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新型建筑材料在高层建筑的应用

发布时间:2018-11-05
经济的发展推动社会的进步,目前,城市与乡镇的结合,带动了一体化和多元化的城市发展战略逐步实施,在全球,每个国家之间都存在无形的竞争,尤其是一些具有代表性的世界大国,行业之间的竞争始终存在,在不断升级的过程中,已经由资源的竞争逐渐转化为人才和技术的竞争,经济社会的不断发展和进步,互联网、新材料等技术水平也在不断地提高,并得到了长远的发展,加快了前进的步伐。现代社会中,城市和乡村的发展速度日趋加快,人们逐渐认识到了高层建筑的益处,很多地区都开始兴建,因此高层建筑大量涌现出来,但是,高层建筑需要专业技术水平来支持,由于层数高、工期长等方面的问题,所以在现代高层建筑中,要进行全方面的分析和研究,将整个影响建筑工程的所有因素和问题都考虑进去,做好充分的准备工作。随着新型材料的出现,为建筑工程带来了更多的便利,彻底解决了当代高层建筑防雨、防晒等问题,甚至影响高层建筑的外观,也与传统的材料有很大的区别,新型材料可以让高层建筑的外观看起来有时代的浓厚气息,也充分体现出社会活力的一面。
1现代高层建筑的发展现状
现代社会科学技术蓬勃发展,人类也紧跟社会的步伐,逐渐进入信息化、工业化的时代,生活节奏也在不断地提高和加快,因为城市人口越来越多,住房面积也发生了变化,不能满足日益增长的人口数量,导致人均住房面积越来越小,由于各种因素的不断影响,高层建筑出现了种种问题,高层建筑与城市的发展息息相关,是衡量一个城市进步程度的重要标志,1883年,世界上第一座高层建筑“家庭生命保险大楼”诞生于芝加哥,设计师是威廉•勒巴隆•詹尼,他的设计是高层建筑的先行者。在这之后,高层建筑快速发展,在美国建筑界逐渐掀起了热潮。在20世纪末期,新型建筑材料的出现,提升和改进了钢筋混凝土结构、钢结构设计理念和技术,并取得了充分完善,与此同时,施工技术提高,机械设备不断改进和更新,在这之中建筑材料有非常大的作用,在大批量工业生产的工业生产过程中,不断开发高耐久性材料、高分子有机材料、新型墙体材料、新型金属材料,并逐步应用到现代高层建筑之中,并在各个国家的高层建筑中得到迅速的发展。在高层建筑中,建筑的高度、层数和面积不断扩大,逐渐具备多种功能,种类也日趋增多,变得相对复杂和繁琐,在结构设计和体系方面,也呈现出多样化的特点,所以通过这些也不难看出,在当今社会乃至全球,日后高楼产量必定越发兴盛,高层建筑也随之增多。
2现代高层建筑中应用新型建筑材料的意义
2.1高层建筑自身特点对建筑材料提出的新要求
目前,由于城市用地范围限制,用地矛盾也逐渐显现出来,所以高层建筑开始在城市中出现,并且规模逐渐增大,容积率高和容纳人数多是高层建筑的主要特点,但是,从高层建筑的纵向角度分析,高层建筑的问题也随之而来,它的纵向交通容量受到限制,承载能力非常低,而且,面向外部的开放空间面积很小,一旦遇到紧急情况,例如地震或是火灾之类的灾难,在人员的疏散和消防救援方面,就会产生极大的压力,如何实现快速避难和有效消防是首要问题,为了进一步解决高层建筑的消防问题,增强建筑物的综合能力,有效避免和减少所有灾害的产生,所以,在实际的施工过程中,一定要采用优质的材料,这一点非常重要,应用新型的建筑材料进行施工和建设,提高建筑的整体质量,保障用户的安全,避免财产损失和人员伤亡的出现。城市区域用地有限,但高层建筑却屡增不减,高层建筑逐渐呈现密集趋势,相邻的高层建筑之间相互影响,存在遮挡、通透、阴影等因素,对建筑物内的自然采光能力会有很大的影响,无法解决只能使用人工照明,大部分高层建筑为了保障安全性,大多采用密闭式的窗户,无法实现空气的流通,在这一方面,只能依靠空调系统进行人工换气,
2.2发展新型建筑材料及制品是可持续发展战略的要求
城市化的快速发展,就如同人的生命和古老的生态系统,都同样在经历着这个世界的新挑战,在有限的能源和耕地等资源方面,与世界平均水平相比,中国的人均占有量还不及世界平均水平的25%,截止到现在,我国墙体黏土实心砖数量较大,占据总产量比例的80%,在传统的建筑施工过程中,很多工程的施工还在采用黏土实心砖,但是,黏土实心砖自身有很大缺陷,存在很多严重问题,例如高能耗、重污染等,直接影响我国经济的可持续发展,由于建筑物本身的体积较大,在建筑过程中所需建材数量很多,如果使用黏土实心砖,不仅让建筑物自身的重量增加,也会导致环境的严重污染,所以在施工中一定要使用新型材料,能够有效减轻建筑物自身的重量,减少不必要的消耗和损失,促进机械化施工的开展,在提高效率的同时降低成本和费用,让高层建筑更加生态化,保证我国可持续发展战略的实施。
3新型建筑材料的应用研究
3.1新型墙体材料
在建筑过程中,建筑的主要结构非常重要,取决于建筑中所使用的材料,关于材料的问题,早在20世纪80年代时期,由于技术水平和能力相对薄弱,建筑大都以混砖的结构模式为主,现在被人们称为“黄皮楼”。一直到20世纪90年代末期,钢混结构建筑才逐渐被人们重视起来,并应用到实际建筑过程之中,俗称“石米楼”或“框架楼”。但是,这些建筑的墙体材料中仍然有黏土砖的存在,没有彻底摆脱这一材料的束缚,黏土砖可以分为两种,有实心和空心的区别,砖块的制作方法也非常简单,主要是将黏土经过高温烧制,再经过一些工艺的处理而成,黏土的可塑性非常好,在使用过程中,加固和堆砌起来操作方便,就是因为如此,在许多建筑行业之中,黏土砖一直被广泛应用,黏土砖的主要成分是由黏土组成的,黏土中含有大量的土资源,我国土资源虽然众多,但如此大量的使用和流失,肯定会影响我国的土资源问题,虽然黏土砖的性能非常稳定,但是严格来讲,黏土没有更好的定型性能,无法达到我国当前的高层建筑要求,不符后施工标准,不利于高层建筑的修建。最近几年,城镇化的不断发展,我国城市土地逐渐减少,土地的储备量一直处于下降趋势,高层建筑的持续建造,已经成为主流,所以,就要找到黏土砖的替代品,现代社会中,新型材料层出不穷,墙体的种类也十分多元化,例如有:烧结砖、蒸养砖、黏土空心砖以及轻质板材、复合板材、建筑砌块、加气混凝土、垃圾砖等,这些新型材料的出现彻底解决了实际问题,改善了高层建筑材料,提升高层建筑墙体的整体结构,保护我国国土资源的使用,加快社会城市化的脚步。
3.2保温隔热材料
保温隔热材料属于特殊材料,分别有保温和隔热两种功能,由于天气的限制等多种因素的影响,需要稳定高层建筑中的温度,阻挡外界的光线照射,减少风雨等天气对室内的各种影响,构建独特的、有序的生态环境,作为一种新型建筑材料,能够有效地阻挡热量散发和传递,在一定范围内保持温度的最大值,并且导热系数极低,其数据为小于0.2的新型建筑材料。我国对建筑材料的研发和应用也非常积极,早在20个世纪80年代就对建筑材料展开了研发工作,但是与其他发达国家相比,我国的起步略晚,发展缓慢,综合各种因素,导致我国保温隔热材料的生产有很多问题,例如:产量低、种类少、技术落后等。到目前为止,我国有玻璃棉、泡沫塑料、矿棉、泡沫塑料、岩棉、微孔的硅酸钙、膨胀的珍珠岩等保温隔热材料。在高层建筑中,墙体有十分重要的作用,是建筑内外的热量相互交换的主要保障,也是在高层建筑中最基础的物体,合理利用新型建筑材料,不但能够减少用户对室内温度的调节,还能节约电力成本问题。现今,具备节能功能的新型保温隔热材料墙板有三种,如以下。1)新型节能复合墙板。新型墙板所包含的墙板种类很多,主要有硅钙板、保温层、GRC夹芯复合板、钢板岩棉夹芯复合板、石膏板复合板材、钢丝网岩棉夹芯复合板等。2)单一材料节能墙体。单一材料节能墙体是采用空心黏土砖、混凝土砌块以及使用煤矸石、粉煤灰、浮石等混凝土空心小砌块等砌体材料,在建筑的同时,与保温砂浆相结合,作为建筑砌墙凝胶使用,从而制成了墙体。3)复合节能墙体。由传统材料构成,其中有混凝土、黏土砖、空心砌块等材料,并结合具有保温隔热的材料。
3.3装饰装修材料
装饰装修所需材料众多,新型材料的不断研发,在高层建筑中,不仅能够用于墙体或者是墙板建造,还能同时适用于现代高层的室内装修,展现出新型材料的特点。例如在20世纪90年代,装饰装修初见规模,当时的居民都是采用马赛克砖进行地面的铺设,有的甚至就直接在屋内使用水泥,这些装饰和装修的主要目的在于防滑和美观。但是在当今社会,传统的材料已经落后,不能满足现代居民的要求和需要,用于装修的材料可以区分开来,根据门窗、地板、管道分成三个大类,由于材料具有多元化的特点,所以居民在选择材料时也是十分丰富,但是,居民对材料和要求始终无法做到完全满足,多样化的装修材料有待更新和完善,现代居民对环保和节能逐渐重视起来,对提升我国新型材料的技术非常重要,经过不断的研究和探索,提升材料的性价比、节能性、美观性等,为今后的发展提供保障。
4新型建筑材料的未来发展
当今社会的发展日趋成熟,居民对高层建筑的要求不断提高,新型建筑材料有很大的发展空间,秉承低成本、高质量的原则为主要发展方向,更要多考虑易于运输问题,对高层建筑的高层作业提供有利条件,所以,新型建筑材料要满足可以组装的需求,目前,我国在建筑施工过程中,采用了多种材料组装方式,分别有以下几种。1)钢筋结构由于受到重量和尺寸的约束,关于建筑框架部分,可以进行独立的拼接和组装。2)运用辅助工具,例如手推车、电梯或者其他机械运输工具,将建造楼板所需要的中小型零部件,运送至施工场地的加工装配车间。3)有些模型由于体积比较大,板材结构和钢筋结构的建筑骨架重,应采用机械或人工进行装配。也可以预先组成独特的个体,运送到安装场地后,再进行二次的装配。高层建筑逐渐向现代化的脚步前进,在这之中,在材料的组装过程中,应该对以下流程引起注意。1)高层建筑的特点是楼层较高,在进行装备的过程之中,使用升吊机械工作时,一定要注意机械所承担的最大负荷与质量,减少工该过程中对机械的损害及对楼层也起到一定的保护作用。2)高层建筑虽然有很大优势,但是也必然会有缺点,由于高的特点,在自然天气变化时,极易受到闪电、雷雨等方面的影响,所以,高层建筑的材料选择一定要慎重,材料一定要有一定的抗击力,韧性和可塑性较。3)高层建筑各有不同,特点也十分明显,材料是否安全可靠是高层建造中的主要问题,能够抵抗环境的腐蚀和燃烧,保证高层内的消防安全问题,从而延长高层建筑的使用期限。
5结语
本文通过对新型建筑材料在现代高层建筑中的应用展开研究,新型建筑材料的发展前景极为广阔,是今后高层建筑主要的发展方向,展现出我国强大的建筑能力,同时土地、电力等资源得到了有效的节约,建筑业也得到了相应的发展,城市化为高层建筑的发展提供了有利条件。
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