生了，世界上第一家電梯公司是由美國人設(shè)立的，并在1853年的紐約世界博覽會上展示出來，隨之高層建筑電梯的使用逐漸遍布開來，電梯的使用在很大程度上革新了城市面貌，使城市朝著現(xiàn)代化方向發(fā)展。

4 結(jié)語

建筑伴隨著技術(shù)的發(fā)展不斷向前邁進，每一次新興技術(shù)的出現(xiàn)，都意味著建筑面貌的又一次革新，人們要不斷的探索，研究出更多的建筑技術(shù)，為建筑事業(yè)的發(fā)展與進步不斷地貢獻新的力量。

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