高技术建筑的历史与发展研究

2013-08-15欧阳维振

山西建筑 2013年13期

欧阳维振

(湖北工程学院城市建设学院，湖北孝感 432100)

建筑是人类文明发展的重要标志，一个地方的经济发展程度直接体现在其建筑质量与风格的高低上，然而，确保建筑的风格与质量的因素却是建筑技术的先进与否，建筑技术的发展有一定的历史进程，主要体现在建筑材料以及建筑结构的发展和更新方面，为了能创造出更多的高科技建筑，人们在进行积极探索，不断研究出新的建筑材料和建筑技术，以确保建筑不断走向发展。

1 建筑的技术历史进步过程

纵观建筑发展历史，人们就会发现，建筑事业是伴随着建筑材料的不断变化与革新实现发展与进步的，每一个新兴建筑材料的发展都为建筑事业带来了新的发展，不同的建筑材料不仅对建筑自身的形状、颜色、外观甚至是结构与功能的发挥会产生巨大的影响，而且也为人们带来视觉以及心理感知方面的变化，建筑材料的发展大体经历了三个阶段:砖石、瓦块的出现;钢筋材料的兴起;建筑混凝土的广泛应用。

1)钢铁和玻璃的历史和应用。在建筑早期，人们就已经将钢铁和玻璃应用到建筑施工材料中，然而，早期的建筑建设只是利用他们的表面的功能，并未对这些材料的作用性能做更深层次的开发和研究，因此，也就限制了这些材料的更多用途的发挥。直至工业革命以来，这些建筑材料才发挥了他们更广泛的用途，早些时候，人们主要将铁当作一种辅助材料应用在建筑的链条或者支柱当中，例如:在18世纪70年代，铁用在教堂的屋顶，因为那个时候，主要是用木材来对铁进行冶炼，在没有足够的燃料以及交通条件的有力支持下，铁的更深层的用途难以发挥出来，到了19世纪中后期，人们发明了转炉炼钢法以及平炉炼钢法，才使钢铁的产量得到了迅速的增长。到了18世纪中后期，玻璃材料的发展取得了巨大的进步，19世纪早期已经出现了窗格玻璃，但是由于受到拿破仑战争的影响，玻璃产业并没有顺利地发展起来，直至战争结束，玻璃才真正以一种新的建筑材料被人们广泛应用，经过后来的“平拉法”以及“有槽垂直上引法”的发明，才促进了平板玻璃的广泛应用。铁与玻璃材料的广泛应用带来了建筑领域的变化，一些以铁和玻璃为原料的大天窗建筑物呈现在大众面前，例如:1833年建造的巴黎植物园，以及1851年伦敦世界博览会上，由专家设计的玻璃制造而成的“水晶宫”。人们还设计了大量的玻璃展览馆，玻璃建筑的流行持续到19世纪中后期。

2)水泥与钢筋混凝土的应用。水泥的发明经历了很长的一段历史，最早是由古罗马人用火山灰和喷射物进行加工凝结而成，经过几年的发展出现了罗马水泥，再到19世纪20年代由英国人发明的“波特兰水泥”，到了19世纪70年代，水泥作为一种建筑材料被大批量生产和加工。

后来，在水泥中按照一定的科学比例掺入砂石将它们混合制造成了混凝土，经过人们的大胆想象与创新，人们将钢筋和混凝土结合起来成为建筑的主体结构，最早的钢筋混凝土建筑结构始于德国建筑工程师汉尼比克，他将这一建筑材料技术应用在桥梁、工厂甚至是商场建筑中，他本人将这一技术应用在自己的建筑建设中，但是，对于19世纪的大多数人来说，他们对钢筋混凝土结构还没有一个深刻的认识，没能将其广泛应用在建筑建设领域。一直到20世纪，钢筋混凝土这一建筑材料和结构以其牢固、坚实的性能，被建筑行业的人们广泛认可和接受，成为极其重要的建筑材料。在1925年的法国装饰艺术展览上，勒·柯布西耶以“新精神馆”的设计成为现代建筑的代表，此后，钢筋混凝土成为建筑必需的材料和结构，为此后现代建筑的发展奠定了基础。

3)塑料的使用与创新。19世纪中期，最早的塑料酚醛塑料诞生了，但是这一合成塑料并没有被广泛应用到建筑领域，直到二战结束以后，高分子合成工业发展迅速，塑料成为工业建筑业广泛应用的材料，为了确保塑料材料具有更好的韧性，人们在其中掺入科学定量的纤维制品，制造成了各种各样的塑料制品。伴随着化工产业的不断发展与进步，塑料经历了大规模的改良，直到20世纪60年代的蒙特利尔世界博览会上，塑料才真正作为一种建筑材料被人们广泛认可和接受，主要的展览为:前西德馆，这个建筑展馆是由德国著名建筑工程师奥托设计的，他设计的这个展馆采用了索膜结构，给观众创新性的感觉，而且这一建筑物独特的外观引起了全世界人们的广泛关注，从那以后，塑料成为了一种必不可少的建筑材料，被大量使用在各种建筑物中，为建筑事业的发展增添了一份新的力量。

2 高技术建筑结构的发展

随着科技的发展与社会的不断进步，人们对于建筑的空间结构出现了新的需求，传统的砖石结构已经不再符合人们的更高层次的需求，这就要求人们对新的建筑材料进行开发和应用，创新出新的建筑结构。

首先，薄壳结构的开发与应用。很早以来人们就被鸡蛋壳这一圆滑美观的外形所吸引，企图经过创意研究将它们应用在建筑结构设计方面，然而一直到20世纪20年代才首先由德国人建成了圆形的薄壳屋顶。由于钢筋混凝土技术的不断广泛应用，这种薄壳建筑结构不但能节约材料，而且能制造出更大的覆盖面积，已经被全世界的人们广泛认可，而且这种结构具有很好的抗压功能，和球壳面相比，这种结构更便于施工，而且外观优美，结构明朗，整洁自然，具备视觉享受的艺术效果，成本造价低廉，技术含量高端，被世界人们所推崇和认可。例如:在1958年的布鲁塞尔世界博览会上，有一个飞利浦馆，就采用了薄壳圆拱的屋顶设计技术，展现出的平面由形式各样的曲线构成，无论是墙体还是屋顶都呈现出相应的薄壳结构，在很大程度上表现了混凝土的伸缩能力，生动优美，栩栩如生。其次，悬索结构的设计。悬索这一建筑结构理念已经拥有很悠久的历史，起初是用在建造桥梁上，到了19世纪后期由于钢材冶炼技术水平的不断上升，人们便开始将悬索结构应用在广泛的建筑物当中，到了20世纪早期，英国人发明了扇形屋顶，这个屋顶是用一条缆绳来支撑的，这就是最早的悬索结构在建筑领域中的应用;到了20世纪30年代，美国芝加哥博览会上人们在汽车上利用了平面悬索结构，引起了人们的广泛关注。

3 建筑内部设施的创造

随着建筑事业的不断发展，城市化进程的不断加快，建筑物高度逐渐增加，层数不断增多，在这样的情况下，人们要想实现对高层的有效利用，仅仅凭借自身的力量是难以达到的，于是，高层电梯产生了，世界上第一家电梯公司是由美国人设立的，并在1853年的纽约世界博览会上展示出来，随之高层建筑电梯的使用逐渐遍布开来，电梯的使用在很大程度上革新了城市面貌，使城市朝着现代化方向发展。