「建筑材料 大论文」.doc

探索建筑师对建筑材料的认识、学习及应用 姓名：黄慧琳班级：城规091学号：092820 指导老师：周戟摘要：现代的经济水平及材料技术的发展为建筑师提供了无穷的想象空间，任何一个异想天开的设计甚至都有其存在的可能性，材料作为一种表现手法在建筑设计特别是形式设计中逐渐成为重要的手段之一。生态住宅的诞生,标志着世界建筑业正面临一场新的革命,这一革命以有利生态、有利健康、节省能源、方便工作和生活为宗旨,对建筑业的设计、材料和结构等方面提出了新的思路。随着科学技术的发展,学科的交叉及多元化产生了新的技术和工艺。这些前沿的技术、工艺越来越多的应用于建筑材料的研制开发,使得建筑材料的发展日新月异。不仅材料原有的性能,如耐久性能、力学性能等得到了提高,而且实现了建筑材料在强度、节能、隔音、防水、美观等方面多功能的综合。同时,社会发展对建筑材料的发展提出了更高的要求,可持续发展理念已逐渐深入到建筑材料之中,具有节能、环保、绿色和健康等特点的建筑材料应运而生。建筑材料正向着追求功能多样性、全寿命周期经济性以及可循环再生利用性等方向发展。关键字：建筑设计，建筑材料，材料和结构，生态材料目录引言4 1、建筑师对建筑材料的认识与应用41.1建筑师眼中的建筑材料412建筑师面临的材料问题51.3材料和结构的差别61.4材料带给设计的不同81.5把握当地的特色，使用当地材料81.6材料的耐久年限与建筑的更新91.7建筑师如何更好的了解材料102.建筑材料的发展与建筑理念的变化102.1建筑材料的现状112.2绿色建材的特点122.3建筑师对绿色建材的认识13结语13参考文献引言在现代建筑初期，由于经济及技术水平相对较低，受材料加工及施工水平的限制，建筑材料特别是外表材料的选择是有限的。建筑材料及构造在传统设计形式的表达中所占的分量相对较少，建筑师的设计大多从平面构成，空间变化，立面形式中寻找自己独特的表达方式，材料大多作为表达建筑的体块，虚实，比例的载体。如今建筑材料在建筑设计中有越来越重要的分量，吸引人的设计不仅来自于空间，还来自于不同的建筑材料带给人不同的感受，带给建筑不一样的功能。同时也有越来越多的建筑师关注绿色建筑，其中绿色材料，生态材料占重要组成部分。在我们的学习过程中，如果能不仅仅接触传统建筑材料，同时能更多的了解现在建筑实践中的各种材料，有系统的材料和构造知识，知道如何将材料运用到设计过程中，对我们的设计和成长将有很大的帮助。1、建筑师对建筑材料的认识与应用1.1建筑师眼中的建筑材料一座房子，用混凝土做给人厚重感，而全玻璃的给人轻盈透亮的感觉，全木头的处理带人回味原始，石材似乎更适合在海边；一面墙的功能，她可以是承重的，但同时，她也可以完全不理会这么沉重的压力，她说：“那不是柱子的事吗？”于是她可以变成太阳能板，供建筑内部电自足，她也可以爱上漂亮的绿色，把自己种满花花草草，调节室内小气候，她可以想像自己是可以隐身的，在她想的时候；不同的地区的经济、拥有的材料是不同的，这让我们在设计一个建筑时考虑使用的材料具有特色，不单单是混凝土或是钢材。“无论材料本身是多么的高级而昂贵，但是他们如果只能表现单一的面貌，对我来说他们不免缺乏生气，永远无法改变人们对它的印象。但是如果能将材料完全的转化成粒子他们就能如同彩虹一般的无法捉摸而短暂。它们有时具体的仿佛实物，但随着光线的瞬间改变与观察者角度的关系，突然之间就会散化成云彩甚至融化成大雾。百叶窗可具体的如墙面但也会刹那间转化而消失，这种瞬间变化和朦胧正是它们的魅力和其本质的精髓。” 隗研吾材料之相对论这就是我们追求的建筑材料。12建筑师面临的材料问题建筑设计实践中，由于缺乏系统的材料及构造知识，建筑师的设计往往依赖于标准图集或将责任推卸至材料生产安装厂家，以至于实际建成效果大打折扣。许多建筑师在面对国内外优秀的建筑设计作品时常常会问：“这个特殊效果的建筑采用的是什么材料？我们在设计中可以用吗？如何应用？应用中应注意什么？构造的方法及详图？”建筑的目的是提供人们一定物质功能作用，一定精神作用的建筑空间及形式。建筑设计这门古老的学科是一门实践性很强的学科，它不仅仅需要本领域的理论更新，还需要其他相关领域如结构科学，材料科学的知识支撑。随着科学技术的发展，建筑所涉及的领域正越来越多、范围也越来越广，建筑设计也突破了原有的常规方式，原来建筑设计中较为强调的平面构成、体块组合、建筑空间变化等传统设计方法正慢慢穷尽，同时经济和技术的飞速发展为建筑提供了更多的其他解决方案。在设计中强调建筑材料、建筑材料的使用及构造方法，通过材料及构造的变化达到形式的更新正越来越多的成为建筑师创新的另一重要手段。建筑设计中材料的运用一般不仅仅是单一材料的运用，经常是多种材料的组合。什么样的建筑适合选用何种材料或者说什么材料对于一定的建筑具有特定的表现力，这需要我们从材料特性、建筑性质、经济因素、使用部位以及建筑师自我对不同材料的认识程度等多方面作具体的分析对比后才能决定。在设计中如何通过材料及构造的运用创造出一个能表达出建筑气质的、既不单调又不过于繁杂的外在形式就需要建筑师对材料及构造有足够的认识以及把握“度”的能力，同时也需要建筑师有一个良好、成熟的心态。1.3材料和结构的差别从二十世纪开始，当混凝土成为主要建筑材料之后，材料作为装饰使用已经成为国际趋势。由于技术的进步, 混凝土浇筑成了非常普及的一种构建方式, 混凝土结构建筑随处可见, 但正是由于这样的构建方式, 使得先构建结构后装饰表面成为想当然的合理顺序, 在这样的顺序中, 材料处于从属地位。建筑师经常是先决定建筑是什么类型的结构体系, 然后决定使用哪种材料来实现。这样有很大的弊端, 因为在设计师决定采用哪种结构体推敲, 从使用者的角度来考虑, 而不是局外者的视角。要让材料发挥更大的作用, 就要摆脱固有的思维模式, 使材料从根本上摆脱结构上的制约。那么, 怎样摆脱固有的思维模式。 设计时应当抛开结构的束缚, 直接考虑表达材料本身的特质, 在建筑中强化材料自身表现力和存在感, 在进行材料的使用中同时解决结构的问题。设计师进行设计时结构和材料处于同一层面的地位,在这种状态下, 结构和材料不是被分离开考虑的, 没有从属关系,再也不会出现先设计结构, 再决定内外装修的顺序。在设计过程中, 设计师需要从使用者的角度来思考设计, 而不是只在纸上运用比例、风格等各种原则来确定设计, 设计者应该设想在自己设计的建筑中使用和行走时的便利性和舒适度。当然在设计时主位和客位的两种思维方式都是需要的, 主位考虑作为主要的基础, 客位考虑来使其更加舒适, 对原有的形式进行改进和调整。应当通盘考虑社会的、文化的和物质的因素, 绝不能武断的认为, 任意改变环境是一种进步! !设计所要考虑的种种人文变量中, 文化变量首当其冲。1.4材料带给设计的不同当建筑的基本形式如平面、体块类似是，不同的建筑外表材料以及不同的的材料构造方式同样能够给建筑带来脱胎换骨的形式变化。荷兰MVRDV设计的荷兰海牙的一处居住项目通过运用聚酯类波形板、铝制压型板，木板瓦、陶土瓦、水泥板等不同材料完全覆盖在基本体块形式类同的建筑单元上，不同的单元显示出各自强烈的视觉特征，为居住者提供了更好的视觉分辨性。在许多国外建筑师的优秀作品中，我们可以发现无论其平面立面都十分简洁，看不出特别的设计，然而由于不同的表面材料质感，特殊的纹理，特殊的构造甚至是对传统材料及概念的颠覆性设计，作品带给我们的视觉冲击还是十分深刻。日本建筑师妹岛和世设计的一个小住宅仅仅为一个简单的方盒子体块，由于外表层采用了朦胧透光的聚酯类波纹板，整个建筑在夜晚变成了一个柔和的发光体，打破了我们原有的建筑实体被动封闭的印象。伊东丰雄设计的位于比利时BRUGGE的一个小亭子则由于铝合金蜂窝墙体及屋面的运用创造了一个全新的建筑形象。由此可见，不同的建筑材料以及同样建筑材料的不同构造方式带给建筑形式的变化可能远比体块变化带来的视觉冲击要大得多。1.5把握当地的特色，使用当地材料有些建筑师在设计时尽可能的使用当地材料，当地地产的材料的运用能够降低造价，体现出地方性特色，当地的经济及施工技术水平的限制可能会影响到材料及构造的选择。当石头和木头是当地最易得的材料，建筑师的处境和当地要给自家盖房子的藏民一样，没有别的选择。所以，石头墙不是一张“表皮“，它就是承重结构。另外在建筑的屋面采用了当地阿嘎土的做法。阿嘎土是西藏乡土建筑常用的防水材料。当地居民在建造房屋时，首先在屋顶上倒一层啊嘎土，然后洒上水，当地妇女就在屋顶上一边唱歌一边拍，拍的时候土就板结了，可起到防水的作用。建筑师在处理这个建筑的屋面时，就先铺了一层防水卷材，在卷材上面采用了阿嘎土的做法。这个时候，阿嘎土起到三个作用，其一是成为防水卷材的保护层；其二是建筑的第二道防水层；第三起到屋面保温的作用。看上去这是一个很糙的房子，但是很多构造的处理却是很周到的。1.6材料的耐久年限与建筑的更新 建筑相对于其他艺术来讲，其建造时间，存在的时间都较长，耗费的代价也较大。贝聿铭早些年说过：“建筑不是时髦的东西，它容不得十年二十年重来一次。”这种说法在早些年看来是千真万确的，然而社会的加速发展却迫使我们重新审视这个议题。建筑必须具有可持续的更新以适应不断变化的要求。从材料的角度看，一方面科技的发展促使一些高强耐久材料如钛板，不锈钢板得以应用，建筑的耐久性能大幅度提高；另一方面建筑 的短期化更新促进了大量耐久性相对较差的材料得以作为非结构材料使用，这就需要建筑在一定周期内维护和更新。我们认为：一般情况下，对于重要的建筑我们应尽量选择耐久性较好的材料及构造；而对于重要性较低的建筑，易于维护施工的多层建筑及高层建筑的裙房部分则可以选择耐久性较差的非结构材料；对于经济投入较少的建筑，我们应尽量选择质优价廉，对维护要求较低的材料，而对于经济投入较多的建筑则可以选择更新期限较短的材料以提供更新的视觉形式。在整个建筑的生命周期中追求整个过程的低能耗，低污染，可循环利用也是我们应考虑到的内容。 1.7建筑师如何更好的了解材料（1）自发的、被动的学习各种材料的性状（2）研究和开发材料特性的习惯（3）材料的构建融于设计理念石头，玻璃，金属，塑料，混凝土无论是传统的还是刚刚出现的新型材料，在一次次被使用过程中得到重塑与再造，当其特质能够使设计创意表现的淋漓尽致时，这种材料便具有了独特的魅力，在建造的轮回中获得又一次的新生。2.建筑材料的发展与建筑理念的变化最早使用的建筑材料是石材、木材和泥土，后来发展为使用石灰、砖瓦等，再到后来就到钢筋混凝土，还发展了各种新型的墙体材料等。并逐步向环保方向发展。2.1建筑材料的现状我国建材工业历史悠久,20世纪90年代前,建材产品长期处于供不应求的状态。建材工业的发展,在很大程度上是以能源、资源的过度消耗和环境污染为代价而换来的。这种粗放型建筑材料的生产和使用造成了建材工业产业结构落后,耗能大,占地多,污染严重,且已成为我国经济协调发展的负担, 据统计，我国建材产品每年消耗粘土、石灰石和砂石资源约50亿吨，消耗能源达2.3亿吨标准煤(约占全国工业能耗的1/6)，破坏农田达6700公顷.仅水泥和石灰每年排放CoZ就达6亿吨，占全国工业排放CO:量的40%左右.年粉尘、烟尘及S。，排放量超100万吨.废渣排放量达1000万吨.我国的社会总产品只是原料投入的30%，大部分原料变成了废弃物.既浪费了宝贵的资源和能源.又污染了环境.到2010年我国水泥产量从目前的年产5亿吨增至8亿吨.全世界水泥产量从目前的年产13亿吨增至18亿吨.仅水泥工业就将增加大气层中COZ量150亿吨.将严重影响地球环境，使地球温室效应加剧.所以必须尽快改变这种状况,推行可持续性建筑材料就是一项重要措施。21世纪是可持续发展的新世纪,社会、经济的可持续发展要求以自然为基础,与环境承载能力相协调。地球所含资源的有限性和地球所能容纳污染物量的有限性,要求人类从环境保护的角度出发,重新评价人类过去的开发材料、使用材料、研究材料的活动,因此研究人类生存和发展所必需的材料及其工程技术与自然环境间的关系已引起材料界的关注和重视。人们开始更新忽视生存环境,单纯追求高性能、高附加值的材料发展的思路,探索发展既有良好性能或功能,又对资源和能源消耗较低,并且与环境协调较好的材料及其制品。于是生态建筑及生态建筑材料呼之而出。2.2绿色建材的特点绿色建材也被称作生态建材,它不是指单独的建材产品,而是对建材“健康、环保、安全”品性的评价。与传统建材相比,绿色建材一般应具备以下特点1:(1)其生产所用原料尽可能少用天然资源,大量使用尾矿、废渣、垃圾、废液等废弃物。(2)采用低能耗制造工艺和无污染环境的生产技术。(3)在产品配制或生产过程中不得使用甲醛、卤化物溶剂或芳香族碳氢化合物:产品中不得含有汞及其化合物;不得用铅、镐、铬等重金属及其化合物的颜料和添加剂。(4)产品的设计是以改善生产环境、提高生活质量为宗旨,即产品不仅不损害人体健康,而应有益于人体健康。产品具有多功能化,如抗菌、灭菌、防霉、除臭、隔热、阻燃、防火、调温、调湿、消磁、防射线、抗静电等。(5)产品可循环或回收再利用,无污染环境的废弃物。对绿色建材的全面理解应该是生态环境材料的概念,即绿色建材应该是对材料和制品的生产全过程包括原材料的开采、生产加工以及废弃物的回收利用全过程中的能源消耗、环境污染和资源利用进行全面考察评价后达到所要求的评价指标和材料性能的建筑材料。综上可知,绿色建材具有物耗低、能耗低、无污染、多功能、可循环再生利用等基本特征。2