建筑材料的發(fā)展歷史及趨勢

建筑材料的發(fā)展歷史及趨勢課程論文學校：**************姓名：大專學號：二〇一四年六月二十四日目錄：摘要3建筑材料概述4四.建筑材料的發(fā)展歷史51.建筑材料的三個發(fā)展階段.51.1天然材料發(fā)展原始雛期51.2人工材料成形期71.3人工合成材料繁榮期92.磚、木建筑結構的優(yōu)良性能13現代建筑材料123.1建筑材料的分類123.2建筑材料在建筑工程中的地位和作用13五.建筑材料的發(fā)展趨勢14西元前二十一世紀夏朝建立，標志著原始社會結束，經過夏、商、周三代，而春秋、戰(zhàn)國，隨著生產資料的增加、生產技術以及建筑材料的人工合成效率的提高，在中國的大地上先后營建了許多都邑，夯土技術已廣泛使用于筑墻造臺。如河南偃師二里頭早商都城遺址，有長、寬均為百米的夯土臺，臺上建有八開間的殿堂，周圍以廊。此時木構技術較之原始社會已有很大提高，已有斧、刀、鋸、鑿、鉆、鏟等加工木構件的專用工具。木構架和夯土技術均已經形成，并取得了一定的進步。西周興建了豐京、鎬京和洛陽的王城、成周；春秋、戰(zhàn)國的各諸侯國均各自營造了以宮室為中心的都城。這些都城均為夯土版筑，墻外周以城濠，辟有高大的城門。宮殿布置在城內，建在夯土臺之上，木構架已成為主要的結構方式，屋頂已開始使用陶瓦，而且木構架上飾用彩繪。這標志著中國古代建筑已經具備了雛形。在這一階段出現的建筑材料的還較為原始，建筑主要材料依然只是土、木材，但是陶瓦的出現已經是建筑材料的一大進步，人們擺脫了建筑材料完全依賴于天然產生。建筑材料的制造與運用，色彩、裝飾的使用，都達到了雛形階段。這是中國古代建筑以后歷代發(fā)展的基礎。也就奠定了中國建筑材料的使用基礎，在此之后，夯土、木材、燒陶在很長一段時間里一直是中國建筑材料的主流。1.2人工材料成形期西元前221年，秦始皇吞并了韓、趙、魏、楚、燕、齊六國之后，建立起中央集權的大帝國，并且動用全國的人力、物力在咸陽修筑都城、宮殿、陵墓。今人從阿房宮遺址（有待考證）和始皇陵東側大規(guī)模的兵馬俑列隊埋坑，可以想見當時建筑之宏大雄偉。此外，又修筑通達全國的馳道，筑長城以防匈奴南下，鑿靈渠以通水運。但是由于生產資料的不成熟、建筑材料的單一性，這些巨大工程，動輒調用民力幾十萬，幾乎全部是以人力和黃土、原始、原木堆積而成，建筑規(guī)模和建筑材料發(fā)展不成正比例導致人力資源的極不合理調配，幾乎都是同時并進，秦帝國終以奢欲過甚，窮用民力，二世而亡。漢代繼秦，經過約半個多世紀的休養(yǎng)生息之后，又進入大規(guī)模營造建筑時期。漢武帝劉徹先后五次大規(guī)模修筑長城，開拓通往西亞的絲綢之路；又興建長安城內的桂宮、光明宮和西南郊的建章宮、上林苑。西漢末年還在長安南郊建造明堂、辟雍。東漢光武帝劉秀依東周都城故址營建了洛陽城及其宮殿。總秦、漢五百年間，由于國家統(tǒng)一，國力富強，中國古建筑在自己的歷史上出現了第一次發(fā)展高潮。其結構主體的木構架已趨于成熟，重要建筑物上普遍使用斗栱。屋頂形式多樣化，廡殿、歇山、懸山、攢尖、囤頂均已出現，有的被廣泛采用。制磚及磚石結構和拱券結構有了新的發(fā)展。木梁、燒土磚、條石已成為建筑主要架構材料。兩晉、南北朝是中國歷史上一次民族大融合時期，此期間，傳統(tǒng)建筑持續(xù)發(fā)展，并有佛教建筑傳入。東漢時傳入中國的佛教此時發(fā)展起來，南北政權廣建佛寺，一時間佛教寺塔盛行。據記載，北魏建有佛寺三萬多所，僅洛陽就建有一千三百六十七寺。南朝都城建康也建有佛寺五百多所。在不少地區(qū)還開鑿石窟寺，雕造佛像。重要石窟寺有大同云岡石窟、敦煌莫高窟、天水麥積山石窟、洛陽龍門石窟、太原天龍山石窟、峰峰南響堂山和北響堂山石窟等。這就使這一時期的中國建筑，融進了許多傳自印度（天竺）、西亞的建筑形制與風格。煬帝大業(yè)年間（605～618年），名匠李春在現今河北趙縣修建了一座世界上最早的敞肩券大石橋安濟橋。石質建筑材料成為這一時代中國建筑材料的發(fā)展主流。這一時期，由于各式宮殿、寺廟的建造，建筑材料的使用已經趨于穩(wěn)定，以夯土、燒土磚、陶瓦、木梁、條石為主建筑材料的建筑材料體系已經形成。1.3人工合成材料繁榮期唐代在都城和地方城鎮(zhèn)興建了大量寺塔、道觀，并繼承前代續(xù)鑿石窟佛寺，遺留至今的有著名的五臺山佛光寺大殿、南禪寺佛殿、西安慈恩寺大雁塔、薦福寺小雁塔、興教寺玄奘塔、大理千尋塔，以及一些石窟寺等。此期間，建筑技術更有新的發(fā)展，木構架已能正確地運用材料性能，建筑設計中已知運用以「材」為木構架設計的標準，朝廷制定了營繕的法令，設置有掌握繩墨、繪制圖樣和管理材料營造的官員，在此之前出現的優(yōu)秀建筑材料更加合理的事由，大大提高了建筑建造水平。從晚唐開始，中國又進入三百多年分裂戰(zhàn)亂時期，先是梁、唐、晉、漢、周五個朝代的更替和十個地方政權的割據，接著又是宋與遼、金南北對峙，因而中國社會經濟遭到巨大的破壞，建筑也從唐代的高峰上跌落下來，再沒有長安那么大規(guī)模的都城與宮殿了。由于商業(yè)、手工業(yè)的發(fā)展，城市布局、建筑技術與藝術，都有不少提高與突破。譬如城市漸由前代的里坊制演變?yōu)榕R街設店、按行成街的布局。在建筑技術方面，前期的遼代較多的繼承了唐代的特點，而后期的金代，建筑上則繼承遼、宋兩朝的特點而有所發(fā)展。在建筑藝術方面，自北宋起，就一變唐代宏大雄渾的氣勢，而向細膩、纖巧方面發(fā)展，建筑裝飾也更加細致建筑材料也更加的講究。北宋崇寧二年（1103年），朝廷頒布并刊行了《營造法式》。這是一部有關建筑設計、施工和建筑材料使用等級、規(guī)格的規(guī)范書，是一部完善的建筑技術專書。頒刊的目的是為了加強對宮殿、寺廟、官署、府第等官式建筑的管理。書中總結歷代以來建筑技術的經驗，制定了「以材為祖」的建筑模數制。對建筑的功限、料例作了嚴密的限定，以作為編制預算和施工組織的準繩。這部書的頒行，反映出中國古代建筑到了宋代，各種新的建筑材料——琉璃瓦、琉璃、石刻、陶瓷、金屬構件、金屬飾品的制造和使用已達到了一個新的歷史水平。2.磚、木建筑結構的優(yōu)良性能中國古代建筑慣用木構架作房屋的承重結構。木構結構大體可分為抬梁式、穿斗式、井干式，以抬梁式采用最為普遍。抬梁式結構是沿房屋進深在柱礎上立柱，柱上架梁，梁上重疊數層瓜柱和梁，再于最上層梁上立脊瓜柱，組成一組屋架。平行的兩組構架之間用橫向的枋聯結于柱的上端，在各層梁頭與脊瓜柱上安置檁，以聯系構架與承載屋面。檁間架椽子，構成屋頂的骨架。這樣，由兩組構架可以構成一間，一座房子可以是一間，也可以是多間。斗栱是中國木構架建筑中最特殊的構件。斗是斗形墊木塊，栱是弓形短木，它們逐層縱橫交錯疊加成一組上大下小的托架，安置在柱頭上用以承托梁架的荷載和向外挑出的屋檐。到了唐、宋，斗栱發(fā)展到高峰，從簡單的墊托和挑檐構件發(fā)展成為聯系梁枋置于柱網之上的一圈「井」字格形復合梁。它除了向外挑檐，向內承托天花板以外，主要功能是保持木構架的整體性，成為大型建筑不可缺的部份。宋以后木構架開間加大，柱身加高，木構架結點上所用的斗栱逐漸減少。到了元、明、清，柱頭間使用了額枋和隨梁枋等，構架整體性加強，斗栱的形體變小，不再起結構作用了，排列也較唐宋更為叢密，裝飾性作用越發(fā)加強了，形成為顯示等級差別的飾物。木構架的優(yōu)點是：第一、承重結構與維護結構分開，建筑物的重量全由木構架承托，墻壁只起維護和分隔空間的作用。第二、便于適應不同的氣候條件，可以因地區(qū)寒暖之不同，隨宜處理房屋的高度、墻壁的厚薄、選取何種材料，以及確定門窗的位置和大小。第三、由于木材的特有性質與構造節(jié)點有伸縮余地，即使墻倒而屋不塌，有利于減少地震損害。第四、便于就地取材和加工制做。古代黃河中游森林茂密，木材較之磚石便于加工制做。3現代建筑材料3.1建筑材料的分類0-1按化學成分分類分類實例無機材料金屬材料黑色金屬生鐵、鋼材、不銹鋼有色金屬鋁、銅、金、銀非金屬材料天然石材花崗巖、大理石、石灰石玻璃及熔融制品玻璃、礦棉、鑄石燒土制品瓦、磚、陶瓷膠凝制品石灰、石膏、水玻璃混凝土類砂漿、混凝土有機材料植物質材料木材、竹材瀝青材料石油瀝青、煤瀝青合成高分子材料建筑塑料、合成橡膠、有機涂料復合材老非金屬材料復合鋼筋混凝土、夾絲玻璃有機材料復合涂層鋼板、彩色壓型鋼板非金屬有機材料復合瀝青混凝土、玻纖增強塑料3.2建筑材料在建筑工程中的地位和作用一.保證建筑工程質量建筑材料是保證建筑工程質量的重要因素，事實表明，國內外建筑工程上的重大安全事故，90％以上與建筑材料的質量不合格和使用不當有關，在工程項目中，材料的正確選擇和恰當使用是保證建筑物安全的基礎保障。二.影響工程造價在一般工程總造價中，建筑材料的費用占工程總造價的50％以上，某些工程甚至高達70％。因此，材料的選擇、管理、使用合理與否直接影響工程造價。正確選擇、合理使用建筑材料，充分利用材料的各種性能，提高材料利用率，在滿足工程要求的前提下，能顯著節(jié)約建筑材料，降低建筑造價。促進建筑工程技術進步和建筑業(yè)發(fā)展在建筑工程建設過程中，建筑物的結構設計方案施工方式都與材料密切相關，建筑材料是決定建筑建筑構成形式和和施工方法的主要因素。建筑材料的改進和發(fā)展，將直接促進建筑技術進步和建筑業(yè)發(fā)展。建筑材料的發(fā)展趨勢建筑材料是隨著人類社會的生產力的發(fā)展和科學技術水平的提高逐步發(fā)展起來的。遠古時期的穴居，后來的燒制磚瓦，有天然建筑材料進入人工生產階段，為大規(guī)模建造房屋創(chuàng)造了基本條件。18世紀以后出現的鋼筋、水泥相繼問世，為現代建筑工程奠定了堅實的基礎，進入二十世紀以后，社會生產力的發(fā)展和材料科學的形成，材料在性能上不斷取得改善和提高，品種大大增加。已有機材料為主的化學建材異軍突起，一些有特殊功能的新材料不斷涌現，絕緣材料、吸聲材料、抗腐蝕材料、防火材料層出不窮。另一方面，建筑工程對建筑材料消耗極大，為生產建筑材料以使自然環(huán)境遭到極大的破壞。自然資源源源不斷成為流向生產建筑材料的生產線，但目前各種自然資源和能源以面臨枯竭，發(fā)展新材料適應需求量越來越大的建筑材料市場，減少材料生產和發(fā)展對環(huán)境造成的破壞，建筑材料的發(fā)展必須遵循可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方針，發(fā)展綠色——無毒、無污染、對人體無害的建筑材料。展望未來建筑材料的發(fā)展，將有以下發(fā)展趨勢：開發(fā)研制高性能材料。包括輕質高強、多功能、高保溫性、高耐久性和優(yōu)異裝飾性的材料，充分利用和發(fā)揮材料的各種性能，采取先進技術制造具有特殊功能的復合材料。充分利用地方資源，減少使用天然資源，充分利用各種工業(yè)生產廢棄資源，維護自然環(huán)境平衡。節(jié)約能