建筑新形式与新材料的相互性研究

马俊文， 李俊春

(1.甘肃建筑职业技术学院，兰州 730050；2.榆中县住建局，兰州 730100)

建筑新形式与新材料的相互性研究

马俊文1， 李俊春2

(1.甘肃建筑职业技术学院，兰州 730050；2.榆中县住建局，兰州 730100)

发掘建筑行业的新形式以及新材料的独特价值，不仅能够推动建筑行业的科技发展，同时为城市的发展注入了新的活力。尝试将建筑构件中的新形式与建筑材料进行相互性研究，从建筑设计与材料应用的角度上来研究建筑美学的潜力，并探讨建筑新材料对于建筑形体的塑造、空间结构体系的营造以及生态节能层面上的应用。

建筑业；材料；相互性

0 引言

作为建筑物质的基础，新材料、新技术的产生与发展有效地推动了建筑风格与形式的不断变革与发展[1]。因此，建筑新形式的每一点变化都是对材料的一种创新性利用，而新材料的产生也是基于建筑新形式的发展需求而来。因此，建筑物的新材料标志着建筑形式的发展，是建筑发展的一个关键点。

1 建筑新形式与新材料的发展

建筑材料本身所具备的属性以及依附于其上的情感功能，对于建筑设计过程中不同环境氛围的营造具有重要意义。通过将建筑材料与建筑形式以及地域环境进行天然的结合，不仅提高了建筑材料的表现形式，更加增强了建筑物的地域文化，而这些因素若是单独的依靠建筑材料或者单调的建筑形式的表达是不能达到这种效果的。因此，认识建筑材料与建筑形式的相互性对于营造一个精致的建筑环境是相当重要的。

1.1 建筑材料的性能

为了确保满足建筑物的相关性能，需要选用适当的建筑材料，如建筑结构不仅需要承受建筑物本身的载荷，同时由于外部力的影响作用(如风力、地震力等)，这就要求使用的材料具备一定的抗冲击能力[2]，在建筑物室内环境下，建筑物应该具有保温、去湿、隔热等功能；从建筑的消防角度来分析，建筑材料应该具备一定的阻燃性，并具有一定的抗酸、碱、盐的腐蚀性；为了提高建筑物的审美需求，对建筑材料的质感、色彩以及协调性都提出了更高的要求。

1.2 新材料对建筑的形体塑造

建筑新材料能够对建筑物的形貌三维形体进行唯美塑造。新材料在对于原有建筑物的形貌设计，可以通过同构方式来延续其独特的历史承载，或通过异构形式来突出建筑物形貌的新形式，使得建筑物既延续了原有的历史载重，同时又突出了建筑的时代特性[3]。在构建建筑物的形体特征时，通过不同的手段来选用新材料与传统材料的融合，主要包括以下几种手段。

1)同质同构。

通过运用建筑新材料并结合传统的建筑物材料来构成一些具有古典特色的建筑形体，体现出建筑物的历史代表性与厚重感。

2)同质异构。

对于一些大型建筑物以及街区等地方的改造与建设过程中，采用一些具有优异质感与色彩的建筑材料，通过运用现代化的施工工艺来保障建筑形式的自由度，体现出建筑物的和谐与对比变化。

3)异质同构。

通过采用新型的建筑方式与新材料来构建出建筑物的内涵，在确保建筑群具有一定的连续性的同时，来进行现代技术的完美演绎，同时体现出新时期的技术特点与功能要求。

2 建筑新形式与新材料相互性在高层建筑中的应用

经济的快速发展以及人口的不断膨胀，导致城市人口密度的迅速扩大，尽管土地资源的利用率得到了提高，但土地形势依然紧张。因此，低层建筑的建设与世界发展趋势相违背。世界大发展下，要求建筑行业向着高度发展，尤其是近些年，各地区为了展现自身的特色与经济实力，相继出现了地区标志性高楼。建立高层建筑，不仅需要一定的经济基础做支撑，同时需要各种高负荷材料做支撑来抵抗各种负荷对建筑物的作用[4]。本文中主要以上海金茂大厦为例进行分析研究。

上海金茂大厦作为上海市的第三高楼，其总高度达到了420.5 m。金茂大厦于1994年破土动工，历时四年的建筑过程，到1998年实现大厦的全面竣工。大厦地面共88层，其中地下3层，从1～50楼层间作为写字楼，各跨国企业都会集于此办公，大楼的53层以上作为旅游休闲场所，休闲设施一应俱全，为工作者以及旅游者提供了一个舒适的休闲环境。金茂大厦整栋大楼面积达到了惊人的有27.8万m2，提供了将近600间的客房和130多部电梯供人员通行。目前已经成为上海市的标志性建筑。而塔形结构作为中国人所特有的一种建筑形式，深受国人的喜爱，因此，上海金茂大厦在设计的过程中，充分考虑到了东方的塔形风格以及西方建筑物擅长的极高摩天楼的设计。通过钢筋—混凝土的结构来搭建大厦的基本结构形式，采用钢管桩来进行大厦的基础加固，这样有效地保障了大厦的结构强度和刚度。大厦的主体结构体系包括钢筋混凝土内筒、8个巨大的外柱。而内筒与外柱之间通过8个钢结构的加强层进行衔接。

3 大跨建筑形式与建筑新材料的相互性作用研究

从建筑物发展的历程以及今后的发展趋势来看，建筑物向着高跨度已经成其发展必然趋势。当前我们所见到的体育馆、展览馆、商业建筑等，为了满足其功能性能与美观性，要求建筑结构向着柱距大、柱网小的发展趋势。然而，大跨建筑物的形成必然需要产生新的建筑材料来保证功能与安全、美学等因素。

从西方的建筑发展来看，西方的宗教建筑穹顶在以往都是选用砖块、石头等重型建筑材料来建造的[5]，而这些重型材料给建筑体造成一个很大的受压力，因此，如何通过不同的建筑形式来消除这种不利因素，而采用传统的力学分配法虽然保证了建筑物的安全性能，但是要消费大量的人力、物力、财力，并导致了施工周期的延长。然而，随着钢材技术的突破，打破了传统宗教穹顶建造过程中人力大、耗材多的难点，使得宗教建筑穹顶在建设过程中节约了大量人力、物力、财力，并有效保障了宗教建筑的安全性能和美学性能。而西班牙塞维利圣派柏罗体育中心的可拆卸游泳池更是对新材料发展的一个完美诠释。该游泳池采用现代化的“剪式枢轴+张力膜材”结构，框架的各面都覆盖了双层的织物，而这种织物与钢的框架结构形态相符，相互映衬。当结构展开时，织物受到一个拉应力，这样有效地保证了该建筑的稳定性，同时，上下织物之间相互连接，有效地保证了开合之间的有序折合。

4 结语

由于我国现代化的建筑设计技术的起步相对较晚，并受到传统建筑美学的影响作用。我国建筑行业中对于建筑新形式与新材料的相互性研究工作还相对较少，因此，对建筑行业新理论在应用上的探索就显得更为迫切。基于此，根据我国现代国情以及建筑技术，在面对西方建筑发展中我们不应只停留在表层的建设上，而应该深入到建筑形式与材料的研究工作中。只有这样，才能促进我国建筑行业的快速发展，才能有效表现出我国独特的文化内涵与艺术高度。

[1]施建平.大跨屋盖空间桁架拱的探索和实践[J].铁道标准设计, 2000,20(1):24.

[2]董宇,刘德明.大跨建筑结构形态轻型化趋向的生态阐释[J].华中建筑,2009,27(6):39.

[3]王燕.世界超高层建筑材料结构发展分析[J].青岛建筑工程学院学报,1997,18(3):28-30.

[4]毛汉华.建筑新材料-彩色涂层钢板[J].建筑施工,1992,14(4): 46-48．

[5]徐哲民.传统木建筑材料在现代建筑设计中的运用研究[J].建筑设计研究,2012(4).

U283.5

A

1673-1093(2014)04-0091-02

马俊文，男，讲师，注册一级建造师，甘肃建筑职业技术学院教师。

10.3969/j.issn.1673-1093.2014.04.023

2013-11-24；

2013-12-17