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新型材料在建筑设计中的发展研究

时间:2017-08-30 材料毕业论文 我要投稿

  建筑师在建筑设计时往往受到材料和技术的影响,建筑的创作空间受到一定程度限制,下面是小编搜集整理的一篇探究新型材料在建筑设计发展的论文范文,欢迎阅读查看。

  摘 要:文章结合多年建筑设计的经验,分析了新材料在建筑设计中的应用以及新材料对促进建筑设计的新发展,提出了新材料对建筑设计影响的发展趋势。

  关键词:新型材料;建筑设计;应用

  现代高层建筑的发展是人类进入信息化、社会化所产生的城市现象,是随着城市的发展和科学的进步而发展起来的。现在的普通建筑物的使用寿命通常在50~100年,而随着社会的不断发展,更加大型化、综合化的社会基础设施也在不断增多,比如大型的水利工程、海底隧道,特别是超高建筑,这些大型的工程维修比较困难,而且耗资巨大、建设周期长,这就对建筑材料的耐久性提出了更高的要求。

  1 新材料在建筑设计中的应用

  建筑设计中新材料的有效利用,能够有效降低建筑施工过程中对环境的污染,有效提高建筑的舒适度,降低建筑材料对人体的危害,提高了建筑环境的舒适度以及建筑质量的整体质量。

  1.1 保温材料的应用

  保温材料同保温技术具有非常重要的联系,保温材料是保温技术实现的重要因素。保温材料包括了保温玻璃和墙体保温材料,保温玻璃即充分利用光的吸收以及光折射等物理原理,使建筑玻璃具有选择性,从而减少太阳光对室内环境的影响;保温材料包括了保温板和保温浆等材料,即利用矿物棉等材料阻止室内温度的扩散,并在室内根据室内温度的变化进行温度的释放,以维持室内温度的平衡,确保室内环境的舒适度。

  1.2 隔音材料的应用

  随着社会经济的快速发展,城市噪音污染问题也日趋严重,建筑噪音、车辆噪音都很大程度上影响到了居民的正常生活和生产。噪音材料就是通过改变传统施工材料结构和成分,如噪音吸收版等等,能够有效阻挡外界噪音对室内环境的影响,保证用户的正常工作和作息。

  1.3 结构材料的应用

  目前,高层建筑以及超高层建筑的逐渐增多,使得建筑承重问题也日趋严重,新型结构材料的诞生,既能够有效减少建筑自身重量,减少承重压力,提高建筑结构稳定性,还能够减少建筑施工材料数量,减低建筑造价成本。如轻钢材料等重量低、价格优势明显的工程施工材料,目前在工程设计过程中已得到了广泛应用。

  2 新材料促进建筑设计的新发展

  建筑师在建筑设计时往往受到材料和技术的影响,建筑的创作空间受到一定程度限制。近些年,随着多种新型材料的出现,建筑创意力在很大程度上得以释放,如一系列大跨度建筑、轻型超高层建筑、膜结构建筑、生态环保建筑、节能建筑涌现。

  2.1 大跨度建筑

  大跨度建筑由干受到拉力和约束力作用,其结构往往比较拘谨、呆板,建筑设计时须考虑结构是否可实施。而随着一些新材料的出现,如胶合木。建筑的空间跨度不再是建筑设计考虑的影响因素,建筑创作更为大胆。胶合木由单独的规格材层板组成,可以做成尺寸和形状各异的结构部件,主要是因为木材经过烘干、刨平成板材后分类成各种强度级别,多层板材用胶粘剂黏合搭接,以获得不同的形状、厚度和长度。胶合木在建筑设计中优越性在于:第一,它强度高、质量轻、易于加工,可以做成各种大面积、大跨度建筑的屋顶结构。第二,它防火、耐腐蚀、抗震。与同等强度的钢筋混凝土结构相比,胶合木梁柱结构质量轻很多,质量轻在地震发生时提高了安全性。第三,胶合木属于低碳范畴,因为从碳循环的角度来看,林木生长是碳汇过程,而生产水泥、钢材是碳排放过程,用速生林木制造的胶合木结构代替钢筋混凝土结构,就相当于减少了二氧化碳排放,适合城市可持续发展。

  2.2 轻型超高层建筑

  由于建筑外立面的重量占据了超高层建筑自重很大一部分,对于超高层建筑设计来说,建筑材料的质量成为影响建筑工程施工的重要因素。因此,建筑表皮材料的选择对超高层建筑至关重要。选择轻型的建筑材料可以有效地减轻建筑自重,从而降低建筑结构负担。比如新央视大楼主楼的两座塔楼在163米以上由“L”形悬臂结构连为一体,双向内倾斜6度,其中塔楼连接部分高11层,悬臂长75米,前端没有任可支撑,上端负重大,不规则受力调节复杂。因此,新央视大楼外表面采用自重较轻的菱形钢网格与大面积玻璃幕墙结合而成,这是一种特种玻璃,其表面被烧制成灰色瓷釉,具有重量轻,能有效遮蔽日晒的特点,更好地解决了建筑结构自重负荷,同时适应此地的空气环境。另外,建筑表皮材料质量对建筑建设中能耗也起到重要作用。因此,越来越多的新型轻质材料被建筑师在超高层建筑设计时关注和选择。

  2.3 膜结构建筑

  每一个建筑创意都需要有材料来作为支撑实现,新型材料是建筑师实现建筑创意的的重要工具。例如国家奥林匹克游泳馆水立方,使用ETFE(乙烯四氟乙烯共聚物)薄膜,充满奇幻色彩,建筑视觉效果出众。ETFE膜作为一种膜结构,由高强度氟聚合物人工制成,原本用于电器及包装设计。由于其具有高抗污抗粘性,表面易清洗,使用寿命在25-35年之间,防火等级达到B1、DIN4102标准,质量轻巧,透光性能好,并且可完全再循环利用等特点。近年来多用于跨距5m左右的2至3层充气支撑结构,在水立方中就大量使用ETFE膜,其内外立面由3065个膜结构气枕组成,覆盖面积达到10万m2,展开面积达到26万m2, ETFE透光的特性让整个建筑外观看起来晶莹透亮,还有膜的透光性和自清洁功能,不仅节约能源,符合节能减排要求,还可减少人力物力的消耗,体现了绿色奥运。ETFE膜出众的特性,在一些体量较大,耗能较大,对建筑材料要求较高的建筑中也可广泛使用。

  3 新材料对建筑设计影响的发展趋势

  建筑设计的基础是通过内外结构的表达来达到整个功能相和谐的设计目标,建筑材料的变化有时能够直接反映出建筑功能和风格变化。建筑材料能够成为一种最为直接的建筑语言,形成一种最简洁、明了的建筑风格。新型建筑材料的出现可以将建筑设计带到新的前沿,提供了设计的可能性和发展潜力。

  新材料的建筑特性,迎合了新兴建筑的设讨一需要,不仅使建筑功能得以实现,同时使建筑取得美观的视觉效果。未来在建筑领域将会涉及到众多新材料的运用,这将改变原先的建筑形式,达到一种超前而时尚的时期。新材料对建筑设计影响的发展趋势:一是全球低碳城市的倡导,低碳建筑、节能建筑是建筑设计发展的重要方向,新型材料的运用有力地促进了低碳时代的来临。未来建筑设计中必将引人诸多低碳生态材料。二是随着社会经济的发展,人们消费观念的转变,建筑物不仅仅是居住的场所,还要满足方便、安全、舒适、环保的要求,旧有的建材已远不能满足人们的需要,开发和应用新型多功能材料成为人们追求的新目标。建筑设计也将注重多功能化。三是重视新材料的开发与应用,如将纳米技术与建筑材料结合,可开发出具有抗菌、消毒、光催化性、除臭等功能的生态建筑材料,从而改善生活环境,提高居住品质。

  4 结语

  总之,新型建筑材料在建筑中起到了基础性的作用,尤其是对于高层建筑,安全性能高必须使用新的科技材料,只有全面把握新型建筑材料的特点,建筑行业才能更好更快地发展?萍冀,材料不断更新,结构设计的不断改进,建设更高层建筑的梦想一定会实现。

  参考文献

  [1] 绿色建筑呼唤节能保温新材料[J].建材发展导向,2011(03).

  [2] 刘飞.浅析建筑新材料的应用[J].魅力中国,2010(01).

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