建筑新形式與新材料的相互性研究

馬俊文， 李俊春

(1.甘肅建筑職業(yè)技術學院，蘭州 730050；2.榆中縣住建局，蘭州 730100)

建筑新形式與新材料的相互性研究

馬俊文1， 李俊春2

(1.甘肅建筑職業(yè)技術學院，蘭州 730050；2.榆中縣住建局，蘭州 730100)

發(fā)掘建筑行業(yè)的新形式以及新材料的獨特價值，不僅能夠推動建筑行業(yè)的科技發(fā)展，同時為城市的發(fā)展注入了新的活力。嘗試將建筑構(gòu)件中的新形式與建筑材料進行相互性研究，從建筑設計與材料應用的角度上來研究建筑美學的潛力，并探討建筑新材料對于建筑形體的塑造、空間結(jié)構(gòu)體系的營造以及生態(tài)節(jié)能層面上的應用。

建筑業(yè)；材料；相互性

0 引言

作為建筑物質(zhì)的基礎，新材料、新技術的產(chǎn)生與發(fā)展有效地推動了建筑風格與形式的不斷變革與發(fā)展[1]。因此，建筑新形式的每一點變化都是對材料的一種創(chuàng)新性利用，而新材料的產(chǎn)生也是基于建筑新形式的發(fā)展需求而來。因此，建筑物的新材料標志著建筑形式的發(fā)展，是建筑發(fā)展的一個關鍵點。

1 建筑新形式與新材料的發(fā)展

建筑材料本身所具備的屬性以及依附于其上的情感功能，對于建筑設計過程中不同環(huán)境氛圍的營造具有重要意義。通過將建筑材料與建筑形式以及地域環(huán)境進行天然的結(jié)合，不僅提高了建筑材料的表現(xiàn)形式，更加增強了建筑物的地域文化，而這些因素若是單獨的依靠建筑材料或者單調(diào)的建筑形式的表達是不能達到這種效果的。因此，認識建筑材料與建筑形式的相互性對于營造一個精致的建筑環(huán)境是相當重要的。

1.1 建筑材料的性能

為了確保滿足建筑物的相關性能，需要選用適當?shù)慕ㄖ牧希缃ㄖY(jié)構(gòu)不僅需要承受建筑物本身的載荷，同時由于外部力的影響作用(如風力、地震力等)，這就要求使用的材料具備一定的抗沖擊能力[2]，在建筑物室內(nèi)環(huán)境下，建筑物應該具有保溫、去濕、隔熱等功能；從建筑的消防角度來分析，建筑材料應該具備一定的阻燃性，并具有一定的抗酸、堿、鹽的腐蝕性；為了提高建筑物的審美需求，對建筑材料的質(zhì)感、色彩以及協(xié)調(diào)性都提出了更高的要求。

1.2 新材料對建筑的形體塑造

建筑新材料能夠?qū)ㄖ锏男蚊踩S形體進行唯美塑造。新材料在對于原有建筑物的形貌設計，可以通過同構(gòu)方式來延續(xù)其獨特的歷史承載，或通過異構(gòu)形式來突出建筑物形貌的新形式，使得建筑物既延續(xù)了原有的歷史載重，同時又突出了建筑的時代特性[3]。在構(gòu)建建筑物的形體特征時，通過不同的手段來選用新材料與傳統(tǒng)材料的融合，主要包括以下幾種手段。

1)同質(zhì)同構(gòu)。

通過運用建筑新材料并結(jié)合傳統(tǒng)的建筑物材料來構(gòu)成一些具有古典特色的建筑形體，體現(xiàn)出建筑物的歷史代表性與厚重感。

2)同質(zhì)異構(gòu)。

對于一些大型建筑物以及街區(qū)等地方的改造與建設過程中，采用一些具有優(yōu)異質(zhì)感與色彩的建筑材料，通過運用現(xiàn)代化的施工工藝來保障建筑形式的自由度，體現(xiàn)出建筑物的和諧與對比變化。

3)異質(zhì)同構(gòu)。

通過采用新型的建筑方式與新材料來構(gòu)建出建筑物的內(nèi)涵，在確保建筑群具有一定的連續(xù)性的同時，來進行現(xiàn)代技術的完美演繹，同時體現(xiàn)出新時期的技術特點與功能要求。

2 建筑新形式與新材料相互性在高層建筑中的應用

經(jīng)濟的快速發(fā)展以及人口的不斷膨脹，導致城市人口密度的迅速擴大，盡管土地資源的利用率得到了提高，但土地形勢依然緊張。因此，低層建筑的建設與世界發(fā)展趨勢相違背。世界大發(fā)展下，要求建筑行業(yè)向著高度發(fā)展，尤其是近些年，各地區(qū)為了展現(xiàn)自身的特色與經(jīng)濟實力，相繼出現(xiàn)了地區(qū)標志性高樓。建立高層建筑，不僅需要一定的經(jīng)濟基礎做支撐，同時需要各種高負荷材料做支撐來抵抗各種負荷對建筑物的作用[4]。本文中主要以上海金茂大廈為例進行分析研究。

上海金茂大廈作為上海市的第三高樓，其總高度達到了420.5 m。金茂大廈于1994年破土動工，歷時四年的建筑過程，到1998年實現(xiàn)大廈的全面竣工。大廈地面共88層，其中地下3層，從1～50樓層間作為寫字樓，各跨國企業(yè)都會集于此辦公，大樓的53層以上作為旅游休閑場所，休閑設施一應俱全，為工作者以及旅游者提供了一個舒適的休閑環(huán)境。金茂大廈整棟大樓面積達到了驚人的有27.8萬m2，提供了將近600間的客房和130多部電梯供人員通行。目前已經(jīng)成為上海市的標志性建筑。而塔形結(jié)構(gòu)作為中國人所特有的一種建筑形式，深受國人的喜愛，因此，上海金茂大廈在設計的過程中，充分考慮到了東方的塔形風格以及西方建筑物擅長的極高摩天樓的設計。通過鋼筋—混凝土的結(jié)構(gòu)來搭建大廈的基本結(jié)構(gòu)形式，采用鋼管樁來進行大廈的基礎加固，這樣有效地保障了大廈的結(jié)構(gòu)強度和剛度。大廈的主體結(jié)構(gòu)體系包括鋼筋混凝土內(nèi)筒、8個巨大的外柱。而內(nèi)筒與外柱之間通過8個鋼結(jié)構(gòu)的加強層進行銜接。

3 大跨建筑形式與建筑新材料的相互性作用研究

從建筑物發(fā)展的歷程以及今后的發(fā)展趨勢來看，建筑物向著高跨度已經(jīng)成其發(fā)展必然趨勢。當前我們所見到的體育館、展覽館、商業(yè)建筑等，為了滿足其功能性能與美觀性，要求建筑結(jié)構(gòu)向著柱距大、柱網(wǎng)小的發(fā)展趨勢。然而，大跨建筑物的形成必然需要產(chǎn)生新的建筑材料來保證功能與安全、美學等因素。

從西方的建筑發(fā)展來看，西方的宗教建筑穹頂在以往都是選用磚塊、石頭等重型建筑材料來建造的[5]，而這些重型材料給建筑體造成一個很大的受壓力，因此，如何通過不同的建筑形式來消除這種不利因素，而采用傳統(tǒng)的力學分配法雖然保證了建筑物的安全性能，但是要消費大量的人力、物力、財力，并導致了施工周期的延長。然而，隨著鋼材技術的突破，打破了傳統(tǒng)宗教穹頂建造過程中人力大、耗材多的難點，使得宗教建筑穹頂在建設過程中節(jié)約了大量人力、物力、財力，并有效保障了宗教建筑的安全性能和美學性能。而西班牙塞維利圣派柏羅體育中心的可拆卸游泳池更是對新材料發(fā)展的一個完美詮釋。該游泳池采用現(xiàn)代化的“剪式樞軸+張力膜材”結(jié)構(gòu)，框架的各面都覆蓋了雙層的織物，而這種織物與鋼的框架結(jié)構(gòu)形態(tài)相符，相互映襯。當結(jié)構(gòu)展開時，織物受到一個拉應力，這樣有效地保證了該建筑的穩(wěn)定性，同時，上下織物之間相互連接，有效地保證了開合之間的有序折合。

4 結(jié)語

由于我國現(xiàn)代化的建筑設計技術的起步相對較晚，并受到傳統(tǒng)建筑美學的影響作用。我國建筑行業(yè)中對于建筑新形式與新材料的相互性研究工作還相對較少，因此，對建筑行業(yè)新理論在應用上的探索就顯得更為迫切。基于此，根據(jù)我國現(xiàn)代國情以及建筑技術，在面對西方建筑發(fā)展中我們不應只停留在表層的建設上，而應該深入到建筑形式與材料的研究工作中。只有這樣，才能促進我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展，才能有效表現(xiàn)出我國獨特的文化內(nèi)涵與藝術高度。

[1]施建平.大跨屋蓋空間桁架拱的探索和實踐[J].鐵道標準設計, 2000,20(1):24.

[2]董宇,劉德明.大跨建筑結(jié)構(gòu)形態(tài)輕型化趨向的生態(tài)闡釋[J].華中建筑,2009,27(6):39.

[3]王燕.世界超高層建筑材料結(jié)構(gòu)發(fā)展分析[J].青島建筑工程學院學報,1997,18(3):28-30.

[4]毛漢華.建筑新材料-彩色涂層鋼板[J].建筑施工,1992,14(4): 46-48．

[5]徐哲民.傳統(tǒng)木建筑材料在現(xiàn)代建筑設計中的運用研究[J].建筑設計研究,2012(4).

U283.5

A

1673-1093(2014)04-0091-02

馬俊文，男，講師，注冊一級建造師，甘肅建筑職業(yè)技術學院教師。

10.3969/j.issn.1673-1093.2014.04.023

2013-11-24；

2013-12-17