高技術建筑的歷史與發展研究

歐陽維振

(湖北工程學院城市建設學院，湖北孝感 432100)

建筑是人類文明發展的重要標志，一個地方的經濟發展程度直接體現在其建筑質量與風格的高低上，然而，確保建筑的風格與質量的因素卻是建筑技術的先進與否，建筑技術的發展有一定的歷史進程，主要體現在建筑材料以及建筑結構的發展和更新方面，為了能創造出更多的高科技建筑，人們在進行積極探索，不斷研究出新的建筑材料和建筑技術，以確保建筑不斷走向發展。

1 建筑的技術歷史進步過程

縱觀建筑發展歷史，人們就會發現，建筑事業是伴隨著建筑材料的不斷變化與革新實現發展與進步的，每一個新興建筑材料的發展都為建筑事業帶來了新的發展，不同的建筑材料不僅對建筑自身的形狀、顏色、外觀甚至是結構與功能的發揮會產生巨大的影響，而且也為人們帶來視覺以及心理感知方面的變化，建筑材料的發展大體經歷了三個階段:磚石、瓦塊的出現;鋼筋材料的興起;建筑混凝土的廣泛應用。

1)鋼鐵和玻璃的歷史和應用。在建筑早期，人們就已經將鋼鐵和玻璃應用到建筑施工材料中，然而，早期的建筑建設只是利用他們的表面的功能，并未對這些材料的作用性能做更深層次的開發和研究，因此，也就限制了這些材料的更多用途的發揮。直至工業革命以來，這些建筑材料才發揮了他們更廣泛的用途，早些時候，人們主要將鐵當作一種輔助材料應用在建筑的鏈條或者支柱當中，例如:在18世紀70年代，鐵用在教堂的屋頂，因為那個時候，主要是用木材來對鐵進行冶煉，在沒有足夠的燃料以及交通條件的有力支持下，鐵的更深層的用途難以發揮出來，到了19世紀中后期，人們發明了轉爐煉鋼法以及平爐煉鋼法，才使鋼鐵的產量得到了迅速的增長。到了18世紀中后期，玻璃材料的發展取得了巨大的進步，19世紀早期已經出現了窗格玻璃，但是由于受到拿破侖戰爭的影響，玻璃產業并沒有順利地發展起來，直至戰爭結束，玻璃才真正以一種新的建筑材料被人們廣泛應用，經過后來的“平拉法”以及“有槽垂直上引法”的發明，才促進了平板玻璃的廣泛應用。鐵與玻璃材料的廣泛應用帶來了建筑領域的變化，一些以鐵和玻璃為原料的大天窗建筑物呈現在大眾面前，例如:1833年建造的巴黎植物園，以及1851年倫敦世界博覽會上，由專家設計的玻璃制造而成的“水晶宮”。人們還設計了大量的玻璃展覽館，玻璃建筑的流行持續到19世紀中后期。

2)水泥與鋼筋混凝土的應用。水泥的發明經歷了很長的一段歷史，最早是由古羅馬人用火山灰和噴射物進行加工凝結而成，經過幾年的發展出現了羅馬水泥，再到19世紀20年代由英國人發明的“波特蘭水泥”，到了19世紀70年代，水泥作為一種建筑材料被大批量生產和加工。

后來，在水泥中按照一定的科學比例摻入砂石將它們混合制造成了混凝土，經過人們的大膽想象與創新，人們將鋼筋和混凝土結合起來成為建筑的主體結構，最早的鋼筋混凝土建筑結構始于德國建筑工程師漢尼比克，他將這一建筑材料技術應用在橋梁、工廠甚至是商場建筑中，他本人將這一技術應用在自己的建筑建設中，但是，對于19世紀的大多數人來說，他們對鋼筋混凝土結構還沒有一個深刻的認識，沒能將其廣泛應用在建筑建設領域。一直到20世紀，鋼筋混凝土這一建筑材料和結構以其牢固、堅實的性能，被建筑行業的人們廣泛認可和接受，成為極其重要的建筑材料。在1925年的法國裝飾藝術展覽上，勒·柯布西耶以“新精神館”的設計成為現代建筑的代表，此后，鋼筋混凝土成為建筑必需的材料和結構，為此后現代建筑的發展奠定了基礎。

3)塑料的使用與創新。19世紀中期，最早的塑料酚醛塑料誕生了，但是這一合成塑料并沒有被廣泛應用到建筑領域，直到二戰結束以后，高分子合成工業發展迅速，塑料成為工業建筑業廣泛應用的材料，為了確保塑料材料具有更好的韌性，人們在其中摻入科學定量的纖維制品，制造成了各種各樣的塑料制品。伴隨著化工產業的不斷發展與進步，塑料經歷了大規模的改良，直到20世紀60年代的蒙特利爾世界博覽會上，塑料才真正作為一種建筑材料被人們廣泛認可和接受，主要的展覽為:前西德館，這個建筑展館是由德國著名建筑工程師奧托設計的，他設計的這個展館采用了索膜結構，給觀眾創新性的感覺，而且這一建筑物獨特的外觀引起了全世界人們的廣泛關注，從那以后，塑料成為了一種必不可少的建筑材料，被大量使用在各種建筑物中，為建筑事業的發展增添了一份新的力量。

2 高技術建筑結構的發展

隨著科技的發展與社會的不斷進步，人們對于建筑的空間結構出現了新的需求，傳統的磚石結構已經不再符合人們的更高層次的需求，這就要求人們對新的建筑材料進行開發和應用，創新出新的建筑結構。

首先，薄殼結構的開發與應用。很早以來人們就被雞蛋殼這一圓滑美觀的外形所吸引，企圖經過創意研究將它們應用在建筑結構設計方面，然而一直到20世紀20年代才首先由德國人建成了圓形的薄殼屋頂。由于鋼筋混凝土技術的不斷廣泛應用，這種薄殼建筑結構不但能節約材料，而且能制造出更大的覆蓋面積，已經被全世界的人們廣泛認可，而且這種結構具有很好的抗壓功能，和球殼面相比，這種結構更便于施工，而且外觀優美，結構明朗，整潔自然，具備視覺享受的藝術效果，成本造價低廉，技術含量高端，被世界人們所推崇和認可。例如:在1958年的布魯塞爾世界博覽會上，有一個飛利浦館，就采用了薄殼圓拱的屋頂設計技術，展現出的平面由形式各樣的曲線構成，無論是墻體還是屋頂都呈現出相應的薄殼結構，在很大程度上表現了混凝土的伸縮能力，生動優美，栩栩如生。其次，懸索結構的設計。懸索這一建筑結構理念已經擁有很悠久的歷史，起初是用在建造橋梁上，到了19世紀后期由于鋼材冶煉技術水平的不斷上升，人們便開始將懸索結構應用在廣泛的建筑物當中，到了20世紀早期，英國人發明了扇形屋頂，這個屋頂是用一條纜繩來支撐的，這就是最早的懸索結構在建筑領域中的應用;到了20世紀30年代，美國芝加哥博覽會上人們在汽車上利用了平面懸索結構，引起了人們的廣泛關注。

3 建筑內部設施的創造

隨著建筑事業的不斷發展，城市化進程的不斷加快，建筑物高度逐漸增加，層數不斷增多，在這樣的情況下，人們要想實現對高層的有效利用，僅僅憑借自身的力量是難以達到的，于是，高層電梯產生了，世界上第一家電梯公司是由美國人設立的，并在1853年的紐約世界博覽會上展示出來，隨之高層建筑電梯的使用逐漸遍布開來，電梯的使用在很大程度上革新了城市面貌，使城市朝著現代化方向發展。

4 結語

建筑伴隨著技術的發展不斷向前邁進，每一次新興技術的出現，都意味著建筑面貌的又一次革新，人們要不斷的探索，研究出更多的建筑技術，為建筑事業的發展與進步不斷地貢獻新的力量。

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