淺談高層建筑技術創新研究

郭京衛 王 靜 郭玉安

1安陽鋼鐵集團有限責任公司（455004） 2安陽市建筑企業管理處（455004）

0 引言

進入新世紀,建筑師們在處理高層建筑問題時，越來越多采用的是技術手段。技術手段的不斷創新，為解決高層建筑的問題提供了更多的可能，同時給高層建筑的發展帶來了新的機遇，有力的推動了高層建筑的發展。在高層建筑中不斷的引入創新理念具有非常重要的意義。

1 高層建筑技術的特征

1.1 以建筑設計技術為核心

建筑產品具有自身的特點，如結構復雜以及非同質性，這樣就需要對建筑產品分別進行創造性的設計。在建筑技術體中不同的階段采用的建筑技術也有所不同，如建筑材料以及安裝設備都依賴建筑設計技術的相應安排，建筑技術在建筑材料的設計中得到較大的體現。因此，建筑設計技術在建筑設計的體系中處于核心的地位。

1.2 動態性

建筑設計中所應用的技術是在矛盾中不斷的發展和進步，這樣也有力的推動了建筑技術的不斷創新。目前，建筑技術形成的是一種樹形的結構，不斷的推動著建筑行業的發展和進步。主要體現在兩個方面∶1）隨著建筑材料、設計技術以及施工技術的不斷發展，建筑材料朝著精、高、薄、輕的方向發展，例如以天然材料為原料的綠色建筑材料，采用了低消耗、低污染的新技術與工藝，將適合人居住、有益于人們身體健康和建筑材料多功能化為前提，努力構筑舒適、溫馨、便捷和健康的生存與居住環境。綠色環保型建筑材料，利用工業廢料，像礦渣、粉煤碳生產砌塊、水泥等材料，利用廢棄的玻璃生產貼面材料，利用廢泡沫塑料生產保溫墻體，通過對廢棄材料的充分循環利用,既減少了固體的廢渣量，又節省了自然資源。新型綠色建筑材料的出現以及不斷發展,促進了整個建筑行業逐漸實現綠色化、高效率化，建筑行業快速發展，最終有利于建筑行業的可持續發展。2）主要是建筑系統內部的各個子系統的分工越來越精細,相互之間的依賴程度不斷加深。例如在水電行業，對建筑的范圍和平面位置要根據水電專業的要求，即水利水電建筑的基礎受水工建筑的制約，建筑高度則受機械設備、變配電設施等多方面因素影響，因此水利水電行業的建筑設計技術要與水利水電行業的要求緊密結合，與其他行業的建筑設計技術有所區別;在交通行業，比如磁懸浮列車的車站建筑設計中，要求考慮到磁懸浮列車與其他交通工具的區別，把握好懸浮8 mm的高差變化，確保能夠滿足車體維修和車門正常開啟的基本要求，在站臺面的設計時要考慮乘客的上下車方便等。總之，針對不同的行業，對建筑技術的要求、所要達到的目標和分工不同，但從整體上講，建筑技術發展的兩個方面之間相互影響，橫向的發展促進縱向的不斷深化。建筑技術在橫向上的分化發展必然要求各部門之間以及各工序、各技術環節之間要加強合作，發揮彼此的優勢。因此，建筑技術的不斷發展必然推動建筑技術動態性變得越來越明顯。

1.3 綜合性

建筑技術表現出一定的綜合性，主要體現在兩個方面。1）為建筑物的多項技術的復合體。例如，作為建筑施工活動的結果，建筑物體現著建筑施工技術；作為建筑采用和安裝設備的聚合體，體現著建筑材料的技術；建筑物作為一種設計的事物版本也體現著建筑設計技術。2）在建筑活動中綜合應用了多重技能以及多重知識,有效的融合了藝術性、技術性以及民族性，建筑設計者在建筑設計的過程中不僅僅需要掌握制圖、力學等方面的專業知識，還要掌握心理學、繪畫等方面的知識，并在建筑設計的過程中將這些學科有效的融合于建筑設計活動中。建筑設計不僅僅要遵循一定的科學規律，在技術上具有可行性，同時也要符合審美標準和展現民族的文化。因此，建筑是衡量社會經濟文化進步的一個重要標志。

1.4 藝術性

藝術是按照相應的美的標準來進行設計、創造的活動。在建筑的設計過程中，建筑設計是藝術性和技術性的統一體。遵循技術的規律是一切建筑技術的基礎所在，任何建筑的藝術性都必須以技術性為前提，沒有建筑技術的技術性，建筑設計的藝術性就無從談起。同時，建筑物是一種人工創造物，具有一定的審美價值，建筑的藝術性貫穿于建筑的技術性之中，沒有脫離藝術的純粹的技術性建筑。總而言之，建筑活動是體現著技術性的一個藝術創作過程。因此，在建筑活動中必須呈現和滲透藝術性。建筑技術的不斷發展和社會文明的不斷進步將不斷的推動建筑的藝術性的日趨發展。

2 實現高層建筑技術多方面創新

2.1 堅持高新技術的科學創新

高新技術革命的不斷進步，不僅僅對科學技術本身產生了一定的影響，同時極大的改變了人類的生活方式以及傳統行業的生產方式。高層建筑是建筑類型中一種特殊的形式,代表著高新技術的發展。較早的在高層建筑技術中體現創新的部分是建筑材料的創新，建筑材料不斷朝著用量少、質地輕的方向發展，這樣可以實現結構的快速改建以及裝配等操作。同時在設計上也不斷的采用高新技術，在建筑的美學中也不斷的體現著高新技術，將高科技的設備、材料等轉化為一種手段。在當前越來越多的高層建筑中采用創新設計理念，從而實現設計師的技術設計理念。

在高層建筑中體現高新技術的建筑有西班牙工建筑師所設計的瑞典的摩天大廈，即瑞典最高的摩天大廈——旋轉中心，該高層建筑的靈感來自于人身體扭動呈現的形態。該高層建筑在結構上充分體現了理性的扭轉，不僅僅保證了建筑師創意的實現，同時滿足了高效、實用、安全的要求。該建筑在為高層建筑的形式創作方面提供技術支持的同時，有效的實現了高層建筑中的高新技術。

2.2 提高信息技術的綜合創新

在高層建筑中不斷的體現著信息化以及智能化，是建筑技術同信息技術的有機統一體。在高層建筑的設計以及環境的適應方面需要進行嚴格精密的計算。高層的平面布局、建筑的朝向以及基地的位置等各個方面的設計都是對周邊條件的深入分析。信息媒體技術傳遞著非物質性的信息，具有時空性和跳躍性，同時網絡技術的不斷發展和進步也將推動信息技術成為未來時空形態的主要力量。利用信息技術對高層建筑進行創新得到越來越廣泛的應用。例如在高層建筑中風環境是一個主要的影響因素，為減少風壓對高層建筑的影響，可以采用空氣動力學的原理來進行設計，這樣既可以保證了高層建筑中結構材料的經濟性，同時也可以有效的改善高層建筑周圍環境的氣流狀況。目前利用計算機等信息技術來建立數學模擬模型可以對空氣動力學的性能等進行有效的評估。

2.3 倡導生態技術的優化創新

高層建筑的不斷增多，雖然給人們帶來了越來越多的興奮感，但是同時我們也必須深刻的意識到由高層建筑的建設所引起的能源危機以及生態危機。高層建筑的設計在未來一個重要的發展方向就是最大程度的符合生態理念，將建筑對環境的影響降到最低程度，在高層建設的設計的同時也積極的采取相應的措施來保護環境、有效的利用環境以及不斷的修復環境。在高層建筑的設計中采用生態優化的技術創新，建立了高層建筑的室內同外界環境之間的有效連接。根據室外的相應環境變化可以及時有效的同高層建筑室內環境建立反饋機制，保證室內各項指標的目標值，從而將能耗降到最低程度。

在高層建筑的設計中考慮到生態因素就要盡最大可能實現能源的充分利用。對于節能高層建筑而言，太陽能轉化系統、制冷制熱系統以及水循環系統等都是必不可少的部分。例如，在世博會期間的荷蘭館就充分考慮了生態因素。在結構、設備以及內容等方面都充分考慮了能源的利用等問題，充分與自然環境相結合，有效實現水循環以及能源的自給自足。在頂層設置風車可以產生電力從而提高照明。該高層建筑充分體現了生態因素。

2.4 關注仿生技術的探索創新

高層建筑的誕生是以現代科學技術為基礎的，建筑材料的發展以及結構體系、構造設計等方面不斷的推動、支持著高層建筑向高處的不斷延伸,但是同時也約束著高層建筑的發展。高層建筑要消耗大量的材料，對環境造成污染。為有效的解決對環境的污染等高層建筑帶來的消極影響，在高層建筑的結構、系統以及運營等方面都可以模仿生物的相應行為。在高層建筑中仿生技術已經得到越來越多的設計師的重視,這對環境的保護具有重要的意義。

現代科技的不斷發展已經推動了仿生技術的不斷前進，對高層建筑的仿生已經不僅僅局限于形式上的模仿，而是越來越重視對高層建筑的生物化以及技術化。仿生技術在高層建筑上的應用已經孕育了仿生大廈，該建筑成果充分的體現了仿生技術在高層建筑中的實際應用，并增強了我們相信仿生技術將成為未來高層建筑的趨勢的信心。目前在高層建筑中所采用的仿生技術大部分是來自于大自然，在設計過程中設計師們往往可以從大自然中得到啟發。生物體本身所具有的高效低耗、自我完善的功能，這些都是人工產品所不能媲美的。因此，高層建筑的結構、系統以及運營等都可以模仿生物的行為。

3 結論

在高層建筑中不斷表現出的各種創新都是以技術的創新為基礎的，技術的創新是實現高層建筑設計不斷突破的主要動力。在一個城市中，高層建筑具有控制性的地位，這樣在高層建筑的設計中建筑師也有責任不斷的引入最新的技術成果，不斷的推動高層建筑朝著可持續發展的到來前進。

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