建筑材料論文

建筑材料論文一、材料的定義材料，在《現(xiàn)代漢語辭?！分斜欢x為可以直接制造成產(chǎn)品的東西。在英文中，材料對應(yīng)的單詞是Material，在《牛津現(xiàn)代高級英漢雙解詞典》中的定義是“thatofwhichsomethingisorcanbemadeorwithwhichsomethingisdone”，即材料指的是組成或制成物品的東西，或者是通過其完成某件事情的東西?？梢?，材料與一般物質(zhì)的區(qū)別在于，它是被賦予了實際用途的物質(zhì)形式。在建筑方面，用于建筑表皮的材料一般有木材、磚石、混凝土、金屬、玻璃材料、塑料、陶瓷材料、涂料等。我們知道建筑是技術(shù)與藝術(shù)在人類社會發(fā)展中的結(jié)晶，而建筑材料就是人類從事各項建筑活動的物質(zhì)基礎(chǔ)。材料的運用是建筑設(shè)計的內(nèi)在組成部分，材料的變革與發(fā)展直接引發(fā)建筑形式的變革，材料和設(shè)計的緊密統(tǒng)一是建筑設(shè)計的成功展現(xiàn)。材料及其構(gòu)造設(shè)計是現(xiàn)代建筑創(chuàng)作中的一個重要手段，而我們在設(shè)計的各個階段，都要對材料的形態(tài)、色彩、質(zhì)感的表現(xiàn)研究考慮，正是有了他們的精彩展現(xiàn)，建筑才有了生命力。材料的形狀形狀，是眼睛把握物體最基本特征之一。主要涉及物體的邊界線和它的基本空間特征。從視覺上看，一方面，材料是由各種微小的形狀組成，如木紋是由幾何線性組成，大理石是由一顆顆形狀不規(guī)則的晶體構(gòu)成，這形成了材料表面質(zhì)感的一部分內(nèi)容。另一方面，材料在被加工后會形成一定的形狀，這是我們普遍看到的材料在建筑中表現(xiàn)出來的材形。二者相互作用影響人對材料的認(rèn)識。二者在設(shè)計中普遍存在著兩種情形，和諧與對抗。前者比如木材的使用，由于它的韌性特質(zhì)，因此它既有石材的堅硬，又有麻草的柔性。于是木材既可以雕成植物花鳥狀，也可以做成支撐結(jié)構(gòu)的桿件狀，而且木材做支撐結(jié)構(gòu)也常常由于其韌性而被做成各種復(fù)雜的弧線形狀，表達(dá)木材特性的同時，滿足人們的審美需求。二者的對抗比如石材的一些用法，本來是承重的材料，顯示的是其堅固剛硬的個性，但在哥特式建筑中卻表現(xiàn)出與其沉重感相反的內(nèi)容，設(shè)計師將石頭設(shè)計成植物的形狀，像藤蔓一樣生長，枝葉招搖，變成纖細(xì)生長的石材線條，在這里的建筑表現(xiàn)中，石材像石膏一樣具有了可塑性，豐富變化的形態(tài)讓石材取得輕盈、飄逸和柔韌的氣質(zhì)。這種形狀與質(zhì)感的對抗也是表達(dá)材料質(zhì)感的一種方式，是對材料的反常態(tài)表現(xiàn)。在建造過程中，塊狀材料和散狀材料需要通過一定的構(gòu)造方式組成建筑的外表皮，這其中，如何構(gòu)造和連接也是影響材料形狀表現(xiàn)的一大因素，構(gòu)造的層次，顯示與不顯示，構(gòu)造的連接方式、連接構(gòu)件這些因素都會影響到材料整體給人的視覺印象。材料的色彩色彩是抽象的，必須借助某種“載體”才能得以表現(xiàn)。在這里，筆者在此以建筑材料為基礎(chǔ)，以材料作為色彩的載體，色彩作為材料的一個屬性方面，從屬于材料，稱為“材料色”。色彩能夠?qū)θ说纳?、心理產(chǎn)生影響，例如冷暖、輕重、軟硬、強弱以及聯(lián)想搭配的種種情感等。色彩的使用與建筑功能可以有著密切的聯(lián)系，例如醫(yī)院常常使用較為溫馨、柔和的顏色，幼兒園則適合選用活潑、動感較強的色彩。在材料的視覺特征中，色彩屬于敏感的、最富表情的要素，本身就具備視覺美感。由于人的視覺對于色彩有著較強的敏感性，因此色彩所產(chǎn)生的美感魅力往往可以直接打動我們。對色彩的使用一定要合理謹(jǐn)慎，明確設(shè)計中想要表達(dá)的主題，例如使用不透明的油漆，色彩直接與建筑的形體相結(jié)合，突出了色彩與“形”的表達(dá)，但卻掩蓋了材料的物質(zhì)概念，失去了本性局部特征和建筑整體，材料色的表現(xiàn)與自身美學(xué)價值的內(nèi)容相互統(tǒng)一。然而材料真實性的實現(xiàn)需要建筑師深刻的思考、體驗、主動的實驗和把握，并需要一定的技術(shù)與工藝條件的支持，因而有相當(dāng)?shù)木窒扌院瓦m用范圍，需要我們適當(dāng)?shù)倪\用和調(diào)節(jié)。石材、木材、磚與面磚、清水混凝土、金屬、玻璃這六個類型是建筑外表皮中運用較多的材料。下面來歸納一下這六種建筑外表皮材料藝術(shù)表現(xiàn)的基本方法。一、石材1)石材的外型特征形狀：石材用于建筑外表皮最為常見的形狀是板材及塊材。塊材一般用于砌筑，板材用于面層裝飾。無論是塊材還是板材大多是規(guī)則的矩形，如切割整齊的大理石，花崗巖，方解石；也可以是不規(guī)則形，如卵石、毛石、文化石等。色彩：石材的色彩因為品種的差異而呈現(xiàn)多種的顏色，有黑（金）色、紅色、綠色、白色、灰色、黃灰色等等，幾乎囊括了所有的色系，總體來說，石材的顏色一般純度較低，多表現(xiàn)出灰色柔和的特質(zhì)。質(zhì)感：材料的質(zhì)感非常豐富，首先不同的加工工藝如拋光、亞光、燒毛、機刨紋理、剁斧、噴砂等賦予石材光亮、亞光、凹凸等不同的表面效果，各種表面加工效果與石材本身的紋理結(jié)合形成了其總體的視覺質(zhì)感。石材在加工中常常結(jié)合不同品種石材的特點來進(jìn)行處理，如大理石，由于其本身的紋理非常豐富而美麗，在加工中就常常把它做拋光或亞光處理，光潔的表面更能展現(xiàn)其內(nèi)部紋理的圖樣。而本身紋理不夠清晰的材料如花崗巖，就運用燒毛、剁斧等方式獲得了石材的二次肌理。2)內(nèi)涵表現(xiàn)：“人民的思想就象宗教的一切法則一樣，也有它們自己的紀(jì)念碑，最后人類沒有任何一種重要的思想不被建筑藝術(shù)寫在石頭上?！狈▏膶W(xué)大家雨果的這一段話說明了建筑文化與石頭在人類的歷史上是聯(lián)系是多么緊密。誠然，石頭建筑是西方的盛典，在西方古建筑史中有著許多石頭建筑的史詩，如方尖碑、金字塔、雅典衛(wèi)城等等。石文化經(jīng)過古典建筑、中世紀(jì)建筑和文藝復(fù)興建筑的累積迭代，凝聚了人類文明的有關(guān)石材應(yīng)用的群體記憶，至今仍然在現(xiàn)代材料充斥的城市的整齊平滑完全不同，表現(xiàn)出更強的貼近自然的屬性。建筑師在建筑外表皮上常常利用磚與面磚的這一特性，追求建筑形象的樸素和恬靜。其次，由于磚與面磚的表面沒有明顯的紋理，砌筑和貼面墻體的灰縫排列組合、色彩和凹凸，以及由面磚砌筑方式的變化所帶來的光影變化，一起形成較強的磚墻肌理，因此，對于磚墻來說，其肌理的變化可以通過對于砌筑方式的變化來實現(xiàn)。2）內(nèi)涵表現(xiàn)磚石取之于大地，成為聯(lián)系大地與人類生活的一座橋梁。它以其獨特的魅力——泥土的色彩、宜人的尺度和大地的肌理，來配合和渲染環(huán)境的性格和氣氛。建筑形象源于對社會心理、文化內(nèi)涵和歷史承接的思考，傳統(tǒng)的建筑信息賦予人們以集體記憶，使我們感受到傳統(tǒng)文明的力量，讓人領(lǐng)悟到歷史合理性發(fā)展的鏈條，磚這種歷史悠久的建筑材料在室內(nèi)環(huán)境中的應(yīng)用，可以啟發(fā)人們歷史的聯(lián)想。目前，全球建筑及城市環(huán)境的趨同現(xiàn)象，使建筑藝術(shù)特色產(chǎn)生了危機。發(fā)掘并尊重傳統(tǒng)建筑材料所表達(dá)的環(huán)境、歷史與地方意識，以傳承文化和保證環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，成為人們越來越普遍的認(rèn)識。芬蘭的阿爾托、美國的路易斯．康等建筑師，就是利于磚塊的不同砌筑方法來實現(xiàn)建筑的表現(xiàn)力和說服力，并且與地形地貌和周圍的新老建筑相互配合協(xié)調(diào)，最終取得良好的銜接和環(huán)境效果。四、混凝土1）混凝土的外型特征形狀：混凝土一般由水泥、砂子、石子等骨料和水構(gòu)成，經(jīng)過澆筑、養(yǎng)護(hù)、固化后形成堅硬的固體。其最初是以一種結(jié)構(gòu)材料的形式出現(xiàn)，經(jīng)過現(xiàn)代建筑大師勒柯布西耶、路易斯康等出色應(yīng)用，混凝土逐漸從單純的結(jié)構(gòu)材料發(fā)展成為一種富有外在表現(xiàn)力的建筑材料?；炷猎诮ㄖ獗砥ど蠎?yīng)用時，其形狀表現(xiàn)為整體性和可塑性，像巖石或雕塑般的可以隨建筑師自身的表達(dá)需要塑造形狀。但在視覺平面效果來看，它具有整體無縫的表面視覺特征。色彩：普通混凝土的顏色為灰色，通過在混凝土中加顏料添加劑，根據(jù)顏料色彩的不同而形成黃、綠、橙、紫等各色混凝土?；炷两M成材料(水泥和粗細(xì)骨料)的選擇決定了清水混凝土的表面色彩及初始紋理。質(zhì)感：混凝土表面的質(zhì)感形成與多種因素有關(guān)。首先是混凝土澆筑過程中的模板形狀及表面肌理，平整光滑的塑料模板、鋼模板澆筑出光滑整潔的混凝土面。而如果采用木、竹模板就會在混凝土表面留下木紋和竹的肌理，采用帶有花飾或圖案的模具更會在混凝土表面拓下同樣的紋理花飾。當(dāng)然最終的拆模過程中的工藝以及前期脫模劑選擇的優(yōu)劣也會影響到表面的質(zhì)感狀況，模板與模板之間的拼接帶也會在混凝土表面留下痕跡。2）內(nèi)涵表現(xiàn)混凝土是一種灰調(diào)的塑性材料，它特殊的化學(xué)性能使其表現(xiàn)為：初期柔軟而終期堅硬，具有既似石材又不是石材的美學(xué)價值。雖然我們可以找到干百種理由來抨擊混凝土或素混凝土建筑，但它是我們不可缺少的三大經(jīng)典材料之一。我們的前輩曾用它塑造了驚心動魄的杰作。這種“液體之石”在忠實于結(jié)構(gòu)和材料的原真性表達(dá)上具有非凡的表現(xiàn)力，尤其在今天，它所代表的“簡意”和“真趣”正是醫(yī)治當(dāng)前“涂脂抹粉”的惡俗建筑的苦口良藥。五、金屬金屬是由金屬元素組成的物質(zhì)，一般具有光澤、延展性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性等特征，金屬（除了汞）在常溫下都是固態(tài)。1）金屬的外型特征形狀：金屬用作建筑外表皮，有兩種形態(tài)，一種是作為表皮結(jié)構(gòu)的金屬桿件，桿件和桿件之間形成的金屬節(jié)點體現(xiàn)了力的平衡，表達(dá)了建筑表皮結(jié)構(gòu)的強度、剛度和穩(wěn)定性。另一種是作飾面的金屬板，形狀大小可以根據(jù)需要在工廠預(yù)定也可以直接選擇成品，材質(zhì)較薄，容易彎曲，因此對各種形狀的幕墻表面適應(yīng)性強。如弗蘭克·歐文·蓋里設(shè)計的西班牙畢爾巴鄂古根海姆博物館，閃閃發(fā)光的欽金屬板結(jié)合內(nèi)部復(fù)雜的龍骨系統(tǒng)，整體包裹出了形狀極不規(guī)則的建筑體量，形成了特殊質(zhì)感的美麗外墻。色彩：金屬在大類上分為黑色金屬和有色金屬，黑色金屬通常指以鐵為基本元素的金屬及其合金，及表現(xiàn)的顏色是黑色和類黑色。有色金屬通常指除了黑色金屬以外的其他金屬，如金銀銅分別顯示為金色、白色和紫紅色。為了金屬使用耐久，常常要在金屬表面做防腐措施，同時也賦予金屬更多的顏色表現(xiàn)。如金屬板材中不銹鋼的涂層技術(shù)和鋁板幕墻的氟碳烤漆技術(shù)可以制造所有的顏色：紅、橙、綠、藍(lán)、靛、紫、黑、白、金黃、銀粉。質(zhì)感：鋼材可以通過磨光，酸洗獲得光滑的表面，也可以通過滾軋、蝕刻、噴砂形成表面的凹凸或紋理圖案。不銹鋼表面狀態(tài)可分為鏡面、絲紋和啞光等，有金屬自身的光澤，應(yīng)用十分廣泛。金屬的光澤，給人感覺高貴，也有一絲冷漠。2）內(nèi)涵表現(xiàn)以工業(yè)大生產(chǎn)提供的金屬、合金等新型材料營造的建筑，帶有鮮明的時代性和明顯的工業(yè)文化的特征：簡潔、明快、洗練、富有空間感、速度感與力度感，有明顯的工業(yè)生產(chǎn)的痕跡。應(yīng)用新型的金屬材料和工業(yè)技術(shù)的建造過程首先表達(dá)為一種“精確”。選擇合適工業(yè)施工的金屬材料，全部構(gòu)件都在工廠預(yù)制，現(xiàn)場裝配，立面上借助標(biāo)準(zhǔn)金屬件的工藝美，顯示出工業(yè)化的整齊一律和嚴(yán)謹(jǐn)。六、玻璃1）玻璃的外型特征形狀：玻璃作為建筑外表皮材料，常用的是塊材、板材以及作為整體幕墻時的玻璃構(gòu)件。塊材是常見的玻璃磚，可以像普通磚一樣砌筑，大小形狀可以相對自由，常選用成品。板材常用作門窗部分，表現(xiàn)為單個或成組的玻璃板鑲嵌在門窗框內(nèi)，形狀由外墻窗的設(shè)計而確定。而玻璃幕墻是整體連片的玻璃包裹著建筑的體型，形狀上表現(xiàn)出整體性和連續(xù)性。色彩：玻璃可以通過在透明玻璃中加入鉆、鐵、硒等元素或其氧化物而呈現(xiàn)出茶、藍(lán)、灰、綠等顏色，這稱為有色玻璃。其次，玻璃還可在平板表面鍍上金、銀、銅、鉻、鎳、鐵等金屬或金屬氧化物薄膜，從而呈現(xiàn)出灰色、青銅色、茶色、金色、淺蘭色、棕色、古銅色等，這樣的做法使得玻璃失去了透明性形成鏡面反射但獲得了人工色彩。質(zhì)感：玻璃本身是光滑而細(xì)膩的，致密的結(jié)構(gòu)使得玻璃顯得堅硬而冷漠，透明的特質(zhì)又顯示著它溫柔浪漫富有想象的一面。在普通平板透明玻璃的基礎(chǔ)上發(fā)展了很多玻璃藝術(shù)加工技術(shù)，例如背涂顏色、窯燒、蝕刻、溶鑄、金葉等手法。切刮、拋光、彎曲或涂漆等可以為玻璃增加閃閃發(fā)光的波段；噴砂可以引入光線，起遮擋的作用，把那原來清亮的特性變成了柔情似水，調(diào)和了光線；窯燒則增加了表面的紋理和立體感，把那原來可以讓光線透過的特性改變，加工后的玻璃能夠把光線及顏色保留在玻璃內(nèi)，令本來是透明無色平面顯示出產(chǎn)生千變?nèi)f化的顏色和肌理。用作建筑外表皮上的玻璃常常表現(xiàn)為透明的、半透明的、鏡面反射三種質(zhì)感。透明的玻璃毫不掩飾建筑的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，而且使得室內(nèi)外相互融合，建筑可以向外部展示其內(nèi)部空間，人們也可以從內(nèi)部空間看到外部的環(huán)境，解除了建筑物界面的封閉感，以透明玻璃為建筑的外界面讓建筑本身變得非常有趣而富有視覺魅力。透明的玻璃不僅有利于觀景，而且也使建筑在外部觀看時呈現(xiàn)出豐富的空間層次，引人入勝。半透明的玻璃可以是有色玻璃，玻璃磚、磨砂玻璃、花紋玻璃等。它作為一種半透明材料，其明度介于實墻和透明玻璃之間，它的半透明性為空間提供充足而柔和的光線，也讓室內(nèi)空間顯得明朗而不閉塞。更重要的是它能與周圍環(huán)境相互交融對話。明亮而溫暖的陽光照射在如薄紗般的玻璃表面，散射開來，給整個建筑罩上一層朦朧的光暈，室內(nèi)的空間、家具陳設(shè)若隱若現(xiàn)，透射出神秘的色彩。半透明玻璃在一定程度上像是一個含蓄而隱約的介質(zhì)，讓室內(nèi)外空間靜靜地對話。磨砂玻璃和花紋玻璃的凸凹也使建筑在立面上有了細(xì)微而豐富的細(xì)節(jié)，這些小小可視的細(xì)節(jié)不僅讓光線以彌散的方式混合賦予建筑表皮以柔和、明亮的質(zhì)感，也給人以心理上細(xì)致優(yōu)美的感受。鏡面反射玻璃表面可以映射周圍的景致，擴(kuò)大建筑之間的空間。反射玻璃最終發(fā)展成連續(xù)的表皮，圍裹整幢建筑物，使其成為一座獨立的帶有光滑質(zhì)感的雕塑品。反射玻璃，它常常反射周圍景物的顏色，表面光感十分豐富。如香港的中銀大廈，它如鏡的光滑幕墻包裹，建筑本身似乎不存在，而成為周圍景觀的反映但是。但同時反射玻璃降低了建筑物從室外