第四讲 材料特性与建筑物的风格

第四讲材料特性与建筑物的风格主讲:阮燕E-mail:[e-mail]:18971579242武汉大学通识课人居环境与绿色建材我们的网上课堂课件[e-mail]-文件中心-网盘密码：201202•平时作业请发至：[e-mail]第四讲材料特性与建筑物的风格•1天然石材•2粘土砖、瓦•3玻璃•4木材•5钢材•6混凝土材料建筑物的风格取决于结构样式及材料的特性古希腊建筑中国传统建筑材料传递信息•色彩和质感•经验：–安定性材料–易变性材料材料是人与自然之间的媒介，材料赋予建筑物某种性格，也赋予空间某种氛围。不同的材料，具有不同的特性，能创造出不同的环境气氛。一、天然石材•天然石材是对天然岩石的形状、尺寸和表面进行简单的物理加工而得到的块状材料。•造岩矿物–矿物–岩石天然石材的特点•主要优点：1.蕴藏量丰富、分布广，便于就地取材。2.结构致密，抗压强度高。3.耐水性好。4.耐磨性好。5.装饰性好。6.耐久性很好，使用年限可达百年以上。•缺点：质地坚硬，加工困难，自重大，开采和运输不方便。建筑中常用的石材•花岗石•大理石•石灰石花岗石•属于岩浆岩；•化学稳定性好；•材质坚硬；•耐久性好；•常用做承重的结构材料和外墙饰面材料。认识花岗石虎皮红金麻光泽红韩国白白金沙幻彩红绿星蓝珍珠卡门红大白花大理石•属于变质岩，主要成分是碳酸钙；•结构紧密、细腻；•抗碱不耐酸；•强度高，硬度不大，易于加工；•装饰效果佳；•但一般不适用于建筑的外装饰。认识大理石大花白爵士白水晶白金花米黄木纹黄珊瑚红挪威红晚霞红万寿红黑金花石灰石•属于沉积岩和变质岩，主要成分是碳酸钙；•密实程度差别很大，用途多样：–结构疏松的用于生产石灰、水泥；–较坚硬的用作混凝土骨料，砌筑基础、墙体；–非常致密的用作饰面材料。石灰石天然石材•古代人利用石材的智慧•石建筑物的特点与建筑风格新石器晚期辽宁省海城析木的巨石大棚印第安人利用山崖建造石屋CliffPalace世界上由天然石材建造的古建筑•——古埃及世界上由天然石材建造的古建筑——古希腊帕提农神庙世界上由天然石材建造的古建筑——罗马古城•古罗马大角斗场罗马古城，塞浦路斯凯旋门石材建筑物的特点与建筑风格•1．具有永久性，构成社会成本•2．石材建筑物的同一性•3．石材建筑的艺术性•4．现代人对石材建筑物的依恋南美秘鲁-印加古城马丘比丘（MachuPicchu）法国古典主义建筑鲁佛尔宫凡尔赛宫具有永久性，构成社会成本英国国会大厦巴黎街区石材建筑物的同一性圣家族教堂（SagradaFamilia）石材建筑的艺术性石材建筑——三清阁石材建筑的艺术性现代人对石材建筑物的依恋•石材装饰材料：贴面或饰面材料•主要品种：–大理石板材；–花岗岩板材二、粘土砖、瓦•粘土砖的烧制及种类•粘土砖的特点与建筑风格•粘土砖与地球资源粘土砖的烧制工艺：采土配料——制坯——干燥——焙烧主要成分：二氧化硅、三氧化二铝和结晶水烧结：900℃～1100℃结构：以不熔的粘土颗粒为骨架，液相熔融物为胶结材料并填充孔隙的多孔结构粘土砖的种类红砖青砖青砖黛瓦白墙粘土砖的特点与建筑风格•1．性质稳定、具有信赖感•2．块体小、重量轻、易于施工•3．外形规则，井然有序•4．承重、保温兼外观材料1．性质稳定、具有信赖感稳定耐久柔和清华学堂整洁、古朴、沉静荷兰阿姆斯特丹火车站2块体小、重量轻、易于施工英国伦敦的威斯特明斯特寺院3．外形规则，井然有序•常用的粘土砖标准尺寸：240mm×115mm×53mm，砖缝10mm，•长、宽厚各为倍数，4块砖的长度、8块砖的宽度、16块砖的厚度加上灰缝均为1m。4．承重、保温兼外观材料具有良好的保温性和隔声性能。◦导热系数为0.78W/(m.k),◦普通混凝土的导热系数为1.4-1.5W/(m.k).外观规则，装饰性良好。粘土砖可作为外墙立面材料；粘土瓦还可作为防水和装饰作用。红瓦绿树，碧海蓝天丽江古城夜-瓦顶粘土砖瓦与地球资源•禁砖•墙体材料——装饰性材料、仿古材料•体现对粘土砖墙体的依恋墙体材料的发展•轻质•高强•空心•大型化非烧结砖（灰砂砖、粉煤灰砖等）灰砂砖◦以适当比例的石灰和石英砂、砂或细砂岩，经磨细、加水拌和、半干法压制成型并经蒸压养护而成。粉煤灰砖◦以粉煤灰为主要原料，掺入煤矸石粉或粘土等胶结材料，经配料、成型、干燥和焙烧而成，可充分利用工业废渣，节约燃料。三、玻璃•1玻璃的制造方法•2玻璃的主要性能特点•3玻璃及其深加工制品在建筑上的应用•4玻璃用于建筑物的外观效果建筑玻璃•建筑上使用的玻璃是以石英砂、纯碱、长石和石灰石等为主要原料，经过熔融、成型、冷却固化而成的非结晶无机材料。•从平板玻璃到深加工玻璃、特种玻璃•建筑玻璃从传统的采光材料向多功能方向发展，还作为结构材料和装饰材料使用。1.玻璃的制造方法玻璃是碱金属硅酸盐（硅酸钠）和碱土金属硅酸盐（硅酸钙）的固熔体。◦普通玻璃化学氧化物的组成(Na2O·CaO·6SiO2)，主要成份是二氧化硅。成型方法：◦浮法；弗克法（垂直引上）；科尔伯恩法（平拉法）彩色玻璃：通过添加金属氧化物表面加工方法:◦磨砂、铸型、喷砂、蚀雕、磨刻等。2.玻璃的主要性能特点•1．透明性•2．坚硬性•3.化学稳定性•4.保温隔热性能玻璃及其深加工制品•1．安全玻璃•2．中空玻璃•3．夹丝玻璃（或夹层玻璃）•4．强化玻璃•5．紫外线透过玻璃•6．热吸收（反射）玻璃•7．镀铜浮法平板玻璃•8．结构玻璃•9．饰面玻璃用途•玻璃门窗•玻璃幕墙•玻璃采光顶玻璃用于建筑物的外观效果•轻快感和机能美•豪华感和大空间感•隔断和透光空间东京火车站玻璃建筑的局限性和解决方案•光污染和视觉污染；–解决方案：选材，工艺，安装。•能耗大；–解决方案：隔热膜，立法。•安全性；–解决方案：限制使用维护。•噪音问题–解决方案：中空玻璃。四、木材自然、温婉。1、木材属于暖性材料，容易使人亲近•外观朴实，性能稳定•舒适，触觉效果好原因：导热系数小。2木材是轻而强的材料•常见材料的强重比材料强度/MPa密度/kg/m3强重比钢材40078000.05混凝土6024000.0025木材1005500.2追求的住处——木屋让木屋成为风景3木材的耐久性良好稳定，不易变质。◦通风干燥环境，可保持千年。杭州六合塔驰名世界的芬兰木屋4加工性能良好，施工作业简单易于锯、刨、切割、雕刻。多用于门窗、地板、天花板、栏杆等造型部位。雕梁画栋的徽州木雕5、装饰性能好•我国著名的木构建筑艺术。宋《营造法式》清工部《工程做法》中国古建木构特征•1、使用木材作为主要建筑材料•2、保持构架制原则•3、创造斗拱结构形式•4、实行单体建筑标准化•5、重视建筑组群平面布局•6、灵活安排空间布局•7、运用色彩装饰手段木壁给人安乐、平静的感觉5～10年15～20年后约50年后6、木材的资源和地球环境目前我国正处在经济高速发展时期，各项土木建筑工程需要大量的木材，与环境保护及森林资源的现状构成尖锐的矛盾。在这个严峻的现实面前，人们必须作出明智的选择，保护森林资源，走可持续发展之路。山间竹居(BambooLiving)五、钢材•1钢材的生产•2钢材的分类•3钢材的性能及建筑物的风格钢材的生产铁矿石◦——生铁——钢材钢材的分类按化学成分分类根据碳含量：炼钢生铁（生）铁（C2%）铸造生铁合金生铁低碳钢（C0.25%）碳素钢中碳钢（0.25~0.6%）钢（C2%）高碳钢（C0.6%）低合金钢（合金5%）合金钢中合金钢（5~10%）高合金钢（10%）合金元素多少钢材的性能及建筑物的风格•1．轻质高强•2．韧性好、抗冲击能力强•3．外表轻巧、华美，具有光泽•4．容易腐蚀•5．耐火性差轻质高强东京塔——钢材埃菲尔铁塔——铸铁韧性好、抗冲击能力强西尔斯大厦香港中银大厦（315m）明石海峡大桥——20世纪最长的桥（主跨1990m）外表轻巧、华美，具有光泽钢材的缺陷•容易腐蚀：–表面涂层；–电镀；–与混凝土复合•耐火性差鲜红的塑料涂层钢板如一只伸出建筑的手。六、混凝土材料•1混凝土的定义与组成•2混凝土的分类•3混凝土材料的特性•4混凝土建筑物的外观特性混凝土的定义与组成•Concrete水泥水砂混凝土拌和物水泥混凝土石外加剂掺合料混凝土的分类根据表观密度0：重混凝土(＞2600kg/m3)普通混凝土(1950~2600kg/m3)轻混凝土(＜1950kg/m3)多孔混凝土(加入气泡)大孔混凝土(不加砂)轻骨料混凝土•根据用途(功能)：水工混凝土道路混凝土防水混凝土耐热混凝土耐酸混凝土防辐射混凝土膨胀混凝土装饰混凝土……根据生产、施工方法商品混凝土泵送混凝土喷射混凝土碾压混凝土挤压混凝土压力灌浆混凝土预应力混凝土离心混凝土……混凝土混凝土的特点（一）优点◦1．组成材料经济、成本低。◦2．性能可调节、适用面广。◦3．拌和物具有可塑性。◦4．与钢筋粘结牢固。◦5．强度高可增长，耐久性较好。（二）缺点◦抗拉强度较低。(=1/10抗压强度)◦变形能力小，易开裂，呈现脆性。◦在温度、湿度的影响下易发生裂缝。◦混凝土质量受配制施工影响较大。混凝土建筑物的外观特性•1．雄厚、坚实、稳重有力的外观•2．笨重、脆硬、缺乏形体美•3．粗糙、碱性，触觉性能不良•4．色彩灰暗、视觉性能不良•5.清水混凝土，纯粹的建筑语言清水混凝土“素面朝天”的品位是一种高贵的朴素,看似简单,其实比金碧辉煌更具艺术效果。◦联想研发基地清风秀影与高雅脱俗清水混凝土施工的技术关键(1)混凝土配合比设计和原材料质量控制。(2)模板工程。(3)养护。思考题：我家乡的人居环境(或建筑及建筑材料）如：◦自然条件，风土人情与建筑的特点；◦家乡建筑的特点与常用建筑材料的特性；◦建筑材料使用上存在的问题，是否符合可持续发展战略。◦发展与环境的矛盾？武汉市（或武汉大学）人居环境问题调查。◦生活环境、工作环境、社会公共环境、地球环境；◦硬环境和软环境（物质环境和精神环境）；◦营造良好大学环境的倡议。课堂讨论要求：•就以上2个思考题，任选一题或一个角度，以个人或小组为单位，拟讨论提纲或ppt后，发至：•[e-mail]•文件名：学院姓名标题，–如水电丁一我家乡的人居环境•分组讨论，推荐演讲。•课堂讨论–第8周周四上课时间