建筑材料和建筑设计 一场互相推动与促进的历史革命

建筑是凝固的历史，它随着人类的进化而不断发展，和人类文明有着十分密切的关系。无论在任何时代任何民族，建筑都是衡量其发达程度的重要标准之一。而建筑材料作为一座建筑的重要组成部分，从建筑出现之时起便与之产生密切而不可分割的联系。

建筑材料和建筑设计总是互相推动和促进的，新的建筑材料的出现给建筑设计的发展以新的推动，如建筑结构与建筑立面的创新；而建筑设计的发展，又对建筑材料提出了新的更高的要求，推动新型建筑材料的研发与生产。

然而人类对建筑材料与建筑设计关系的认识并不是一成不变的，随着科学技术和社会的发展，它经历了一个由简单到复杂，从表面到深入的过程。

原始阶段:对材料简单的加工利用

原始人类为了躲避自然雨雪、风暴和野兽等的侵害，最初是居住在洞穴中的，这种洞穴，就是天然的建筑物，是人类对自然界的直接利用。渐渐地人类为了适应自身的生存和发展，从天然洞穴之中走出来，开始利用泥土、石头、草、木材、竹子等作为建筑材料。原始人类用石制的简易工具对自然界的材料进行简单的加工，使其能用于构筑一定的遮蔽空间。

新石器时期的黄河中游氏族部落，在地穴之上架构木架、草泥，形成适合居住的穴居。另外，在河姆渡遗址发现的干栏式建筑，已经出现了榫卯技术，这表明河姆渡先民对于材料的加工水平在当时已经到达较为先进的阶段。而随后出现的版筑技术，即将两板之间装满泥土，用杵捣紧，筑毕拆除木柱木板而成墙的技术，更是建筑技术的重要发展。

在这一阶段的建筑中，建筑材料仅被用于构筑各种可供人类居住、活动的空间，其中很少有主观上的设计成分。建筑的最终形态往往是各种材料根据地形，气候和易得性被选择性应用其中后的客观结果。因而这一时期的建筑物往往最能体现地域的气候特点和可供选择的材料类型。 

发展阶段:出现人工建筑材料，并开始运用材料表现特定主题

随着社会的发展，人类利用自然、改造自然的能力逐步增强，在建筑材料上表现为出现了人工建筑材料。与此同时，人类对于传统材料加工水平也进一步得到提升。在此基础上，建筑的形式不再局限于简单的几何形状，也不再是材料选择性堆砌的结果。人类开始在营造过程中加入主观的想法，并试图用建筑这种形式来表现特定的主题。


譬如砖是人类历史上最早应用的几种人工材料之一，在我国最早出现于战国时期。由于具有良好的抗压性和耐久性，砖很快被人们接受并用于建筑工程中。根据战国出土的遗址，砖曾被大量用于砌筑墓底和墓壁。秦始皇统一中国后下令建造的长城也是由方砖砌筑而成。而在遥远的古代埃及，一座座由巨石砌筑而成的高耸陵墓开始出现在广阔的茫茫沙漠中。这种向高处发展的集中式构图的纪念性建筑物被当做作统治者身份地位的象征，它就是金字塔。金字塔作为一种纪念性建筑已经不仅仅局限于陵墓的功能，粗犷石材所堆砌而成的巨大体量已经成为了一种精神象征。

成熟阶段：充分发挥材料特性，并将其作为一种表现形式及手段

玻璃、金属、混凝土等材料的出现使建筑设计迈入了一个新的阶段。由于设计应用发挥了这些新材料的可能性，建筑的高度和跨度突破了传统的局限，在平面和空间上也比过去自由多了，这些突破也相应的影响到了建筑形式的变化。


1851年建造的伦敦"水晶宫"展览馆，就开辟了建筑形式的新纪元。它的外形为简单的阶梯型的长方形体，各面只显出铁架和玻璃，没有任何多余的装饰，完全展现了材料的力学性能和外观属性。同样在1889年世博会上建造的机械馆刷新了世界建筑在跨度上的记录，将钢铁的结构和材料之美展露无遗。

在混凝土大量应用于建筑中后，新型的框架结构取代了以往的笨重的结构形式，使得建筑设计有了更大的发挥空间。格罗皮乌斯设计的包豪斯校舍，阿尔瓦阿尔托设计的帕米欧肺病疗养院都是现代建筑中混凝土框架结构的经典之作。而安藤忠雄的光之教堂和柯布西耶的朗香教堂则更是基于混凝土而超越了混凝土。在建筑设计中材料被巧妙的与空间的主题和结构形式结合在一起，共同造就了出浑然天成的艺术杰作，形成了具有精神性的建筑场所。

未来建筑及材料发展趋势

随着现代社会的发展，建筑设计已经走上了多元化发展的道路，其中比较主流的方向是绿色节能建筑和高科技智能建筑。参数化建筑的风潮如今也正在席卷世界，如今的建筑正由人们所熟悉的欧几里得几何体构成转变为非欧曲面的构成，各种外形新颖奇特的流线型建筑如雨后春笋一般在世界各地出现。同时随着3D打印技术的日益完善，3D打印建筑将底颠覆传统建筑行业。时至今日，人们对土木建筑工程，如桥梁、隧道、站场、高层建筑、海港工程等提出了更高的要求，建筑材料除了高强度以外，还要求向绿色环保、高寿命、低能耗方向发展。 

1、绿色环保的建筑材料 

绿色环保的建筑材料是指对环境起有益作用或者在对环境影响很小的情况下，依旧能够良好的实现其功能的建筑材料。绿色环保材料首先要保证在使用过程中无害，同时要保证在使用完以后对环境不造成影响且能改善周围环境。所谓"绿色建筑"的"绿色"，并不是指一般意义的立体绿化、屋顶花园，而是代表一种概念或象征，指建筑对环境无害，能充分利用环境自然资源，并且在不破坏环境基本生态平衡条件下建造的一种建筑，又可称为可持续发展建筑、生态建筑、节能环保建筑等。

2、高寿命经济型建筑材料 

高寿命经济型建筑材料是指在100-500年内，依旧能实现其功能同时能够保证在运输施工过程中经济消耗最低的建筑材料。高寿命经济型建筑材料目前主要会朝着轻质材料、高性能材料、可循环再利用材料方向进行发展。轻质材料是指密度小、强度相对高的材料。这种材料能大大降低运输施工成本，经济效益很高。高性能材料是指较普通材料具有更高的材料性能的材料，这类材料一般用于有特殊用处的工程建筑。例如高强度材料、高塑性材料等。

3、低能耗建筑材料 

低能耗建筑材料是指材料在制造中，施工中能耗低同时兼具经济性的材料。这类材料在提倡节能减排的今天是十分有发展前景的，也代表了环境重于生产的理念。如今生物化学技术的大力发展，相信会有更多更有代表性的材料出现，而低能耗材料的发展也会越来越快的，前景也会更加广阔。 

建筑材料的发展与时代的进步紧紧相关，历史的进程能够反映出建筑材料的发展动向。在科技高度发达的今天，材料的发展必然会远远快于历史中的任何一个时期，而且有理由相信，材料的革新会带给世界文明巨大的冲击。