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【摘要】建筑由各种各样的材料组成,材料因建筑的要求而不同,建筑也因材料的不同而产生不一样的建筑风格和视觉感官。本文主要针对不同材料对建筑的表现影响以及不同建筑对材料的不同要求来阐述建筑与材料的关系。
【关键词】建筑;材料;关系
建筑是材料的运用载体,材料为建筑表达不同的设计风格。从古至今,建筑与材料都有着不可分割的关系。木材表现的是自然优雅,石材表现的是坚实浑厚,钢材则表现出了轻质高强的特点。随着技术的日益更新与发展,材料的性能不断提高,为建筑的设计提供了更好的帮助。同时,建筑设计手法的进步与创新也让材料得到了更加充分的利用。
1、建筑材料的性能
1.1木材
木材是能够次级生长的植物,如乔木和灌木,所形成的木质化组织。木材的密度大小不一,受多种因素的影响,其主要影响因素有木材含水率的大小、细胞壁的厚薄、年轮的宽窄、纤维比率的高低等。中国林科院木材工业研究所根据木材气干密度(含水率15%时),将木材分为五级(单位:g/cm³;):很小:≤0.350;小:o.351-0.550;中:0.551-0.750;大:0.751-0.950;很大:>0.950[1]
木材的力学性能较好,但因为其为各项异性的材料,其力学性能也并不是各项相同的。木材的顺纹抗拉和抗压强度较高,能承担一定范围内的力,但其横纹则较弱,抗拉和抗压强度低,不宜用于承担力。除了纹路之外,木材的力学性能还与树种有关,树的品种较好,节数较少,且在生长过程中不受外界破坏干扰的情况下,制成的木材自然强度就高。节的位置和距离对木材强度均有影响,一般情况下,有节木材比无节木材的强度要低30%~60%。荷载作用时间的长短对力学性质也有影响,长期作用荷载对其会产生不利影响。
另一方面,木材具有膨胀性,遇水会吸水膨胀,导致其强度降低。木材也易腐蚀,产生纹理缺陷,这都是木材在性能上的缺点。
1.2石材
石材分为天然石材和人造石材,天然石材按物理化学特性品质又分为板岩和花岗岩两种。人造石按工序分为水磨石和合成石。一般情况下天然石材强度较高,承载能力较强,人工合成的石材则因其夹杂些许杂志而降低了石材的强度。
石材的耐火性能因品种不同而有区别,石灰石,大理石在大于910℃时发生化学分解,花岗石在600℃时因组成矿物受热不均而裂开。石材和木材相似,都会发生热胀冷缩,且受热后再冷却的话,就难以恢复到原来的状态,必会产生残余膨胀。石材的耐久性较好,是长久以来人们所认可的,所以许多重要建筑都偏爱用石材。石材抗压强度也会因其矿物成分、结晶粗细、荷载面积和荷载作用等而不同,在其他条件相同的情况下,通常结晶颗粒小的石材强度较高。
1.3钢材
钢材是钢锭、钢坯或钢材通过压力加工制成的一定形状、尺寸和性能的材料。大部分钢材加工都是通过压力加工,使被加工的钢(坯、锭等)产生塑性变形。根据钢材加工温度不同,可以分为冷加工和热加工两种。[1]
钢材的物理性能主要是强度、硬度、塑性和韧性,其中强度主要受制造工艺,常见元素碳、硅、猛的含量及微量元素钒、钛等的掺量的影响。硬度则主要由碳的含量决定,但并不是含碳量越高硬度越大,当含碳量超过某一范围值以后。钢材的硬度反而会随着含碳量的增加而降低。钢材轻质高强,可循环利用,有利于生态环保建设,但其耐火性不好,高温易变形,所以在使用过程中应该注意对其进行防火处理。
2、建筑材料与建筑风格的关系
建筑的风格往往以材料为载体来表现,材料的选取对建筑来说影响很大。
2.1木材与建筑风格的关系
在中国古代,木材因其取材方便,纹路美观而深受匠人的喜爱。人们常用木材来搭建房屋宫殿,大到房梁屋脊,小到桌椅板凳,不同的木材加工使建筑不仅在风格上灵活多变,还赋予了人们亲近自然的感觉。特别是以苏州园林为代表的园林建筑群,形态各异,古香古色,对木材精致的雕刻和缜密的逻辑安排让木材在中国建筑上占据不容忽视的艺术地位。正如现代主义建筑大师密斯·凡·德罗所感叹的那样,“我们可以在什么地方找到比老的木建筑更伟大结构净化和理智的秩序呢?……这里储存了世世代代的才智。”[2]确实,木材作为东方建筑的代表,已经与人类的建造活动建立了数千万年的联系,它的质朴纯正,它的清新优雅,都给人以愉悦的心灵感受,直到如今,许多仿古楼臺,甚至是家具橱柜,都还在大量地取用着木材。历代匠人充分利用木材的自然属性,挖掘其艺术精髓,使木材长长久久地,在建筑的长河中熠熠生辉。
2.2石材与建筑风格的关系
如果说木材是东方建筑的艺术瑰宝,西方建筑则致力于对石材的利用。古希腊神庙,埃及金字塔,用石材的恒久来代表建筑的历史地位。石材贯穿了西方建筑的生命历程,与西方建筑的文化融为一体。其表现形式可以巍峨,可以宏大,也可以精妙绝伦。巍峨与宏大正如神庙与金字塔,精妙则体现在雕花石栏和石板刻画上,风格各异的石材制造品,曾经风靡于几乎整个世界,代表性的建筑吸引来世界各地的仰慕者。可以说,石材在东方建筑中不可或缺。
2.3钢材与建筑风格的关系
随着社会技术的进步,人们对钢材的制造工艺也愈加纯熟,通过改变钢材的微量元素的掺量,使钢材更加耐腐抗绣,例如,当钢材中的铬含量超过一定比例时,钢材便成了不锈钢,这为钢材在建筑中的广泛应用提供了先决条件。同时,钢材的轻质高强,表现形态灵活多变,更是让其深得建筑设计师的宠爱。北京的“鸟巢”让世人看到了钢材的灵便轻巧;巴黎的埃菲尔铁塔让世人震惊于钢材的艺术魅力;纽约的帝国大厦让世人感慨于钢材的坚固巍峨。相对木材来说,钢材强度更大,相对石材来说,钢材更加轻巧,所以它能轻松地表达出不一样的建筑风格,也正因如此,它被建筑行业赋予了新的多样的生命力。
结论:
这是一个日新月异的建筑时代,这是一个只有不断完善自我,学会创新的人才才能割据一方天地的时代,作为新时代建筑行业中的一员,我们应该保持高度的热忱去探索新材料的利用,我们应该在实践中积累智慧的硕果,新的时代,需要我们去开拓,去创造,在与自然和谐共处的基础上,致力于建设更美好的明天。
【关键词】建筑;材料;关系
建筑是材料的运用载体,材料为建筑表达不同的设计风格。从古至今,建筑与材料都有着不可分割的关系。木材表现的是自然优雅,石材表现的是坚实浑厚,钢材则表现出了轻质高强的特点。随着技术的日益更新与发展,材料的性能不断提高,为建筑的设计提供了更好的帮助。同时,建筑设计手法的进步与创新也让材料得到了更加充分的利用。
1、建筑材料的性能
1.1木材
木材是能够次级生长的植物,如乔木和灌木,所形成的木质化组织。木材的密度大小不一,受多种因素的影响,其主要影响因素有木材含水率的大小、细胞壁的厚薄、年轮的宽窄、纤维比率的高低等。中国林科院木材工业研究所根据木材气干密度(含水率15%时),将木材分为五级(单位:g/cm³;):很小:≤0.350;小:o.351-0.550;中:0.551-0.750;大:0.751-0.950;很大:>0.950[1]
木材的力学性能较好,但因为其为各项异性的材料,其力学性能也并不是各项相同的。木材的顺纹抗拉和抗压强度较高,能承担一定范围内的力,但其横纹则较弱,抗拉和抗压强度低,不宜用于承担力。除了纹路之外,木材的力学性能还与树种有关,树的品种较好,节数较少,且在生长过程中不受外界破坏干扰的情况下,制成的木材自然强度就高。节的位置和距离对木材强度均有影响,一般情况下,有节木材比无节木材的强度要低30%~60%。荷载作用时间的长短对力学性质也有影响,长期作用荷载对其会产生不利影响。
另一方面,木材具有膨胀性,遇水会吸水膨胀,导致其强度降低。木材也易腐蚀,产生纹理缺陷,这都是木材在性能上的缺点。
1.2石材
石材分为天然石材和人造石材,天然石材按物理化学特性品质又分为板岩和花岗岩两种。人造石按工序分为水磨石和合成石。一般情况下天然石材强度较高,承载能力较强,人工合成的石材则因其夹杂些许杂志而降低了石材的强度。
石材的耐火性能因品种不同而有区别,石灰石,大理石在大于910℃时发生化学分解,花岗石在600℃时因组成矿物受热不均而裂开。石材和木材相似,都会发生热胀冷缩,且受热后再冷却的话,就难以恢复到原来的状态,必会产生残余膨胀。石材的耐久性较好,是长久以来人们所认可的,所以许多重要建筑都偏爱用石材。石材抗压强度也会因其矿物成分、结晶粗细、荷载面积和荷载作用等而不同,在其他条件相同的情况下,通常结晶颗粒小的石材强度较高。
1.3钢材
钢材是钢锭、钢坯或钢材通过压力加工制成的一定形状、尺寸和性能的材料。大部分钢材加工都是通过压力加工,使被加工的钢(坯、锭等)产生塑性变形。根据钢材加工温度不同,可以分为冷加工和热加工两种。[1]
钢材的物理性能主要是强度、硬度、塑性和韧性,其中强度主要受制造工艺,常见元素碳、硅、猛的含量及微量元素钒、钛等的掺量的影响。硬度则主要由碳的含量决定,但并不是含碳量越高硬度越大,当含碳量超过某一范围值以后。钢材的硬度反而会随着含碳量的增加而降低。钢材轻质高强,可循环利用,有利于生态环保建设,但其耐火性不好,高温易变形,所以在使用过程中应该注意对其进行防火处理。
2、建筑材料与建筑风格的关系
建筑的风格往往以材料为载体来表现,材料的选取对建筑来说影响很大。
2.1木材与建筑风格的关系
在中国古代,木材因其取材方便,纹路美观而深受匠人的喜爱。人们常用木材来搭建房屋宫殿,大到房梁屋脊,小到桌椅板凳,不同的木材加工使建筑不仅在风格上灵活多变,还赋予了人们亲近自然的感觉。特别是以苏州园林为代表的园林建筑群,形态各异,古香古色,对木材精致的雕刻和缜密的逻辑安排让木材在中国建筑上占据不容忽视的艺术地位。正如现代主义建筑大师密斯·凡·德罗所感叹的那样,“我们可以在什么地方找到比老的木建筑更伟大结构净化和理智的秩序呢?……这里储存了世世代代的才智。”[2]确实,木材作为东方建筑的代表,已经与人类的建造活动建立了数千万年的联系,它的质朴纯正,它的清新优雅,都给人以愉悦的心灵感受,直到如今,许多仿古楼臺,甚至是家具橱柜,都还在大量地取用着木材。历代匠人充分利用木材的自然属性,挖掘其艺术精髓,使木材长长久久地,在建筑的长河中熠熠生辉。
2.2石材与建筑风格的关系
如果说木材是东方建筑的艺术瑰宝,西方建筑则致力于对石材的利用。古希腊神庙,埃及金字塔,用石材的恒久来代表建筑的历史地位。石材贯穿了西方建筑的生命历程,与西方建筑的文化融为一体。其表现形式可以巍峨,可以宏大,也可以精妙绝伦。巍峨与宏大正如神庙与金字塔,精妙则体现在雕花石栏和石板刻画上,风格各异的石材制造品,曾经风靡于几乎整个世界,代表性的建筑吸引来世界各地的仰慕者。可以说,石材在东方建筑中不可或缺。
2.3钢材与建筑风格的关系
随着社会技术的进步,人们对钢材的制造工艺也愈加纯熟,通过改变钢材的微量元素的掺量,使钢材更加耐腐抗绣,例如,当钢材中的铬含量超过一定比例时,钢材便成了不锈钢,这为钢材在建筑中的广泛应用提供了先决条件。同时,钢材的轻质高强,表现形态灵活多变,更是让其深得建筑设计师的宠爱。北京的“鸟巢”让世人看到了钢材的灵便轻巧;巴黎的埃菲尔铁塔让世人震惊于钢材的艺术魅力;纽约的帝国大厦让世人感慨于钢材的坚固巍峨。相对木材来说,钢材强度更大,相对石材来说,钢材更加轻巧,所以它能轻松地表达出不一样的建筑风格,也正因如此,它被建筑行业赋予了新的多样的生命力。
结论:
这是一个日新月异的建筑时代,这是一个只有不断完善自我,学会创新的人才才能割据一方天地的时代,作为新时代建筑行业中的一员,我们应该保持高度的热忱去探索新材料的利用,我们应该在实践中积累智慧的硕果,新的时代,需要我们去开拓,去创造,在与自然和谐共处的基础上,致力于建设更美好的明天。