建筑是凝固的歷史,它隨著人類的進化而不斷發展,和人類文明有著十分密切的關系.無論在任何時代任何民族,建筑都是衡量其發達程度的重要標準之一 .而建筑材料作為一座建筑全部的物質組成部分,從建筑出現之時起便與之產生密切而不可分割的聯系.
建筑材料和建筑設計總是互相推動和促進的,新的建筑材料的出現給建筑設計的發展以新的推動,如建筑結構的創新等.而建筑設計的發展,又對建筑材料提出了新的更高的要求.然而人類對建筑材料與建筑設計關系的認識并不是一成不變的,隨著科學技術和社會的發展,它經歷了一個由簡單到復雜,從表面到深入的過程.
原始階段:對材料簡單的加工利用
原始人類為了躲避自然雨雪、風暴和野獸等的侵害,最初是居住在洞穴中的,這種洞穴,就是天然的建筑物,是人類對自然界的直接利用.漸漸地人類為了適應自身的生存和發展,從天然洞穴之中走出來,開始利用泥土、石頭、草、木材、竹子等作為建筑材料.原始人類用石制的簡易工具對自然界的材料進行簡單的加工,使其能用于構筑一定的遮蔽空間.新石器時期的黃河中游氏族部落,在地穴之上架構木架、草泥,形成適合居住的穴居 .另外,在河姆渡遺址發現的干欄式建筑,已經出現了榫卯技術,這表明河姆渡先民對于材料的加工水平在當時已經到達較為先進的階段.而隨后出現的版筑技術,即將兩板之間裝滿泥土,用杵搗緊,筑畢拆除木柱木板而成墻的技術,更是建筑技術的重要發展.
在這一階段的建筑中,建筑材料僅被用于構筑各種可供人類居住、活動的空間,其中很少有主觀上的設計成分.建筑的最終形態往往是各種材料根據地形,氣候和易得性被選擇性應用其中后的客觀結果.因而這一時期的建筑物往往最能體現地域的氣候特點和可供選擇的材料類型.
發展階段:出現人工建筑材料,并運開始用材料表現特定主題
隨著社會的發展,人類利用自然、改造自然的能力逐步增強,在建筑材料上表現為出現了人工建筑材料.人工建筑材料的出現大大提高了建筑物的使用性能,同時也拓展了建筑材料的選擇范圍和建筑物的構筑方式.與此同時,人類對于傳統材料加工水平也進一步得到提升.在此基礎上,建筑的形式不再局限于簡單的幾何形狀,也不再是材料選擇性堆砌的結果.人類開始在營造過程中加入主觀的想法,并試圖用建筑這種形式來表現特定的主題.
磚是人類歷史上最早應用的幾種人工材料之一,在我國最早出現于戰國時期.由于具有良好的抗壓性和耐久性,磚很快被人們接受并用于建筑工程中.根據戰國出土的遺址,磚曾被大量用于砌筑墓底和墓壁.秦始皇統一中國后下令建造的長城也是由方磚砌筑而成.而在遙遠的古代埃及,一座座由巨石砌筑而成的高聳陵墓開始出現在廣闊的茫茫沙漠中.這種向高處發展的集中式構圖的紀念性建筑物被當做作統治者身份地位的象征,它就是金字塔.金字塔作為一種紀念性建筑已經不僅僅局限于陵墓的功能,粗獷石材所堆砌而成的巨大體量已經成為了一種精神象征.
成熟階段:充分發揮材料特性并將其作為一種表現手段
玻璃、金屬、混凝土等材料的出現使建筑設計邁入了一個新的階段.由于應用和發揮了這些新材料的可能性,建筑的高度和跨度突破了傳統的局限,在平面和空間上也比過去自由多了,這些突破也相應的影響到了建筑形式的變化.1851年建造的倫敦"水晶宮"展覽館,就開辟了建筑形式的新紀元.它的外形為簡單的階梯型的長方形體,各面只顯出鐵架和玻璃,沒有任何多余的裝飾,完全展現了材料的力學性能和外觀屬性.同樣在1889年世博會上建造的機械館刷新了世界建筑在跨度上的記錄,將鋼鐵的結構和材料之美展露無遺.
在混凝土大量應用于建筑中后,新型的框架結構取代了以往的笨重的結構形式,使得建筑設計有了更大的發揮空間.格羅皮烏斯設計的包豪斯校舍,阿爾瓦 阿爾托設計的帕米歐肺病療養院都是現代建筑中混凝土框架結構的經典之作.而安藤忠雄的光之教堂和柯布西耶的朗香教堂則更是基于混凝土而超越了混凝土.在建筑設計中材料被巧妙的與空間的主題和結構形式結合在一起,共同造就了出渾然天成的藝術杰作,形成了具有精神性的場所.
未來的發展趨勢
時至今日,建筑設計已經走上了多元化發展的道路,其中比較主流的方向是綠色節能建筑和高科技建筑.而這幾種建筑的發展很大程度上都依賴于相關材料的開發和應用.所謂"綠色建筑"的"綠色",并不是指一般意義的立體綠化、屋頂花園,而是代表一種概念或象征,指建筑對環境無害,能充分利用環境自然資源,并且在不破壞環境基本生態平衡條件下建造的一種建筑,又可稱為可持續發展建筑、生態建筑、節能環保建筑等.綠色建筑的室內布局十分合理,盡量減少使用合成材料,充分利用陽光,節省能源,為居住者創造一種接近自然的感覺.
通過增強建筑物圍護結構的保溫隔熱性能,降低建筑物的能耗就是構建綠色建筑的途徑之一.加氣混凝土砌塊、保溫砂漿、聚氨酯泡沫塑料 \\(PUF\\)、聚苯乙烯泡沫板 \\(PSF\\)、聚乙 烯泡沫塑料\\(PEF\\)、硬質聚氨酯防水保溫材料、玻璃纖維增強水泥 制品\\(GRC\\)、外掛保溫復合墻、外保溫聚苯板復合墻體、膨脹珍珠巖、防水保溫雙功能板、發泡式聚苯乙烯板等都具有優良的保溫性能和明顯有效的節約能源作用.另外,能夠利用材料自身的性能自動調節室內溫度和濕度來提高室內舒適度的建筑材料,如木纖維、天然吸濕性材料 \\(如石膏\\)、天然多孔礦物材料 \\(如硅藻土、蛭石、海泡石等\\)和其他非晶多孔材料等,也是綠色建筑材料的發展方向.除了綠色建筑,參數化建筑的風潮如今也正在席卷世界.如今的建筑正由人們所熟悉的歐幾里得幾何體構成轉變為非歐曲面的構成.各種外形新穎奇特的流線型建筑如雨后春筍一般在世界各地出現.
傳統的鋼筋混凝土的建筑材料已經無力撐起這樣奇特的建筑形態,這就要求新的材料要登上歷史舞臺.新的信息化新型材料,如:納米碳管、碳纖維、玻璃纖維等正在逐步被開發應用到新的建筑之中去.另外人們也將塑料納入了自己的選擇范圍之中,如聚碳酸酯、聚乙烯等.還有高性能保溫材料,只需要薄薄的一層涂料就可以起到良好的保溫材料,這樣一來建筑就可以做的相當輕盈.
