新型建筑材料在現(xiàn)代高層建筑中的應(yīng)用

朱媛麗

（河南省水利水電學(xué)校 466001）

新型建筑材料在現(xiàn)代高層建筑中的應(yīng)用

朱媛麗

（河南省水利水電學(xué)校 466001）

現(xiàn)代社會不斷發(fā)展和進(jìn)步，城市化的腳步也在逐漸加快，在建設(shè)現(xiàn)代社會物質(zhì)文明下，高層建筑占據(jù)主要位置，并成為不可缺少的一部分。在建設(shè)方面，衡量一個城市的現(xiàn)代化標(biāo)準(zhǔn)，高層建筑可以成為判斷的依據(jù)，其中，現(xiàn)代化高層建筑的標(biāo)準(zhǔn)有：樓層高度、容納人數(shù)、所含機(jī)構(gòu)等等條件，這些都能反應(yīng)出高層建筑的綜合質(zhì)量，城市的人口逐年遞增，對房屋的需求也越來越大，人口增多但城市空間卻沒有變化，所以現(xiàn)代的高層建筑徹底解決了這一困擾，解決了人口的需求的實(shí)際問題，提高了社會的整體效率，加快了城市的現(xiàn)代化道路。

新型建筑材料；現(xiàn)代高層建筑；應(yīng)用

1.引言

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展推動社會的進(jìn)步，目前，城市與鄉(xiāng)鎮(zhèn)的結(jié)合，帶動了一體化和多元化的城市發(fā)展戰(zhàn)略逐步實(shí)施，在全球，每個國家之間都存在無形的競爭，尤其是一些具有代表性的世界大國，行業(yè)之間的競爭始終存在，在不斷升級的過程中，已經(jīng)由資源的競爭逐漸轉(zhuǎn)化為人才和技術(shù)的競爭，經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展和進(jìn)步，互聯(lián)網(wǎng)、新材料等等世界技術(shù)水平也在不不斷的提高，并得到了長遠(yuǎn)的發(fā)展，加快了前進(jìn)的步伐。現(xiàn)代社會中，城市和鄉(xiāng)村的發(fā)展速度日趨加快，一些人逐漸認(rèn)識到了高層建筑的益處，很多地區(qū)都開始興建房屋，因此高層建筑大量涌現(xiàn)出來，但是，高層的建筑需要的是專業(yè)技術(shù)水平來支持，由于層數(shù)高、工期長等等方面的問題，所以在現(xiàn)代高層建筑中，要進(jìn)行全方面的分析和研究，將整個影響建筑工程的所有因素和問題都考慮進(jìn)去，做好充分的準(zhǔn)備工作。隨著新型材料的出現(xiàn)，為建筑工程帶來了更多的便利，徹底解決了當(dāng)代高層建筑防雨、防曬等等問題，甚至影響高層建筑的外觀，也與傳統(tǒng)的材料有很大的區(qū)別，新型材料可以讓高層建筑的外觀看起來有時代的濃厚氣息，也充分體現(xiàn)出社會活力的一面。

2.現(xiàn)代高層建筑的發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)代社會科學(xué)技術(shù)蓬勃發(fā)展，人類也緊跟社會的步伐，逐漸進(jìn)入信息化、工業(yè)化的時代，生活節(jié)奏也在不斷的提高和加快，因?yàn)槌鞘腥丝谠絹碓蕉啵》棵娣e也發(fā)生了變化，不能滿足日益增長的人口數(shù)量，導(dǎo)致人均住房面積越來越小，由于各種因素的不斷影響，高層建筑出現(xiàn)了種種問題，高層建筑與城市的發(fā)展息息相關(guān)，是衡量一個城市進(jìn)步程度的重要標(biāo)志，1883年，美國的高層建筑早已興起，并誕生于芝加哥，它是世界上第一座高層建筑“家庭生命保險(xiǎn)大樓”，設(shè)計(jì)師是威廉·勒巴隆·詹尼，有著功不可沒的貢獻(xiàn)，他的設(shè)計(jì)是高層建筑的先行者。在這之后，高層建筑快速發(fā)展，在美國建筑界逐漸掀起了熱潮。在上世紀(jì)末期，新型建筑材料的出現(xiàn)，提升和改進(jìn)了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念和技術(shù)，并取得了充分完善，與此同時，施工技術(shù)提高，機(jī)械設(shè)備不斷改進(jìn)和更新，在這之中建筑材料有非常大的作用，在大批量工業(yè)生產(chǎn)的工業(yè)生產(chǎn)過程中，不斷開發(fā)高耐久性材料、高分子有機(jī)材料，新型墻體材料、新型金屬材料，并逐步應(yīng)用到現(xiàn)代高層建筑之中，并在各個國家的高層建筑中得到迅速的發(fā)展。在高層建筑中，建筑的高度、層數(shù)和面積不斷擴(kuò)大，逐漸具備多種功能，種類也日趨增多，變得相對復(fù)雜和繁瑣，在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和體系方面，也呈現(xiàn)出多樣化的特點(diǎn)，所以通過這些也不難看出，在當(dāng)今社會乃至全球，日后高樓產(chǎn)量必定越發(fā)興盛，高層建筑也隨之增多。

3.現(xiàn)代高層建筑中應(yīng)用新型建筑材料的意義

3.1 高層建筑自身特點(diǎn)對建筑材料提出的新要求

目前，由于城市的地區(qū)用地范圍限制，用地矛盾也逐漸顯現(xiàn)出來，所以高層建筑開始在城市中出現(xiàn)，并且規(guī)模逐漸增大，數(shù)量也在持續(xù)上漲，容積率高和容納人數(shù)多是高層建筑的的主要特點(diǎn)，但是，從高層建筑的縱向角度分析，高層建筑的問題也隨之而來，它的縱向交通容量受到限制，承載能力非常低，而且，面向外部的開放空間面積很小，一旦遇到緊急情況，例如地震或者是火災(zāi)之類的災(zāi)難出現(xiàn)，在人員的疏散和消防救援方面，就會產(chǎn)生極大的壓力，如何實(shí)現(xiàn)快速避難和有效消防是首要問題，為了進(jìn)一步解決高層建筑的消防問題，增強(qiáng)建筑物的綜合能力，有效的避免和減少所有災(zāi)害的產(chǎn)生，所以，在實(shí)際的施工過程中，一定要采用優(yōu)質(zhì)的材料，這一點(diǎn)非常重要，應(yīng)用新型的建筑材料進(jìn)行施工和建設(shè)，提高建筑的整體質(zhì)量，保障用戶的安全，避免損失和傷亡的出現(xiàn)。

城市的區(qū)域有限，但高層建筑卻屢增不減，高層建筑逐漸呈現(xiàn)密集趨勢，相鄰的高層建筑之間相互影響，存在遮擋、通透、陰影等等因素，相對于建筑物內(nèi)的自然采光能力，必定會有很大的影響，無法解決只能使用人工照明，大部分高層建筑為了保障安全性，大多采用密閉式的窗戶，無法實(shí)現(xiàn)空氣的流通，在這一方面，只能依靠于空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行人工換氣，

3.2 發(fā)展新型建筑材料及制品是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求

城市化的快速發(fā)展，就如同人的生命和古老的生態(tài)系統(tǒng)，都同樣在經(jīng)歷著這個世界的新挑戰(zhàn)，在有限的能源和耕地等資源方面，與世界平均水平相比，中國的人均占有量還不及四分之一，截止到現(xiàn)在，我國墻體粘土實(shí)心磚數(shù)量較大，占據(jù)中產(chǎn)量比例的百分之八十，在傳統(tǒng)的建筑施工過程中，很多工程的施工還是在采用粘土實(shí)心磚，但是，粘土實(shí)心磚自身有很大缺陷，存在很多嚴(yán)重問題，例如高能耗、重污染等等，直接影響我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，由于建筑物本身的體積較大，在建筑過程中所需建材數(shù)量很高，如果使用粘土實(shí)心磚，不僅讓建筑物自身的重量增加，也會導(dǎo)致環(huán)境的嚴(yán)重污染，所以在施工中一定要使用新型材料，能夠有效減輕建筑物自身的重量，較少不必要的消耗和損失，促進(jìn)機(jī)械化施工的開展，在提高效率的同時降低成本和費(fèi)用，讓高層建筑更加生態(tài)化，保證我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施。

4.新型建筑材料的應(yīng)用研究

4.1 新型墻體材料.

在建筑過程中，建筑的主要結(jié)構(gòu)非常重要，他取決于建筑中所使用的材料，關(guān)于材料的問題，早在上個世紀(jì)八十年代時期，由于技術(shù)水平和能力相對薄弱，建筑大都是混磚的結(jié)構(gòu)模式為主，現(xiàn)在被人們稱為“黃皮樓”。一直到上世紀(jì)九十年代末期，鋼混結(jié)構(gòu)建筑才逐漸被人們重視起來，并應(yīng)用到實(shí)際建筑過程之中，俗稱“石米樓”或“框架樓”。但是，這些建筑的墻體材料中仍然有粘土磚的存在，沒有徹底擺脫這一材料的束縛，粘土磚可以分為兩種，有實(shí)心和空心的區(qū)別，磚塊的制作方法也非常簡單，主要是將粘土經(jīng)過高溫?zé)疲俳?jīng)過一些工藝的處理而成，粘土的可塑性非常好，在使用過程中，加固和堆砌起來操作方便，這是因?yàn)槿绱耍谠S多建筑行業(yè)之中，粘土磚一直被廣泛應(yīng)用，粘土磚的主要成分是由粘土組成的，粘土中含有大量的土資源，我國土資源雖然眾多，如此大量的使用和流失，肯定會影響我國的土資源問題，雖然粘土磚的性能非常穩(wěn)定，但是嚴(yán)格來講，粘土沒有跟好的定型性能，無法達(dá)到我國當(dāng)前的高層建筑要求，不符施工標(biāo)準(zhǔn)，不利于高層建筑的修建。最近幾年，城鎮(zhèn)化的不斷發(fā)展，我國城市土地逐漸減少，土地的儲備量一直處于下降趨勢，高層建筑的持續(xù)建造，已經(jīng)成為主流，所以，就要找到粘土磚的替代品，現(xiàn)代社會中，新型材料層出不窮，墻體的種類也十分多元化，例如有:燒結(jié)磚、蒸養(yǎng)磚、粘土空心磚以及輕質(zhì)板材、復(fù)合板材、建筑砌塊、加氣混凝土、垃圾磚等等，這些新型材料的出現(xiàn)徹底解決了實(shí)際問題，改善了將高層建筑材料，提升高層建筑墻體的整體結(jié)構(gòu)，保護(hù)我國國土資源的使用，加快社會城市化的腳步。

4.2 保溫隔熱材料

保溫隔熱材料屬于特殊材料，材料的特點(diǎn)十分明確，分別是保溫和隔熱兩種功能，由于天氣的限制等多種因素的影響，需要穩(wěn)定高層建筑中的溫度，阻擋外界的光線照射，減少風(fēng)雨等天氣對室內(nèi)的各種影響，優(yōu)化高層內(nèi)的建筑，構(gòu)建獨(dú)特的、有序的生態(tài)環(huán)境，作為一種新型建筑材料，能夠有效的阻擋熱量散發(fā)和傳遞，在一定范圍內(nèi)保持溫度的最大值，并且導(dǎo)熱系數(shù)極低，其數(shù)據(jù)為小于0.2的新型建筑材料。我國對建筑材料的研發(fā)和應(yīng)用也非常積極，早在上個世紀(jì)約80年代時期就對建筑材料展開了發(fā)掘工作，但是與其他發(fā)達(dá)國家相比，我國的起步略晚，發(fā)展緩慢，綜合各種因素，導(dǎo)致我國保溫隔熱材料的生產(chǎn)有很多問題，例如：產(chǎn)量低、種類少、技術(shù)落后等等。改革開放以來，時代不斷進(jìn)步，我國總體技術(shù)水平得到了有效的提高，到目前為止，我國的保溫隔熱材料的研發(fā)有了飛躍式的發(fā)展，并以多種形式和狀態(tài)出現(xiàn)在我們面前，例如：玻璃棉、泡沫塑料、礦棉、泡沫塑料、巖棉、微孔的硅酸鈣、膨脹的珍珠巖等等保溫隔熱材料。在高層建筑中，墻體有十分重要的作用，是建筑內(nèi)外的熱量相互交換的主要保障，也是在高層建筑中最基礎(chǔ)的物體，合理利用新型建筑材料，不但能夠減少用戶對室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)，還能節(jié)約電力成本問題。

當(dāng)前社會，具備節(jié)能功能的新型保溫隔熱材料墻板有三種，分別是：

（1）新型節(jié)能復(fù)合墻板；

新型墻板所包含的墻板種類很多，主要有硅鈣板、保溫層、GRC夾芯復(fù)合板、鋼板巖棉夾芯復(fù)合板、石膏板復(fù)合板材、鋼絲網(wǎng)巖棉夾芯復(fù)合板等等

（2）單一材料節(jié)能墻體；

單一材料節(jié)能墻體是采用空心粘土磚、混凝土氣塊、以及使用煤矸石、粉煤灰、浮石等混凝土空心小砌塊等砌體材料，在建筑的同時，與保溫砂漿相結(jié)合，作為建筑砌墻凝膠使用，從而制成了墻體。

（3）復(fù)合節(jié)能墻體；由傳統(tǒng)材料構(gòu)成，其中有混凝土、粘土磚、空心的砌塊等等材料，并結(jié)合具有保溫隔熱的材料。

4.3 裝飾裝修材料

裝飾裝修所需材料眾多，新型材料的不斷研發(fā)，在高層建筑中，不僅能夠用于墻體或者是墻板建造，還能同樣適用于現(xiàn)代高層的室內(nèi)裝修，展現(xiàn)出新型材料的特點(diǎn)。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動了我國居民的整體生活水平，生活質(zhì)量的提高，人們對自己的居住環(huán)境和辦公環(huán)境都有了更高的要求，并對室內(nèi)的裝修和裝飾提出了進(jìn)一步的意見和建議，

例如在上個世紀(jì)九十年代左右，裝飾裝修初見規(guī)模，當(dāng)時的居民都是采用馬賽克磚進(jìn)行地面的鋪設(shè)，有的甚至就直接在屋內(nèi)使用水泥，這些裝飾和裝修的主要目的在于防滑和美觀。但是在當(dāng)今社會，傳統(tǒng)的材料已經(jīng)落后，不能滿足現(xiàn)代居民的要求和需要，用于裝修的材料可以區(qū)分開來，根據(jù)門窗、地板、管道分成三個大類，由于材料具有多元化的特點(diǎn)，所以居民在選擇材料時也有十分豐富的資源，但是，居民對材料和要求始終無法做到完全滿足，多樣化的裝修材料有待更新和完善，現(xiàn)代居民對環(huán)保和節(jié)能逐漸重視起來，對材料的的要求也向這兩項(xiàng)靠攏，提升我國新型材料的技術(shù)非常重要，經(jīng)過不段的研究和探索，提升材料的性價比、節(jié)能性、美觀性等，為今后的發(fā)展提供保障。

5.對新型建筑材料未來發(fā)展的應(yīng)用研究

當(dāng)今社會的發(fā)展日趨成熟，居民對高層建筑的要求不斷提高，新型建筑材料有很大的發(fā)展空間，秉承低成本、高質(zhì)量、的原則為主要發(fā)展方向，更要多考慮易于運(yùn)輸問題，對高層建筑的高層作業(yè)提供有利條件，所以，新型建筑材料要滿足可以組裝的需求，目前，我國在建筑施工過程中，采用了多種材料組裝方式，分別是:

（1）鋼筋結(jié)構(gòu)由于受到重量和尺寸的約束，關(guān)于建筑框架部分，可以進(jìn)行獨(dú)立的拼接和組裝；

（2）運(yùn)用輔助工具，例如手動推車、電梯或者其他機(jī)械運(yùn)輸工具，將建造樓板所需要的中小型零部件，運(yùn)送至施工場地的加工裝配車間；

（3）有些模型由于體積比較大，板材結(jié)構(gòu)和鋼筋結(jié)構(gòu)的建筑骨架重，應(yīng)采用機(jī)械或人工進(jìn)行裝配。也可以預(yù)先組成獨(dú)特的個體，運(yùn)送到安裝場地后，再進(jìn)行二次的裝配；

高層建筑逐漸向現(xiàn)代化的腳步前進(jìn)，在這之中，在材料的組裝過程中，應(yīng)該對以下流程引起注意：

（1）高層建筑的特點(diǎn)是樓層較高，在進(jìn)行裝備的過程之中，應(yīng)升吊機(jī)械在工作時，一定要注意機(jī)械所承擔(dān)的最大負(fù)荷與質(zhì)量，減少工總過程中對機(jī)械的損害，以及對樓層也起到一定的保護(hù)作用；

（2）高層建筑雖然有很大優(yōu)勢，但是也必然會有缺點(diǎn)的存在，由于高的特點(diǎn)，在自然天氣變化時，極易受到閃電、雷雨等等方面的諸多影響，所以，高層建筑的材料選擇一定要慎重，材料一定要有一定的抗擊力，韌性和可塑性較強(qiáng)。

（3）高層建筑各有不同，特點(diǎn)也十分明顯，材料是否安全可靠是高層建造中的主要問題，能夠抵抗環(huán)境的腐蝕和燃燒，保證高層內(nèi)的消防安全問題，從而延長高層建筑的使用期限；

6.結(jié)語

本文通過對新型建筑材料在現(xiàn)代高層建筑中的應(yīng)用展開研究，了解到新型建筑材料的發(fā)展前景極為廣闊，是今后高層建筑的主要的發(fā)展方向，展現(xiàn)出我國強(qiáng)大的建筑能力，同時土地、電力資源等資源得到了有效的節(jié)約，建筑業(yè)也得到了相應(yīng)的發(fā)展，城市化高層建筑的發(fā)展提供了有利條件。

[1]程文瀼.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2015．

[2]楊靜.建筑材料與人居環(huán)境[M].北京:清華大學(xué)出版社,2014

[3]王剛.混凝土結(jié)構(gòu)研究[M].長沙:湖南大學(xué)出版社,2015．

[4]任培明.淺述國內(nèi)新型建筑材料的發(fā)展現(xiàn)狀[J],國外建材科技,2014,(4).

[5]趙鴻鐵.高層建筑結(jié)構(gòu)與高聳結(jié)構(gòu)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2013.

[6]鐘善桐.鋼結(jié)構(gòu)[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2015.

[7]姜忻良.高層建筑結(jié)構(gòu)與抗震[M].天津:天津大學(xué)出版社,2014.

[8]吳中偉,廉慧珍.高性能混凝土[M].北京:中國鐵道出版社,2013.

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1007-6344（2017）02-0266-02

朱媛麗（1979年10月-）女，漢族，本科學(xué)歷，講師。從事教育工作10多年，在省級以上刊物發(fā)表論文多篇。