浅谈高层建筑技术创新研究

2013-08-07郭京卫郭玉安

河南建材 2013年1期

郭京卫王静郭玉安

1安阳钢铁集团有限责任公司（455004） 2安阳市建筑企业管理处（455004）

0 引言

进入新世纪,建筑师们在处理高层建筑问题时，越来越多采用的是技术手段。技术手段的不断创新，为解决高层建筑的问题提供了更多的可能，同时给高层建筑的发展带来了新的机遇，有力的推动了高层建筑的发展。在高层建筑中不断的引入创新理念具有非常重要的意义。

1 高层建筑技术的特征

1.1 以建筑设计技术为核心

建筑产品具有自身的特点，如结构复杂以及非同质性，这样就需要对建筑产品分别进行创造性的设计。在建筑技术体中不同的阶段采用的建筑技术也有所不同，如建筑材料以及安装设备都依赖建筑设计技术的相应安排，建筑技术在建筑材料的设计中得到较大的体现。因此，建筑设计技术在建筑设计的体系中处于核心的地位。

1.2 动态性

建筑设计中所应用的技术是在矛盾中不断的发展和进步，这样也有力的推动了建筑技术的不断创新。目前，建筑技术形成的是一种树形的结构，不断的推动着建筑行业的发展和进步。主要体现在两个方面∶1）随着建筑材料、设计技术以及施工技术的不断发展，建筑材料朝着精、高、薄、轻的方向发展，例如以天然材料为原料的绿色建筑材料，采用了低消耗、低污染的新技术与工艺，将适合人居住、有益于人们身体健康和建筑材料多功能化为前提，努力构筑舒适、温馨、便捷和健康的生存与居住环境。绿色环保型建筑材料，利用工业废料，像矿渣、粉煤碳生产砌块、水泥等材料，利用废弃的玻璃生产贴面材料，利用废泡沫塑料生产保温墙体，通过对废弃材料的充分循环利用,既减少了固体的废渣量，又节省了自然资源。新型绿色建筑材料的出现以及不断发展,促进了整个建筑行业逐渐实现绿色化、高效率化，建筑行业快速发展，最终有利于建筑行业的可持续发展。2）主要是建筑系统内部的各个子系统的分工越来越精细,相互之间的依赖程度不断加深。例如在水电行业，对建筑的范围和平面位置要根据水电专业的要求，即水利水电建筑的基础受水工建筑的制约，建筑高度则受机械设备、变配电设施等多方面因素影响，因此水利水电行业的建筑设计技术要与水利水电行业的要求紧密结合，与其他行业的建筑设计技术有所区别;在交通行业，比如磁悬浮列车的车站建筑设计中，要求考虑到磁悬浮列车与其他交通工具的区别，把握好悬浮8 mm的高差变化，确保能够满足车体维修和车门正常开启的基本要求，在站台面的设计时要考虑乘客的上下车方便等。总之，针对不同的行业，对建筑技术的要求、所要达到的目标和分工不同，但从整体上讲，建筑技术发展的两个方面之间相互影响，横向的发展促进纵向的不断深化。建筑技术在横向上的分化发展必然要求各部门之间以及各工序、各技术环节之间要加强合作，发挥彼此的优势。因此，建筑技术的不断发展必然推动建筑技术动态性变得越来越明显。

1.3 综合性

建筑技术表现出一定的综合性，主要体现在两个方面。1）为建筑物的多项技术的复合体。例如，作为建筑施工活动的结果，建筑物体现着建筑施工技术；作为建筑采用和安装设备的聚合体，体现着建筑材料的技术；建筑物作为一种设计的事物版本也体现着建筑设计技术。2）在建筑活动中综合应用了多重技能以及多重知识,有效的融合了艺术性、技术性以及民族性，建筑设计者在建筑设计的过程中不仅仅需要掌握制图、力学等方面的专业知识，还要掌握心理学、绘画等方面的知识，并在建筑设计的过程中将这些学科有效的融合于建筑设计活动中。建筑设计不仅仅要遵循一定的科学规律，在技术上具有可行性，同时也要符合审美标准和展现民族的文化。因此，建筑是衡量社会经济文化进步的一个重要标志。

1.4 艺术性

艺术是按照相应的美的标准来进行设计、创造的活动。在建筑的设计过程中，建筑设计是艺术性和技术性的统一体。遵循技术的规律是一切建筑技术的基础所在，任何建筑的艺术性都必须以技术性为前提，没有建筑技术的技术性，建筑设计的艺术性就无从谈起。同时，建筑物是一种人工创造物，具有一定的审美价值，建筑的艺术性贯穿于建筑的技术性之中，没有脱离艺术的纯粹的技术性建筑。总而言之，建筑活动是体现着技术性的一个艺术创作过程。因此，在建筑活动中必须呈现和渗透艺术性。建筑技术的不断发展和社会文明的不断进步将不断的推动建筑的艺术性的日趋发展。

2 实现高层建筑技术多方面创新

2.1 坚持高新技术的科学创新

高新技术革命的不断进步，不仅仅对科学技术本身产生了一定的影响，同时极大的改变了人类的生活方式以及传统行业的生产方式。高层建筑是建筑类型中一种特殊的形式,代表着高新技术的发展。较早的在高层建筑技术中体现创新的部分是建筑材料的创新，建筑材料不断朝着用量少、质地轻的方向发展，这样可以实现结构的快速改建以及装配等操作。同时在设计上也不断的采用高新技术，在建筑的美学中也不断的体现着高新技术，将高科技的设备、材料等转化为一种手段。在当前越来越多的高层建筑中采用创新设计理念，从而实现设计师的技术设计理念。

在高层建筑中体现高新技术的建筑有西班牙工建筑师所设计的瑞典的摩天大厦，即瑞典最高的摩天大厦——旋转中心，该高层建筑的灵感来自于人身体扭动呈现的形态。该高层建筑在结构上充分体现了理性的扭转，不仅仅保证了建筑师创意的实现，同时满足了高效、实用、安全的要求。该建筑在为高层建筑的形式创作方面提供技术支持的同时，有效的实现了高层建筑中的高新技术。

2.2 提高信息技术的综合创新

在高层建筑中不断的体现着信息化以及智能化，是建筑技术同信息技术的有机统一体。在高层建筑的设计以及环境的适应方面需要进行严格精密的计算。高层的平面布局、建筑的朝向以及基地的位置等各个方面的设计都是对周边条件的深入分析。信息媒体技术传递着非物质性的信息，具有时空性和跳跃性，同时网络技术的不断发展和进步也将推动信息技术成为未来时空形态的主要力量。利用信息技术对高层建筑进行创新得到越来越广泛的应用。例如在高层建筑中风环境是一个主要的影响因素，为减少风压对高层建筑的影响，可以采用空气动力学的原理来进行设计，这样既可以保证了高层建筑中结构材料的经济性，同时也可以有效的改善高层建筑周围环境的气流状况。目前利用计算机等信息技术来建立数学模拟模型可以对空气动力学的性能等进行有效的评估。

2.3 倡导生态技术的优化创新

高层建筑的不断增多，虽然给人们带来了越来越多的兴奋感，但是同时我们也必须深刻的意识到由高层建筑的建设所引起的能源危机以及生态危机。高层建筑的设计在未来一个重要的发展方向就是最大程度的符合生态理念，将建筑对环境的影响降到最低程度，在高层建设的设计的同时也积极的采取相应的措施来保护环境、有效的利用环境以及不断的修复环境。在高层建筑的设计中采用生态优化的技术创新，建立了高层建筑的室内同外界环境之间的有效连接。根据室外的相应环境变化可以及时有效的同高层建筑室内环境建立反馈机制，保证室内各项指标的目标值，从而将能耗降到最低程度。

在高层建筑的设计中考虑到生态因素就要尽最大可能实现能源的充分利用。对于节能高层建筑而言，太阳能转化系统、制冷制热系统以及水循环系统等都是必不可少的部分。例如，在世博会期间的荷兰馆就充分考虑了生态因素。在结构、设备以及内容等方面都充分考虑了能源的利用等问题，充分与自然环境相结合，有效实现水循环以及能源的自给自足。在顶层设置风车可以产生电力从而提高照明。该高层建筑充分体现了生态因素。

2.4 关注仿生技术的探索创新

高层建筑的诞生是以现代科学技术为基础的，建筑材料的发展以及结构体系、构造设计等方面不断的推动、支持着高层建筑向高处的不断延伸,但是同时也约束着高层建筑的发展。高层建筑要消耗大量的材料，对环境造成污染。为有效的解决对环境的污染等高层建筑带来的消极影响，在高层建筑的结构、系统以及运营等方面都可以模仿生物的相应行为。在高层建筑中仿生技术已经得到越来越多的设计师的重视,这对环境的保护具有重要的意义。

现代科技的不断发展已经推动了仿生技术的不断前进，对高层建筑的仿生已经不仅仅局限于形式上的模仿，而是越来越重视对高层建筑的生物化以及技术化。仿生技术在高层建筑上的应用已经孕育了仿生大厦，该建筑成果充分的体现了仿生技术在高层建筑中的实际应用，并增强了我们相信仿生技术将成为未来高层建筑的趋势的信心。目前在高层建筑中所采用的仿生技术大部分是来自于大自然，在设计过程中设计师们往往可以从大自然中得到启发。生物体本身所具有的高效低耗、自我完善的功能，这些都是人工产品所不能媲美的。因此，高层建筑的结构、系统以及运营等都可以模仿生物的行为。