浅析建筑材料在建筑表皮中的生态运用
时间：2020-12-23 08:01:26 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘 要】随着经济的不断发展，人们对建筑表皮设计有了新的认识，从整个地球生态系统中审视建筑表皮，建筑材料占据着主要位置，建筑材料的使用贯穿了整个建筑的建造、围护以及改造等整个生命周期。结合材料的生态性及其性能出发，探索不同材料与生态环境相结合从而产生一定的生态效益。本文介绍了建筑材料在建筑表皮中的生态运用现状、建筑材料的生态整体认知和建筑材料的生态选择。
【关键词】建筑表皮；建筑材料；生态
从20世纪80年代以来，人们对环境问题越来越重视，逐渐提出了生态建筑，生态材料的概念，人们也开始采取措施减少建筑对生态环境的破坏。提倡生态建筑，选择生态建筑材料是保护生态环境的重要措施之一，生态材料的发展占据着不可忽视的地位，同事也担任着重要的使命。
一、建筑材料在建筑表皮中的生态运用现状
随着我国建筑行业的蓬勃发展，人们对建筑材料的研究和应用积累了丰富的一手资料，同时建筑师参与国际交流越来越多，两者共同作用，导致与建筑有关的研究者和设计者从原来单纯的重视建筑表皮的外表美观，到开始注重建筑材料在建筑表层中的生态应用"相关理论研究越来越多，一些建筑师在尝试把理论应用于实践"比如在世博会中，中国建筑师自行设计的形态各样的展馆就充分考虑了建筑材料在建筑表皮中的生态运用。
二、建筑材料的生态整体认知
2.1建筑材料的发展与人类生存环境的变化
2.1.1古代天然材料的利用与居住环境
距今大约50万年-10万年前，原始人过着群居的生活。他们只有天然的石块和木棍，不会制作和使用工具，尚不具备建造房屋的技术和条件。大约距今1万-6000年前，人类进入了新石器时代人们开始利用简单的工具砍伐树木，搭建简单的房屋，由于所使用的建筑材料承载力小，尺寸有限，所以房屋的规格较小，结构形式简单，为了减少墙体和屋顶等围护部分多采用半地穴式房屋。所用的结构材料多为天然的木材和石材。随着生产工具的进步，人们开始利用天然石材建造房屋及纪念性结构物。由于石材强度高，承载力强，可以建造较大型的结构物。最早利用石材的构筑物当属公元前2500年前后的埃及金字塔。
以天然粘土类物质为原料，经过高温烤烧制造而成的非金属无机材料叫做烧土制品。烧土制品是人类最早加工制作的人工建筑材料，可以说是与人类的文化、历史同步发展的一种建筑材料[1]。
2.1.2近代建筑材料与建设水平的提高
直到18世纪，以1760年的英国工业革命为契机，在19世纪以后，工业生产的建筑材料取得了长足的进步，特别是第二次世界大战之后，更加有了令人瞩目的进步。我国知道新中国成立以后，水泥工业才得到飞速的发展，如今我国已经是世界上水泥产量最多的国家。
水泥混凝土，钢筋混凝土及预应力混凝土的出现，是建筑材料发展史上的一大革命。首先它打破了传统材料的形状，尺寸的限制，使建筑物向高层，大跨度发展有了可能。其次，无论是强度还是耐久性能，混凝土材料都远远优于木材、砖、瓦等传统的材料。
除以上钢铁、水泥和混凝土等主要的结构材料以外，19世纪末期平板玻璃的工业生产方法被确立，具有透明的房屋建筑采光材料得以大量生产和使用。同时，随着粘结剂材料的开发和应用，各种木纤维水泥板以及集成木材等材料得以迅速发展，各种功能性建筑材料的品种更加多样化[2]。
2.1.3现代建筑材料与多姿多彩的建筑
1940年以后，建筑材料进入了飞跃发展时期。钢材、钢筋混凝土、预应力混凝土，钢骨钢筋混凝土等作为主要的结构材料，其使用量达到了历史上空前的水平。
20世纪建筑材料另一个明显的进步就是各种复合材料的出现和使用，包括有机材料和无机材料的复合、金属材料与非金属材料的复合以及同类材料之间的复合。例如钢纤维、玻璃纤维、有机纤维等各种纤维强混凝土，利用纤维材料的抗拉强度高的特点以及它们与混凝土的粘结性，提高了混凝土的抗拉强度和冲击韧性，改善了混凝土脆性大、容易开裂的缺点，使混凝土的适用范围得以扩大。除此之外，石膏板、矿物吸声板等各种无机板材，可代替天然木材做内墙隔板、吊顶材料、使建筑物的保温性能、隔音性能等功能更加完善。
2.1.4未来建筑材料的出现与发展
随着城市化进程的加快，城市人口密度日趋加大，城市功能日益集中和强化，因此需要建造高层建筑，同时为了满足人们日益丰富的品质生活，大型公共建筑的需求量也将增多，而要建造这样的大型，超超高层建筑物，轻质高强型材料将会有更广阔的前景。
未来的建筑材料发展的内涵是“用新的工艺技术生产的具有节能、节土、利废、保护环境特点和改善建筑功能的建筑材料”，例如，透明的绝缘材料，相变材料，纤瓷板，玻璃砖等。
在我国未来的建筑材料发展主要是：1.必须树立可持续发展的生态建材观，2要提高全民的环保意识，提倡生态化的建材，3.建立和完善建材业技术标准，加快实施标志认证制度，4.加强生态建材的研究和开发，5.要做好技术的引进、消化和吸收工作。
2.2生态建筑材料特性
生态建筑材料也叫绿色建筑材料或环保建筑材料等。生态建筑材料是指采用清洁生产技术、少用天然资源和能源、大量使用工业或城市固态废弃物生产的无毒害、无污染、无放射性、有利于环境保护和人体健康的建筑材料[3]。通过系列操作制成的生态建筑材料有以下特性：（1）在生产、！使用过程中能够尽量做到对自然资源的节约，避免污染，同时也不会释放有毒有害物质，对环境造成破坏。（2）符合建筑设计对建筑材料的力学和性能要求，既保证使用寿命又能在使用寿命结束的后续处理中可循环利用。（3）生态建筑材料符合人们的审美需要和与环境的融洽，能给人们营造一个温馨的、与环境融为一体的生存环境。
三、建筑材料的生态选择
材料是建筑学的一个基本问题，一方面它是建筑学科本身建设的重要课题，另一方面，它对于具体的建筑设计实践有着首要的和根本性的影响。材料的使用与其对环境的影响之间的因果关系较为复杂，因而不宜被人们所察觉和理解。建筑材料的采集、加工、运输使用以及处理等过程等过程会对环境造成较大的危害。我们通常把材料从生产到废弃的过程，在这个过程中对环境影响的评价称为全生命周期评价。
首先，建筑师在整个设计过程中应该减小对材料的需求，不做多的建造，适当缩小建造规模，设计能有效利用建筑材料的建筑和设计更耐久且所需维护较少的建筑。其次，建筑师应该使用现有的建筑材料，重复利用现有的建筑构件以及循环后的建材、设计适应未来的建筑，使建筑材料具有重复利用和再循环的能力，提高适应性和接受性能延长建筑的使用寿命。设计耐久和可接受性的建筑能延长建筑部件的使用寿命以及再循环或者可生物降解的材料。
建筑师还应考虑材料的选择、结合及彼此之间适当的联系，这三方面决定了整体的生态效果。对于每个建筑组件来说，它们各自的使用期限可以通过材料的耐久性以及构成某种构造的连接处中计算出来。
生态学的重要观点是物质循环模式，在地球资源有限的情况下，通过材料回收利用、再生设计创造再循环的过程。在地理因素影响下的建筑地域特征以及材料的特性，可以有生态选择方式。在选择材料时，我们应该把注意力集中到辐射量小的建筑产品、材料以及化学制品上。
参考文献：
[1]杨静，建筑材料与人居环境.北京：清华大学出版社，2001，30-32
[2]SamuelMockbee，Alife’sworkAIAGOLDMEDALWINNER.Architectural
Record，2007，（4），9-10
[3]郭红雨.蔡云楠.传统城市色彩在现代建筑与环境中的应用[J].建筑学报，2011，48（7）：51-54.
