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建筑设计与新技术新材料:从世博建筑看设计发展
1.4.2 1.2 新观念、新技术、新材料促进了建筑的新发展

1.2 新观念、新技术、新材料促进了建筑的新发展

工业革命带来了现代建筑与现代城市。但其强调效率,追求利润,人口过度集中,导致人们每天匆忙地穿行于由钢铁、水泥、玻璃构成的单调、阴冷的高楼大厦之间。城市的喧闹、空气的污染、人与人的冷漠等严重损害了人们的健康和生活质量,并使人与自然隔绝,破坏了人类赖以生存的生态环境。

人类已进入信息时代,社会的快速发展、科学与技术的进步使人们的生活与工作方式、文化观念等发生了深刻的变化,对建筑也提出了人性化、高科技化和可持续发展等更高的要求。于是诞生了智能建筑、生态建筑、节能建筑和“生命”建筑等新的、更符合人性化要求的建筑类型。

在信息时代,电脑使空间变得没有边界,无处不在,网络职业的趋势将以家庭办公形式取代过去集中办公的场所,无形的电子网络和数码技术将改变人们的工作、生活方式,同时也改变了建筑设计的理念。

德国建筑评论家曼弗莱德·赛克(Manfred Sack)说:“技术已成为建筑构造的亲密伙伴。”有些建筑已使用电脑控制室温、供暖、照明和防晒,使建筑更加节能,更加符合人的生理需要。

德国巴特奥因豪森展览中心(1995年,弗兰克·盖里联合公司设计,如图1.12(a)、(b)所示),建于德国的一个偏僻小镇。该楼集办公、展览、会议、供电中心和发电站于一处,是一座综合性建筑,建筑面积4 500平方米,共3层。

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图1.12(a) 德国巴特奥因豪森展览中心外观

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图1.12(b) 德国巴特奥因豪森展览中心总图及各层平面

建筑的设计特点是运用了先进的生态技术,屋顶上装有光电电池,外窗安装隔热玻璃,顶棚内设有水循环系统,建筑还设有计算机控制的调温系统、太阳能和风能收集器及冷却系统。为了节省水资源,设有接收雨水的水槽供厕所冲洗系统的用水。

建筑不但使用了先进的生态技术,给人们创造了一个舒适、健康的活动环境,而且其外观也极具个性、新颖别致,为这个小镇增添了风采。

1996年建成的英国北安普敦Barclaycard Ho办公楼如图1.13所示。

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图1.13 英国北安普敦Barclaycard Ho办公楼

该建筑为低能耗办公建筑,按3种气候模式进行操作。在气候温和季节,外窗可以开放,以获得良好的自然通风并达到降低室内温度的效果;在高温季节,空调系统提供的冷气可通过设于地板下的空间送入各房间,如需进一步降温则通过顶棚中的管道将室内热空气送入湖水中冷却后再循环到室内;冬季利用天然气锅炉通过环形管道系统为各房间供暖。

网架结构、悬索结构和膜结构技术的发展,不但满足了社会发展、生活方式的变化而引起的人们对建筑的大空间与新功能的要求(体育馆、航空港等),而且也使新的结构支撑技术演变成新的建筑造型,从而使单纯的钢铁结构技术不但满足了人们对各种大空间的功能要求,而且也使没有生命的钢铁,在极富空间表现力的艺术设计中发挥得淋漓尽致,创造出新颖和富有表现力的建筑造型。(如图1.14(a)、(b)、(c),图1.15,图1.16(a)、(b)所示)

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图1.14(a) 日本大分体育馆屋顶开启状态

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图1.14(b) 日本大分体育馆屋顶闭合状态

图1.14是日本大分体育馆。该馆的屋顶结构淘汰了过去的实体梁板结构体系,而采用细杆格网桁架及三向板材作为屋顶支撑结构,从而使体育馆跨度大幅度增加。

体育馆屋顶中部设计为可开、可合的椭圆形屋盖,使之更灵活,更好地满足了馆内不同活动的要求。

建筑的光洁、柔和并富有变化的外观极富个性,不但给人们带来快感,而且也给其所处环境增加了亮点。内部的大空间,可开、可闭的屋顶,其面层使用的透光聚四氟乙烯膜结构(白天馆内不需人工照明),为馆内各种活动创造了良好的内部环境。

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图1.14(c) 日本大分体育馆局部屋顶结构效果图

耶鲁大学冰球馆于1958年竣工(如图1.15所示),内设3 000座,屋盖采用悬索结构,钢索挂在正中一道拱背梁和周边的圈梁上。

设计者在满足使用要求的条件下,充分了解悬索结构技术的要求与特点,创造了极具个性、形似海龟的建筑外观。

2010上海世博会世博轴是目前国际上最大的膜结构建筑(如图1.16所示),总建筑面积超过25万平方米,是超大尺度的商业文化综合体,功能的复杂性与形象上的标志性诉求都给设计与建造带来挑战。

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图1.15 耶鲁大学冰球馆

世博轴膜结构屋顶采用多单元连续结构,总长度约840米,最大跨度约97米,总面积约6.4万平方米,膜采用具有阻燃、防紫外线、可自洁、高反射性、抗风化的聚四氟乙烯(PTFE)涂层的玻璃纤维织物,钢索采用平行钢丝绳外包聚乙烯(PE),单根最长110米,总长度达21 465米。整个膜结构由索桅分隔支撑的三角倒锥形膜单元连续构成,19个三角锥空间单元以及部分与6个阳光谷相连的索膜构造,连续组成整个世博轴索膜长廊。

这一最大膜结构建筑的呈现,将新型建筑的模式发展推到了前所未有的高度上,体现了现代建筑发展长足进步的一面。

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图1.16(a) 2010年上海世博会世博轴(一)

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图1.16(b) 2010年上海世博会世博轴(二)

有关生态、节能、膜结构、大跨度等各分类建筑的设计要点及实例,详见本书有关章节。

通过以上古今中外数千年建筑历史发展历程的简述,不难理解社会科技、经济与文化的发展对建筑的决定性作用(并没有否定建筑师的贡献)。从而要求建筑师应该树立科学的、动态的、正确的建筑观与设计理念,防止偏离正确的建筑设计轨道,而导致不重视环境、功能与经济,盲目追求新奇、奢华的不健康倾向。

信息时代的来临与深化将是一次史无前例的,更加全面、深刻地改变人们生活、工作等一切活动的革命。这一深刻而广泛的革命也必然给建筑带来一次全面而深刻的变化,从而创造出更加完美的并且满足人们对建筑的物质要求与精神要求的新建筑。