馬俊文， 李俊春

(1.甘肅建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)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(shù)學(xué)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(dú)特價(jià)值，不僅能夠推動(dòng)建筑行業(yè)的科技發(fā)展，同時(shí)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(jìn)行相互性研究，從建筑設(shè)計(jì)與材料應(yīng)用的角度上來(lái)研究建筑美學(xué)的潛力，并探討建筑新材料對(duì)于建筑形體的塑造、空間結(jié)構(gòu)體系的營(yíng)造以及生態(tài)節(jié)能層面上的應(yīng)用。

建筑業(yè)；材料；相互性

0 引言

作為建筑物質(zhì)的基礎(chǔ)，新材料、新技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展有效地推動(dòng)了建筑風(fēng)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(diǎn)變化都是對(duì)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(lái)。因此，建筑物的新材料標(biāo)志著建筑形式的發(fā)展，是建筑發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。

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(duì)于建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中不同環(huán)境氛圍的營(yíng)造具有重要意義。通過(guò)將建筑材料與建筑形式以及地域環(huán)境進(jìn)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(qiáng)了建筑物的地域文化，而這些因素若是單獨(dú)的依靠建筑材料或者單調(diào)的建筑形式的表達(dá)是不能達(dá)到這種效果的。因此，認(rèn)識(shí)建筑材料與建筑形式的相互性對(duì)于營(yíng)造一個(gè)精致的建筑環(huán)境是相當(dāng)重要的。

1.1 建筑材料的性能

為了確保滿足建筑物的相關(guān)性能，需要選用適當(dāng)?shù)慕ㄖ牧?，如建筑結(jié)構(gòu)不僅需要承受建筑物本身的載荷，同時(shí)由于外部力的影響作用(如風(fēng)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(yīng)該具有保溫、去濕、隔熱等功能；從建筑的消防角度來(lái)分析，建筑材料應(yīng)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(duì)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(duì)建筑的形體塑造

建筑新材料能夠?qū)ㄖ锏男蚊踩S形體進(jìn)行唯美塑造。新材料在對(duì)于原有建筑物的形貌設(shè)計(jì)，可以通過(guò)同構(gòu)方式來(lái)延續(xù)其獨(dú)特的歷史承載，或通過(guò)異構(gòu)形式來(lái)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(shí)又突出了建筑的時(shí)代特性[3]。在構(gòu)建建筑物的形體特征時(shí)，通過(guò)不同的手段來(lái)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(guò)運(yùn)用建筑新材料并結(jié)合傳統(tǒng)的建筑物材料來(lái)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(duì)于一些大型建筑物以及街區(qū)等地方的改造與建設(shè)過(guò)程中，采用一些具有優(yōu)異質(zhì)感與色彩的建筑材料，通過(guò)運(yùn)用現(xiàn)代化的施工工藝來(lái)保障建筑形式的自由度，體現(xiàn)出建筑物的和諧與對(duì)比變化。

3)異質(zhì)同構(gòu)。

通過(guò)采用新型的建筑方式與新材料來(lái)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(shí)，來(lái)進(jìn)行現(xiàn)代技術(shù)的完美演繹，同時(shí)體現(xiàn)出新時(shí)期的技術(shù)特點(diǎn)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(yīng)用

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及人口的不斷膨脹，導(dǎo)致城市人口密度的迅速擴(kuò)大，盡管土地資源的利用率得到了提高，但土地形勢(shì)依然緊張。因此，低層建筑的建設(shè)與世界發(fā)展趨勢(shì)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(jì)實(shí)力，相繼出現(xiàn)了地區(qū)標(biāo)志性高樓。建立高層建筑，不僅需要一定的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)做支撐，同時(shí)需要各種高負(fù)荷材料做支撐來(lái)抵抗各種負(fù)荷對(duì)建筑物的作用[4]。本文中主要以上海金茂大廈為例進(jìn)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(dá)到了420.5 m。金茂大廈于1994年破土動(dòng)工，歷時(shí)四年的建筑過(guò)程，到1998年實(shí)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(guó)企業(yè)都會(huì)集于此辦公，大樓的53層以上作為旅游休閑場(chǎng)所，休閑設(shè)施一應(yīng)俱全，為工作者以及旅游者提供了一個(gè)舒適的休閑環(huán)境。金茂大廈整棟大樓面積達(dá)到了驚人的有27.8萬(wàn)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(biāo)志性建筑。而塔形結(jié)構(gòu)作為中國(guó)人所特有的一種建筑形式，深受國(guó)人的喜愛(ài)，因此，上海金茂大廈在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，充分考慮到了東方的塔形風(fēng)格以及西方建筑物擅長(zhǎng)的極高摩天樓的設(shè)計(jì)。通過(guò)鋼筋—混凝土的結(jié)構(gòu)來(lái)搭建大廈的基本結(jié)構(gòu)形式，采用鋼管樁來(lái)進(jìn)行大廈的基礎(chǔ)加固，這樣有效地保障了大廈的結(jié)構(gòu)強(qiáng)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(gè)巨大的外柱。而內(nèi)筒與外柱之間通過(guò)8個(gè)鋼結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)層進(jìn)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(shì)來(lái)看，建筑物向著高跨度已經(jīng)成其發(fā)展必然趨勢(shì)。當(dāng)前我們所見(jiàn)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(shì)。然而，大跨建筑物的形成必然需要產(chǎn)生新的建筑材料來(lái)保證功能與安全、美學(xué)等因素。

從西方的建筑發(fā)展來(lái)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(lái)建造的[5]，而這些重型材料給建筑體造成一個(gè)很大的受壓力，因此，如何通過(guò)不同的建筑形式來(lái)消除這種不利因素，而采用傳統(tǒng)的力學(xué)分配法雖然保證了建筑物的安全性能，但是要消費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力，并導(dǎo)致了施工周期的延長(zhǎng)。然而，隨著鋼材技術(shù)的突破，打破了傳統(tǒng)宗教穹頂建造過(guò)程中人力大、耗材多的難點(diǎn)，使得宗教建筑穹頂在建設(shè)過(guò)程中節(jié)約了大量人力、物力、財(cái)力，并有效保障了宗教建筑的安全性能和美學(xué)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(duì)新材料發(fā)展的一個(gè)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(dāng)結(jié)構(gòu)展開(kāi)時(shí)，織物受到一個(gè)拉應(yīng)力，這樣有效地保證了該建筑的穩(wěn)定性，同時(shí)，上下織物之間相互連接，有效地保證了開(kāi)合之間的有序折合。

4 結(jié)語(yǔ)

由于我國(guó)現(xiàn)代化的建筑設(shè)計(jì)技術(shù)的起步相對(duì)較晚，并受到傳統(tǒng)建筑美學(xué)的影響作用。我國(guó)建筑行業(yè)中對(duì)于建筑新形式與新材料的相互性研究工作還相對(duì)較少，因此，對(duì)建筑行業(yè)新理論在應(yīng)用上的探索就顯得更為迫切?；诖耍鶕?jù)我國(guó)現(xiàn)代國(guó)情以及建筑技術(shù)，在面對(duì)西方建筑發(fā)展中我們不應(yīng)只停留在表層的建設(shè)上，而應(yīng)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(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的快速發(fā)展，才能有效表現(xiàn)出我國(guó)獨(dú)特的文化內(nèi)涵與藝術(shù)高度。

[1]施建平.大跨屋蓋空間桁架拱的探索和實(shí)踐[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì), 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(xué)院學(xué)報(bào),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(shè)計(jì)中的運(yùn)用研究[J].建筑設(shè)計(jì)研究,2012(4).

U283.5

A

1673-1093(2014)04-0091-02

馬俊文，男，講師，注冊(cè)一級(jí)建造師，甘肅建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師。

10.3969/j.issn.1673-1093.2014.04.023

2013-11-24；

2013-12-17