建筑材料的发展趋势

建筑材料的发展趋势（精选8篇）

建筑材料的发展趋势 篇1

摘要：建筑材料随社会、科技的发展而不断革新，越来越多的新式建筑材料不断涌现出来，极大地改善了人类的生存环境。随着科学技术的发展以及人类不居住理念的不断改变，建筑材料正逐渐朝着多功能综合性、长寿命以及绿色环保，经济节能的方向发展。

关键词:建筑材料；综合性材料；经济性材料；绿色可循环材料；应用与发展趋势

建筑材料是人类生活中非常重要的一项内容，吃穿住行中，“住”就是指建筑材料所堆砌起来的为人类遮风挡雨的物，随着社会的发展，建筑物不仅是人类生活的必需品，更成为一门艺术，而建筑材料的发展与更新，也往往带动起来一次建筑的革命。随着人类社会的发展和科学技术的不断进步,各个学科的综合交叉及多元化产生了新的技术和工艺。这些前沿的技术、工艺越来越多的应用于建筑材料的研制开发,使得建筑材料的发展日新月异。建筑材料的原有性能,如耐久性能、力学性能等得到了提高,同时在强度、节能、隔音、防水、美观等方面实现了多功能的综合。同时,社会发展对建筑材料的发展提出了更高的要求,可持续发展理念已逐渐深入到建筑材料之中,具有节能、环保、绿色和健康等特点的建筑材料应运而生。建筑材料正向着追求功能多样性、全寿命周期经济性以及可循环再生利用性等方向发展。

一、具有功能多样性和综合性的建筑材料

复合材料是由两种以上在物理和化学上不同的材料复合而成，它把多种单体材料的优点统一起来，性能更为优越，满足建筑上的综合使用要求。随着居住理念的改变,人们对建筑功能的要求日趋多样性。建材作为建筑的基本元素,必须适应这一发展要求,除具备基本性能之外,绿色健康、节能省耗、适宜舒适等多样性功能将被综合。

1.1绿色健康建筑材料

绿色健康建材指的是具有对环境起到有益作用或对环境负荷很小的情况下,在使用过程中能满足舒适、健康功能的建筑材料。根据其作用,绿色健康材料可分为抗菌材料,净化空气材料,防噪音、防辐射材料和产生负离子材料。

抗菌材料的机理是抑制微生物污染。目前研究抗菌的产品类型包括抗菌材料和抗菌剂。

净化空气材料主要是减少室内空气的化学污染。净化空气材料主要包括吸附材料和纳米半导体光催化材料。

防噪音、防辐射材料可以减少声波及其他物质波对环境污染住宅中采用隔音,对维护人的身心健康具有重要意义,材料也是新型建筑材料发展的重点方向之一。目前采用多孔材料和压电热电材料,能够吸收声波能量减小噪音,吸收电磁辐射减小电磁污染的作用。

产生负离子材料又被称作森林功能材料,空气负离子可以促进人体心脏细胞的繁殖。一些建筑材料,特别是涂料能够诱发空气产生负离子,从而改善室内空气质量,提高人体的健康水平。

1.2 节能建筑材料

建筑物的节能是世界各国建筑学、建筑技术、材料学和相应空调技术研究的重点和方向。目前我国已经制定出台了相应的建筑节能设计标准,并对建筑物的能耗作出了相应的规定。建筑物的能耗是由室内环境所要求的温度与室外环境温度的差异造成的,因此有效降低建筑物的能耗主要有两种途径:一是改善室内采暖、空调设备的能耗效率;二是增强建筑物围护结构的保温隔热性能。从而使建筑节能材料广泛应用于建筑物的围护结构当中。其中获得应用的有遮阳材料、太阳能光电材料（太阳能电池板）、节能采光玻璃、导光材料、建筑外保温系统。

围护结构包括墙体、门窗及屋面。墙体节能保温材料种类比较多,分为单一材料和复合材料。其材料包括加气混凝土砌块、保温砂浆、聚氨酯泡沫塑料(PUF)、聚苯乙烯泡沫板(PSF)、聚乙烯泡沫塑料(PEF)、硬质聚氨酯防水保温材料、玻璃纤维增强水泥制品(GRC)、外挂保温复合墙、外保温聚苯板复合墙体、膨胀珍珠岩、防水保温双功能板等。门窗节能材料以玻璃和塑铝材料为主,如中空玻璃、塑铝窗、玻璃钢、真空玻璃等。屋面保温形式有两种,一种是保温层位于防水层之下。保温材料可采用发泡式聚苯乙烯板,发泡式聚苯乙烯导热系数和吸水率均较小,且价格便宜,但密度小、强度低,不能经受自然界各种因素的长期作用,宜位于屋顶防水层的下面。另一种是保温层位于防水层之上,又叫倒置式保温屋顶。保温材料可采用挤塑式聚苯乙烯板,而挤塑式聚苯乙烯板具有良好的低吸水性(几乎不吸水)、低导热系数、高抗压性和抗老化性,其优良的保温性具有明显有效的节约能源作用,是符合环保节能的新型保温材料。

1.3舒适性建筑材料

舒适性建材指能够利用材料自身的性能自动调节室内温度和湿度来提高室内舒适度的建筑材料。室内温度是衡量舒适程度的指标之一。调温材料是利用相变材料在相变点附近低于相变点吸热,高于相变点放热的性质,将能量储存起来,达到节能调温的目的。

湿度是衡量舒适程度的另一个重要指标。调湿材料的研究是舒适建筑材料研究的课题之一。调湿材料首先在日本发展和应用起来,我国目前尚未形成产品,调湿材料主要有木纤维、天然吸湿性材料(如石膏)、天然多孔矿物材料(如硅藻土、蛭石、海泡石等)和其他非晶多孔材料等。

二、具有全寿命周期经济性的建筑材料

建筑材料全寿命周期经济性就是指建筑材料从生产加工、运输、施工、使用到回收全寿命过程的总体经济效益,用最低的经济成本达到预期的功能。自重轻材料、高性能材料以及地产材料等是目前的发展趋势。

2.1 自重轻材料

自重轻材料优点很多,由于其自重轻使得材料生产工厂化程度高,并且运输成本低、建造速度快、清洁施工,从全寿命期角度来看具有很高的经济效益。例如,轻钢建筑结构材料具有如下特点:

1)构造简单,材料单一。容易做到设计标准化、定型化,构件加工制作工业化,现场安装预制装配化程度高。销售、设计、生产可以全部采用计算机控制,产品质量好,生产效率高。

2)自重轻。降低了基础材料用量,减少构件运输、安装工作量,并且有利于结构抗震。

3)工期短。构件标准定型装配化程度高,现场安装简单快速,一般厂房仓库签定合同后2～3 个月内可以交付使用。因为没有湿作业,现场安装不受气候影响。

4)可以满足多种生产工艺和使用功能的要求。轻钢建筑结

构体系在建筑造型、色彩以及结构跨度、柱距等方面的选择上灵活多样,给设计者提供了充分展示才能的条件。

5)绿色环保轻钢建筑结构属于环保性、节能性产品,厂房可以搬迁,材料可以回收。

2.2 高性能材料

高性能材料的特点是在多种材料性能方面更为优越,使用时间更长,功能更为强大,大幅度提高了材料的综合经济效益。比如高性能混凝土,其满足的性能包括易灌注,易密实,不离析,能长期保持优越的力学性质,早期强度强,韧性好,体积稳定,在恶劣环境下使用寿命长等。高性能材料可通过使用性能优良的高级材料复合在建筑材料上实现,如碳纤维复合材料在建筑结构材料智能化技术上的应用。

2.3地产材料

地产材料是考虑到经济性要求,各地方根据自身实际资源情况选择适合的建筑材料。例如,竹材就是一种好的地产材料,它是速生的森林资源,且地域性较强。以竹材为原料结合先进的加工工艺可制成各种不同性能的板材、方材、型材。竹纤维模压板、竹塑复合材料已在建筑工程及装饰工程中得到应用。竹材制成的新型建筑材料,作为房屋建筑材料及装饰材料具有广阔的应用前景[3 ]。

三、具有可循环再生利用性的建筑材料

追求建筑材料的可循环再生利用性是根据可持续发展要求、新型建筑材料的生产、使用及回收全过程都要考虑其对环境和资源的影响,实现材料的可循环再生利用。建筑材料的可循环再生利用包括建筑废料及工业废料的利用,它将成为建筑材料发展的重要方向。

建筑废料的回收利用可分为产品回收和材料回收两大类。未破损烧结砖瓦产品在拆下并清理后直接利用是最简便的回收利用。在我国广大农村地区对未破损烧结砖瓦产品的回收利用是非常普遍的,这主要是由于烧结砖瓦产品优异的耐久性,以及其与其他材料容易分离的特性有关。城市中由于拆除方法等原因,还没有形成大规模回收的利用。未破损烧结砖瓦产品的回收对需要保护的历史建筑及其修缮有着特别重要的意义,如其他地方旧建筑物拆除下的砖瓦可回收后用于需要保护的古建筑物的修复。普通建筑拆下的整砖及半砖还可以用于人行道、庭院、公园等地面的铺砌。要充分利用未破损烧结砖瓦产品的关键是在于城市建筑的拆除程序和方法。

建筑废料中最主要的回收颗粒状材料是拆毁的混凝土和拆毁的墙体材料,这两种材料一般不能直接使用,需经加工处理,其用途非常广泛。大量无毒的工业废料可用于制造建筑产品,既节约了建筑消耗的巨大的原生性物质资源,又回收了固定废弃物,减少了环境污染。我国已开发利用粉煤灰、钢渣、矿渣等生产各种砌块,但工业废弃物的回收利用率和再生资源利用率远远低于日本和欧洲国家。例如,日本开发一种新型环保砖瓦是以下水道污泥、粉煤灰、矿渣、烧窑业杂土、玻璃渣、保温材料弃渣、废塑料、建筑废渣土、河沟淤泥为原料。

结语

“舒适、节能、环保”，是人类对生活的追求，建筑材料就是其中的一部分。科学技术的发展和人类居住理念的改变必然会引起建筑材料的不断革新，而对于建材的改革创新势必会引起生产技术的改革；建筑材料未来的发展方向也必然是向为人类更好服务的方向发展，同时，也兼顾对自然环境的保护。可持续发展的理念是任何事物变革的基本准则，当然包括建筑材料的发展。所以，可以预见的是建筑材料未来的发展方向一方面是更好地服务人类，另一方面是让人类更和谐的和大自然共同发展。

参考文献

建筑材料的发展趋势 篇2

西方发达国家在上世纪90年代就逐步完成了这样一个转变过程, 现在在发达国家, 墙板的利用率已经普遍达到70%左右的水平。板材的装配采用干作业, 相对砖和砌块来讲, 施工效率可以成倍增加。据统计, 如果是砌砖, 每个工人每天大概可以完成3㎡左右的墙体, 砌块大概可以完成5-6㎡的墙体, 而用板则可以完成20-30㎡的墙体施工量。随着现代建筑的发展, 对墙体材料功能的要求和装配工艺的要求越来越高, 小砖和小块还是属于最原始的墙体材料和装配方式, 只有大力向板材方面发展, 由湿作业向干作业的方向发展, 才能大大提高建筑的施工效率, 减轻建筑自重, 实现灵活隔断的要求。

二、向节能型墙材和自保温墙材发展

1.随着经济的发展, 全球资源日益减少, 能源已经越来越紧张。

我国目前的能源消耗已居世界第二位, 建筑能耗在我国能源消耗总量中所占比例已达27% (约为3.5亿吨标煤) , 单位建筑面积能耗为发达国家3倍多, 据预测到2020年我国建筑能耗将达到10.9亿吨标煤, 同时使得城市空气污染指数达到世界卫生组织所公布最高标准的2-5倍。全国迄今为止城镇既有建筑接近200亿㎡, 已累计建成节能建筑面积只有10.5亿㎡, 仅占5%左右。所以大力发展节能型住宅, 不仅能节约能源与保护环境, 也是实现国家节能减排总目标的重要手段, 还能给住户带来许多切实的好处。

国家规定在2010年以前全国省会以上城市新建建筑必须达到节能50%的要求, 严寒地区城市要求达到65%节能要求。

按照新近颁布的《建筑节能工程施工质量验收规范》的相关规定, 自2008年10月1日起, 建筑工程节能不符合规范不能通过验收。

从现有的墙材来看, 在保温节能的效果上都不理想, 水泥、矿渣、建筑垃圾等材料的传热系数大, 作为墙体材料后需要做保温, 但无论是做内保温还是外保温, 都存在诸多的问题, 难以达到相应的保温要求。

墙体的自保温是近几年才开始重视的一个研究课题。在我们国家以前一直是采用外墙内、外保温两种方式, 但这两种方式都有优、缺点, 下面我们来详细阐述一下:

2.外墙内保温

外墙内保温多数情况下是外墙的内侧使用苯板、保温砂浆等保温材料, 从而使建筑达到保温节能目的的施工方法。该施工方法具有施工方便, 对建筑外墙垂直度要求不高, 施工进度快等优点, 但同时也存在着一些缺陷。

①难以避免热 (冷) 桥, 使保温性能有所降低, 在热桥部位的外墙内表面容易产生结露、潮湿甚至霉变现象。

②保温层做在室内, 不仅占用室内空间, 使用面积减少, 而且用户二次装修或增设吊挂设施都会对保温层造成破坏, 不易修复。

③内保温使外墙两侧处于不同的环境温度之下, 外墙变形的速度高于内保温隔热体系, 在这种形变应力反复作用下首先是外墙易遭受破坏, 同时也使保温层及墙体出现裂缝成为普遍现象。

因此, 内保温首先是保温效果不理想, 其次是保温结构容易破坏, 对住户产生不方便, 所以, 目前使用得并不是很广泛。在南方地区对节能的要求稍微低些, 用的相对较多。

3.外墙外保温

外墙外保温是目前应用比较普遍的一种建筑物绝热方法。与外墙内保温相比, 外墙外保温既可完全消除墙体中的热桥, 达到比较满意的绝热效果, 不减少室内居住面积, 同时消除了冷凝现象, 提高了居住舒适度, 还有可以在新建建筑和改造建筑中都可以使用, 适用范围广, 但外墙外保温的施工难度比外墙内保温大。

在我国多年的建筑节能实践过程中, 在学习和引进国外先进技术的基础上, 目前已形成了多种材料、不同做法的外墙外保温系统和施工工艺, 如夹芯保温体系、外抹保温砂浆做法、外挂单面钢丝网聚苯板体系、外粘贴聚苯板薄抹灰体系等。而近几年来发展最为迅猛的当数聚苯板薄抹灰外墙外保温体系。该体系由导热系数低聚苯乙烯泡沫板和增强用玻璃纤维网格布, 以及粘贴和抹面用聚合物胶浆组成, 该做法包括材料费、人工费在内。造价一般为60-80元/m2。

外保温方面目前主要存在几个方面的问题。一是质量控制问题。严格按照规范操作, 外保温至少要经过粘结砂浆、保温层、铺设固定钢丝网或纤维网格布、防裂砂浆、外饰层等多道工序, 各道工序的施工工艺和质量要求都要达到验收标准。很多建筑开发商为了降低成本, 从材料的使用质量、施工工序上面都打了折扣, 致使外保温的质量存在很多的安全隐患, 全国很多地方都发生过外墙外保温层开裂、或者保温板粘贴不牢固而大面积剥落的现象。北方大连2006年1月1日起实行新建建筑节能65%的目标, 巨大的市场份额迅速激活了建筑保温市场。由于竞争的激烈, 造成外墙保温最低需要65元成本很多企业40元就敢干的现象, 质量肯定无法保证, 致使该市多次发生外墙保温层脱落现象。2007年6月7日, 在银川江南水乡小区, 一栋4层住宅楼的外墙全部脱落;2008年在长沙碧桂园小区的所有别墅外墙保温层被拆除重新施工。每年全国各地发生的因外墙保温质量事故在新闻媒体上经常可以看到。即使施工质量较好, 由于目前保温技术和材料上存在的不足, 使用寿命也只有15-20年, 与建筑50年的寿命相比, 势必要进行局部或全部返修, 造成二次保温, 给居民带来诸多不便, 又增加了投资。

另外是材料的防火问题, 2009年2月9日晚8时, 央视新址附属文化中心工地发生特大火灾事故。造成央视新址配楼大火的“凶手”从表面看是因燃放烟花不当而酿成。但从调查结果显示, 不耐燃烧的新型节能保温材料才是真正原因。目前在我国建筑外墙保温所用材料主要为聚苯乙烯、聚氨酯等有机材料, 上述有机材料具有耐热差、耐老化性能差和燃烧时释放大量热量, 产生大量有毒烟气, 能够加速大火蔓延的诸多缺点。

正是由于外保温存在上述的问题, 所以我们国家目前正在探讨并推行外墙自保温体系。很多企业都在这个方面下功夫, 直到目前基本都是保温空心砖和砌块为主, 不同的只是材质, 形式和结构没什么大的区别, 虽然保温性能可以基本达到要求, 但是仍然采用的是湿作业, 劳动强度大, 墙体安装效率低。都没有从墙的体系上去解决问题。长沙归一建材研发的高强耐水自保温砌块, 它利用不煅烧石膏制造, 生产工艺简单, 设备投入小, 产品热传导系数每平方米单位温差0.45瓦以下, 相当于传统1.5米厚的红砖墙保温效果。建筑主体无需再做内外保温体系, 并大幅降低僵住成本, 减少施工环节, 可广泛应用于及其严寒地区, 如俄罗斯、我国东北等区域一步达到国家推行的65%的节能标准。本产品经过权威机构的检测, 将于2010年10月在长沙市场率先投产。

现在国家对于节能建筑的推广是不遗余力的, 为加强这一工作, 各地“墙改办”都改成了“墙改节能办”, 可见墙改和节能已经摆在同等重要的位置了。因此, 各种节能型的墙材特别是具有自保温特性的墙材可以得到更大的发展。

三、由普通墙材向生态环保型墙材发展

随着人们生活水平的提高, 对于住宅舒适度的要求也越来越高, 普通墙材产品主要以水泥、粉煤灰、矿渣、建筑垃圾等为材料, 这些材料含有较多的放射性杂质, 对人体健康不利, 同时由于这些材料的热收缩性大, 导热性强, 住在里面的舒适性比较差。

而我们现在提倡的石膏墙材, 他也属于工业副产物, 但由于石膏属于暖性材料, 分子结构比较稳定, 热收缩值小, 对外界稳定变化的适应能力强。同时因为其分子结构中含有2个分子的结晶水, 在房间温度较高, 湿度较小时可以释放部分水分, 而当房间的湿度较大时, 它又可以吸收部分水分, 所以它可以自主调节房间的湿度, 我们称作具有“呼吸功能”, 这一点已经得到行业的公认。因此, 如果住在石膏材质的房间里面, 对人体的健康极为有利, 舒适度好, 属于环保生态材料, 目前, 我国正在大力提倡使用石膏生态墙材。

建筑装饰材料的发展趋势 篇3

关键词：装饰材料 现状 趋势 环保 污染

中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：1008-925X(2012)O8-0113-01

一、前言

我国在装修材料的自我开发研制方面取得了较大的成功。经过我国的相关的研究人员的努力，生产出了一大批比较新兴的建筑装饰装修材料。如：轻质干挂式外墙保温装饰挂板、天然无水粉刷石膏、液体壁纸等。首先，我国从国外引进了一大批建筑装饰装修材料。并且还有大量的生产技术和生产设备。这些生产设备在我国发挥了极大的作用，随着生产的产品相继投入了市场，我国的建筑装饰装修材料的发展向国际先进水平靠近了一大步。到现在为止，我国的墙纸以及墙布的生产已经达到了每年4亿m2的水平，建筑涂装涂料已经有每年80万吨的生产能力等等。这一些数据都说明我国的建筑材料生产水平已经达到了一定的高度，一个比较完整的工业体系也建立起来。

二、建成了初具规模、品种门类较齐全的工业体系

80 年代以来，全国掀起了开发和引进各种新型建筑装饰装修材料的热潮：一方面我国自行研究开发了一大批新型建筑装饰装修材料，另一方面从国外引进了 2000 多项建筑装饰装修材料生产技术和设备，这些生产线的建成和投产，使我国建筑装饰装修材料的发展水平向国际先进水平靠近了一大步。壁纸、墙布形成了 4 亿 m2的年生产能力；塑料地板形成了 1.62m2的年生产能力；化纤地毯形成 6000 万 m2的年生产能力；塑料管道形成 45 万吨的年生产能力；塑料异型材形成 30 万吨的年生产能力；建筑涂料形成 80 万吨的年生产能力；建筑陶瓷形成15.8 亿 m2的年生产能力；建筑卫生陶瓷形成 5500 万件年生产能力；铝型材形成 40 万吨年生产能力。发展的花色品种已达到4000 多种，基本形成了初具规模、产品门类比较齐全的工业体系。

三、存在的主要问题

1.产品更新换代能力弱款色旧、档次低、配套性差，适应不了市场及国际竞争的需要。国内的壁纸、墙布经十多年的努力，品种、花色虽有所发展，但和国外相比，花色品种还很少，款式也较陈旧，究其原因主要是国内壁纸生产厂家尚缺乏素质高的花型设计人员，花型的更新周期过长。因此，产品可选性较差，满足不了更高层次的需要，也难以参加国际市场竞争。

2.产品质量不稳定，产品流通市场混乱日前，国内装饰装修材料产品质量不稳定是较为突出的问题，究其原因是多方面的，但最主要的原因是生产企业不严格配方，没有认真执行工艺规程和产品标准造成的。

3. 产品结构的发展不合理我国新型地面装饰材料近年来虽有所发展但无论品种档次及用量等方面和国外工业发达国家相比，都还存在着很大差距。据粗略统计：目前我国在地面装饰中，各种装饰材料的消耗比例大致如下：陶瓷墙地砖约为60%-65%，大理石、花岗石地面约为 10-l2%。塑料地板约为16-20%，木地板为 3-4%。有机类装饰材料和无机类装饰材料之比为 20: 80, 和工业发达国家所采用的材料类别刚好相反，说明我国地面装饰材料的产业结构不太合理。

四、环保材料发展趋势

1.绿色石材绿色石材就应当从勘查、开采、加工等方面来考虑：

勘查：首先要了解区域地质情况，是否有专业的地质队伍进行勘查。首先是普查，通过普查，应掌握石材的花色品种、荒料块度、大致开采条件、交通水电、放射性水平等。开采：石材在开采前首先应进行材料的检测与分析及放射性测试，以便为下一步的开采和应用打下基础，提高荒料的出材率也是重要内容之一。加工：加工过程中所用的设备是否先进也是石材绿色化的内容之一，如大板锯切加工设备，目前国外所用的如框架锯机，多绳式金刚石串珠锯以及装有带型或链型刀锯的石材大板加工设备都可以做到加工尺寸大、效率高、寿命长。

2. 无甲醛人造板目前国内生产的各种人造板所使用的木材胶粘剂基本上是脲醛树脂，脲醛树脂是由甲醛 + 尿素聚合而成的，给家庭装修带来了极大的污染，几个月内无法入住。实际上甲醛缓慢释放持续时间达 3—15 年。而无甲醛的人造板以天然植物为原料，经特殊合成工艺研制而成的胶粘剂，彻底摒弃了甲醛、尿素合成脲醛树脂为木材胶粘剂这些对身体造成危害的物质，胶合强度完全达到国家标准，“无甲醛胶”系列产品已达到欧洲 E0 级和日本 Fc0 级标准要求，使用安全，是消费者可以完全信得过的真正的绿色健康产品。

3.墙体装饰材料

（1）壁纸、墙布由于具有花色图案多（有仿木纹、果纹、花草、石纹、纺织布等各个图案)装饰功能好、施工简单、价格适中等特点，是居民乐意采用的一种内墙面装饰材料。

（2）环保涂料以乳胶漆为代表的水性涂料就是目前最流行的环保涂料。建筑涂料具有以下优点：一是涂料可配成多种颜色，能满足人们的装饰需要；二是施工简便、工效高、工期短、具有配套的施工工具。三是价格低廉，维护更新方便等。内墙建筑涂料品种，主要类别有乳胶漆、水溶性涂料，溶剂型涂料等，乳胶漆、水溶性涂料等类产品。不过，乳胶漆主要用于墙面的涂饰，对于近年来掀起热潮的家具却不大适用，这就使非环保的溶剂型木器漆成为污染室内空气的主要元凶之一。近来，一种用于木制家具的水性木器漆应运而生，它以水为介质，无毒无味、无环境污染，而且漆膜平滑光亮，避免了传统木器漆刺鼻气味，完全符合涂料环保化的发展趋势。含防水配方的乳胶漆一大特点是可洗擦。不过，一般的乳胶漆在经过多次擦洗后，会掉粉。

（3）防虫防霉涂料防虫防霉涂料逐步进入市场。防虫防霉涂料主要是在保持涂料装饰性的前提下，添加具有生物毒性的药品制成的涂料。因此，高效优良的且对人体无害的防虫防霉剂是生产优良的防虫防霉涂料的关键。

4.地面装饰材料

（1）化纤地毯是目前家居地面装饰中广泛使用的一类产品，具有绝热、保温、防潮、防噪音、抗虫蛀、抗静电、品种多、装饰华丽高贵等一系列优点，它与其弹性垫层一起。可为人们提供舒适的脚感；

（2）塑料地板品种多、图案多样，如仿木纹、天然石材可以达到以假乱真的质感，能满足人们崇尚大自然的装饰要求；具有耐磨性、耐水性、耐腐蚀性；脚感舒适，特别是弹性卷材塑料地板，具有一定的柔软性，与木地板相比，隔音易清洁，与陶瓷墙地砖相比，不打滑且冬天没有阴冷的感觉；而且质量稳定，质轻施工简便，维修更新较容易，塑料地板主要用于厨房、卫生间、洗衣房、贮藏室、走廊、便餐室等地面的铺设。

（3）实木地板具有纹理清晰、耐磨损、硬度高、隔音等优点。主要用于地面的客厅、书房、走廊等处的铺设.

（4）强化木地板具有木纹实感好、耐磨、抗冲击、防潮、阻燃、抗静电、防虫蛀、尺寸稳定、安装保养方便等优点，主要用于首层地面的铺设。

五、结束语

功能材料的发展方向与趋势 篇4

功能材料是新材料领域的核心，是国民经济、社会发展及国防建设的基础和先导。它涉及信息技术、生物工程技术、能源技术、纳米技术、环保技术、空间技术、计算机技术、海洋工程技术等现代高新技术及其产业。功能材料不仅对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，还对我国相关传统产业的改造和升级，实现跨越式发展起着重要的促进作用。

功能材料种类繁多，用途广泛，正在形成一个规模宏大的高技术产业群，有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。世界各国均十分重视功能材料的研发与应用，它已成为世界各国新材料研究发展的热点和重点，也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。在全球新材料研究领域中，功能材料约占 85 %。我国高技术(863)计划、国家重大基础研究[973]计划、国家自然科学基金项目中均安排了许多功能材料技术项目（约占新材料领域70%比例），并取得了大量研究成果。

鉴于功能材料的重要地位，世界各国均十分重视功能材料技术的研究。1989年美国200多位科学家撰写了《90年代的材料科学与材料工程》报告，建议政府支持的6类材料中有5类属于功能材料。从1995年至2001年每两年更新一次的《美国国家关键技术》报告中，特种功能材料和制品技术占了很大的 比例。2001年日本文部省科学技术政策研究所发布的第七次技术预测研究报告中列出了影响未来的100项重要课题,一半以上的课题为新材料或依赖于新材料发展的课题,而其中绝大部分均为功能材料。欧盟的第六框架计划和韩国的国家计划等在他们的最新科技发展计划中, 都把功能材料技术列为关键技术之一加以重点支持。各国都非常强调功能材料对发展本国国民经济、保卫国家安全、增进人民健康和提高人民生活质量等方面的突出作用。新型功能材料国外发展现状

当前国际功能材料及其应用技术正面临新的突破，诸如超导材料、微电子材料、光子材料、信息材料、能源转换及储能材料、生态环境材料、生物医用材料及材料的分子、原子设计等正处于日新月异的发展之中，发展功能材料技术正在成为一些发达国家强化其经济及重要手段。

超导材料 以NbTi、Nb3Sn为代表的实用超导材料已实现了商品化，在核磁共振人体成像（NMRI）、超导磁体及大型加速器磁体等多个领域获得了应用；SQUID作为超导体弱电应用的典范已在微弱电磁信号测量方面起到了重要作用，其灵敏度是其它任何非超导的装置无法达到的。但是，由于常规低温超导体的临界温度太低，必须在昂贵复杂的液氦系统中使用，因而严重地限制了低温超导应用的发展。

高温氧化物超导体的出现，突破了温度壁垒，把超导应用温度从液氦（4.2K）提高到液氮温区。同液氦相比，液氮是一种非常经济的冷媒，并且具有较高的热容量，给工程应用带来了极大的方便。另外，高温超导体都具有相当高的上临界场，能够用来产生20T以上的强磁场，这正好克服了常规低温超导材料的不足之处。正因为这些由本征特性所带来的在经济和技术上的巨大潜在能力，吸引了大量的科学工作者采用最先进的技术装备，对高Tc超导机制、材料的物理特性、化学性质、合成工艺及显微组织进行了广泛和深入的研究。高温氧化物超导体是非常复杂的多元体系，在研究过程中遇到了涉及多种领域的重要问题，这些领域包括凝聚态物理、晶体化学、工艺技术及微结构分析等。一些材料科学研究领域最新的技术和手段，如非晶技术、纳米粉技术、磁光技术、隧道显微技术及场离子显微技术等都被用来研究高温超导体，其中许多研究工作都涉及了材料科学的前沿问题。高温超导材料的研究工作已在单晶、薄膜、体方面取得了重要进展。

生物医用材料 作为高技术重要组成部分的生物医用材料已进入一个快速发展的新阶段，其市场销售额正以每年16%的速度递增，预计20年内，生物医用材料所占的份额将赶上药物市场，成为一个支柱产业。生物活性陶瓷已成为医用生物陶瓷的主要方向；生物降解高分子材料是医用高分子材料的重要方向；医用复合生物材料的研究重点是强韧化生物复合材料和功能性生物复合材料，带有治疗功能的HA研究也十分活跃。

能源材料 太阳能电池材料是新能源材料研究开发的热点，IBM公司研制的多层复合太阳能电池，转换率高达40%。美国能源部在全部氢能研究经费中，大约有50%用于储氢技术。固体氧化物燃料电池的研究十分活跃，关键是电池材料，如固体电解质薄膜和电池阴极材料，还有质子交换膜型燃料电池用的有机质子交换膜等，都是目前研究的热点。

生态环境材料 生态环境材料是20世纪90年代在国际高技术新材料研究中形成的一个新领域，其研究开发在日、美、德等发达国家十分活跃，主要研究方向是：①直接面临的与环境问题相关的材料技术，例如，生物可降解材料技术，CO 2 气体的固化技术，SOx、NOx催化转化技术、废物的再资源化技术，环境污染修复技术，材料制备加工中的洁净技术以及节省资源、节省能源的技术；②开发能使经济可持续发展的环境协调性材料，如仿生材料、环境保护材料、氟里昂、石棉等有害物质的替代材料、绿色新材料等；③材料的环境协调性评价。

智能材料 智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料，是现代高技术新材料发展的重要方向之一，将支撑未来高技术的发展，使传统意义下的功能材料和结构材料之间的界线逐渐消失，实现结构功能化、功能多样化。科学家预言，智能材料的研制和大规模应用将导致材料科学发展的重大革命。国外在智能材料的研发方面取得很多技术突破，如英国宇航公司在导线传感器，用于测试飞机蒙皮上的应变与温度情况；英国开发出一种快速反应形状记忆合金，寿命期具有百万次循环，且输出功率高，以它作制动器时、反应时间，仅为10分钟；在压电材料、磁致伸缩材料、导电高分子材料、电流变液和磁流变液等智能材料驱动组件材料在航空上的应用取得大量创新成果。国内功能材料发展的现状和差距

我国非常重视功能材料的发展，在国家攻关、“ 863”、“973”、国家自然科学基金等计划中，功能材料都占有很大比例。在“九五”“十五”国防计划中还将特种功能材料列为“国防尖端”材料。这些科技行动的实施，使我国在功能材料领域取得了丰硕的成果。在“863”计划支持下，开辟了超导材料、平板显示材料、稀土功能材料、生物医用材料、储氢等新能源材料，金刚石薄膜，高性能固体推进剂材料，红外隐身材料，材料设计与性能预测等功能材料新领域，取得了一批接近或达到国际先进水平的研究成果，在国际上占有了一席之地。镍氢电池、锂离子电池的主要性能指标和生产工艺技术均达到了国外的先进水平，推动了镍氢电池的产业化；功能陶瓷材料的研究开发取得了显著进展，以片式电子组件为目标，我国在高性能瓷料的研究上取得了突破，并在低烧瓷料和贱金属电极上形成了自己的特色并实现了产业化，使片式电容材料及其组件进入了世界先进行列； 高档钕铁硼产品的研究开发和产业化取得显著进展，在某些成分配方和相关技术上取得了自主知识产权； 功能材料还在“两弹一星”、“四大作出了举足轻重的贡献。

目前世界各国功能材料的研究极为活跃，充满了机遇和挑战，新技术、新专利层出不穷。发达国家企图通过知识产权的形式在特种功能材料领域形成技术垄断，并试图占领中国广阔的市场，这种态势已引起我国的高度重视。近年来，我国在新型稀土永磁、生物医用、生态环境材料、催化材料与技术等领域加强了专利保护。但是，我们应该看到，我国目前功能材料的创新性研究不够，申报的专利数，尤其是具有原创性的国际专利数与我国的地位远不相称。我国功能不足，有待改进和发展。国内外功能材料社会经济发展需求分析 1)功能材料的国外需求分析

根据预测，2001年新材料技术产业在世界市场的销售额将超过4000亿美元,，其中功能材料约占75～80%。某些特种功能材料就其单项而言，其市场也是巨大的。1995年信息功能陶瓷材料及其制品的世界市场销售额已达210亿美元，预期到2010年将达到800亿美元；2000年超导材料销售额已达80亿美元,预测2010年的年销售额预计将达到600亿美元，其中高温超导电力设备的全球销售额可达50-60亿美元,到2020年，全球与超导相关的产业的产值（按1995年的价格估算）可能达到1500亿到2000亿美元，其中高温超导占60％；2010年全球钕铁硼永磁材料的市场需求量将达14.6万吨,产值达80亿美元，带动相关产业产值700亿美元；生物医用材料是一个正在迅速发展的高技术领域，目前全球生物医用材料及制品的产值超过700亿美元，美国约为400亿美元，与半导体产业相当，是美国经济中最活跃、出口量最大的6个产业之一，近年来一直保持每年20%以上的速率持续增长，预计到本世纪前十年左右,生物医用材料产业将达到药物市场的份额；随着可持续发展政策被各国政府的广泛采纳，生态环境材料的市场需求也将迅速增加，估计2010年的社会需求将高于500亿美元。可见，在全球经济中，特种功能材料无论是需求的规模，还是需求的增长速度，都是相当惊的。功能材料的国内需求分析

中国作为一个 12亿人口的大国，正在实施宏伟的第三步发展战略，这一根本国情加之特种功能定了我国对功能材料的需求将是巨大的。

功能材料不仅是发展我国信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，而且是改造与提升我国基础工业和传统产业的基础 ,直接关系到我国资源、环境及社会的可持续发展。

我国国防现代化建设一直受到以美国为首的西方国家的封锁和禁运，所以我国国防用关键特种功能材料是不可能依靠进口来解决的，必须要走独立自主、自力更生的道路。如军事通信、航空、航天、导弹、热核聚变、激光武器、激光雷达、组件等，都离不开特种功能材料的支撑。

我国经济的快速增长和社会可持续发展，对发展新型能源及能源材料具有迫切的需求。能源材料是发展能源技术、提高能源生产和利用效率的关键因素，我国目前是世界上能源消费增长最快的国家，同时也是能源紧缺的国家。发展电动汽车、使用清洁能源、节约石油资源等政策措施使得新型能源转换及储能材料的需求不断增加。近年来，随着电子信息技术的迅猛发展，我国便携式电器如手提电话、笔记本计算机用户每年均以超过 20%的速度增加，形成了一个对小型高能量密度电池会需求。

随着移动通信等新一代电子信息技术的迅速崛起，作为一大批基础电子元器件技术核心的信息功能陶瓷日益成为我国发展相关高技术的需求重点。按照 5%的世界市场占有率计，2010 年我国信息功能陶瓷材料及制品的年销售额将达 300亿元人民币，对信息通讯产业发展重的作用。

我国是一个稀土大国，其工业储量占世界总储量的 70%以上，发展稀土功能材料我国有着独特的资源优势。例如，稀土永磁材料全世界的年平均增长率为23%,而我国高达60%，1995年全球的钕铁硼永磁材料的生产总量为6000吨，其中我国为2000吨，占总量的1/3，预测2010年全球钕铁硼永磁材料的产量将达14.6万吨，产值达80亿美元,其中我国的产量将达5.4万吨，产值达20多亿美元，相关器件产值达100～150亿美元。稀土在发光、催化等领域的应用也具有广阔的市场需求。我国西部还拥有一些储量丰富的资源，如稀土、钨、钛、钼、钽、铌、钒、锂等，有的工业储量甚至占世界总储量的一半以上，这些资源均是特种功能材料的重要原材料。研究开发与上述元素相关的特种功能材料，拓宽其应用领域，取得自主知识产权，将大幅度地提高我国相关特种功能材料及制品的国际市场竞争力，这对实现西部资源的高附加值利用，将西部的资源优势转化为技术优力地支持国家的西部大开发。

随着我国人民生活质量的进一步改善和提高 ,我国潜在的生物医用材料市场将很快转化为充满勃经济效益，成为国民经济的一个支柱产业。

当前建筑艺术设计的发展趋势论文 篇5

建筑设计向来与艺术密不可分，尤其现在随着人们的要求越来越高，建筑要美观舒适才能符合现代人对建筑的需求，本文主要研究当前建筑艺术设计的趋势。

《建筑设计管理》的宗旨是以建筑勘察设计企业管理为核心，坚持科学与严谨的原则，强调理论性与实践性并重、知识性与可读性并重，围绕为勘察设计和建筑企业改革与发展，面向基层，注重实用，全方位、多视角触及建筑领域，发布权威信息，宣传和交流建筑企业改革与管理、建筑设计与技术、建筑施工与材料等方面的新成就、新经验、新知识、新成果、新技术，推介管理经验与技术成果，探索建筑业建康发展的新理论、新方法，为我国社会主义城乡建设和发展服务，为广大建筑业职工和读者服务。

建筑设计大师梁思成说过：“建筑是凝固的音乐，音乐是流动的建筑。”建筑物不仅仅给人以舒适的享受，而且像音乐一样更给人以美好的感受。就环境保护而言，人们提出了“绿色建筑”，它包括美观舒适，采光通风，环境污染，噪音隔声，保温隔热，道路交通，绿化美化等等。建筑设计是在规划的前提下，根据任务书的要求综合考虑基地环境，使用功能，结构施工，材料设备，建筑经济及建筑艺术等问题。

一、建筑设计的概念

建筑设计是指建筑物在建造之前，设计者按照建设任务，把施工过程和使用过程中所存在的或可能发生的问题，事先作好通盘的设想，拟定好解决这些问题的办法、方案，用图纸和文件表达出来。使建成的建筑物充分满足使用者和社会所期望的各种要求。广义的建筑设计是指设计一个建筑物或建筑群所要做的全部工作。设计工作常涉及建筑学、结构学以及给水、排水、供暖、空气调节、电气、煤气、消防、防火、自动化控制管理、建筑声学、建筑光学、建筑热工学、工程估算、园林绿化等方面的知识，需要各种科学技术人员的密切协作。

建筑设计是在规划的前提下，根据任务书的要求综合考虑基地环境，使用功能，结构施工，材料设备，建筑经济及建筑艺术等问题。着重解决建筑物内部各种使用功能和使用空间的合理安排，建筑与周围环境，与各种外部条件的协调配合，内部和外表的艺术效果。各个细部的构造方式等。创造出既符合科学性又具有艺术的生产和生活环境。建筑设计包括总体设计和个体设计两部分。

二、建筑艺术设计及设计原则

建筑艺术形象也是人们建造房屋的主要目的之一。它包括建筑群体和单体的体型、内部和外部的空间组合、建筑立面构图、细部处理、材料的色彩和质感以及光影变化等综合因素所创造的综合艺术效果。建筑构造设计处处都应考虑经济合理，在选用材料上应就地取材，注意节约钢材、水泥、木材三大材料并在保证质量前提下降低造价。

设计思维的创造性与个性化。建筑的`个性，不仅来自于其形式，而且要在满足其使用功能需要的基础上，符合使用的个性和审美要求，通过把人的情感方式和生活方式客观化，创造一个具有文化意味的人性化的空间，使建筑以及和建筑相关的一切都带有人格的力量。个性化设计内涵其实就是一种“以人为本”的思想是对人性关怀的一个表现。

建筑设计原则有：整体性设计原则，整体性设计原则是把要设计的建筑作为由各个组成部分构成的一个整体来全面研究整体的功能、构成及其发展规律，从整体与部分相互依赖、相互结合、相互制约的关系中揭示系统的特征和运动规律;综合性设计原则，对任一系统的研究，必须从它的要素、结构、功能、相互关系、历史发展等方面进行综合地考察。在综合的过程中把分析有机地给合起来;联系性设计原则，联系性设计原则要求要考虑到相互联系的诸多方面。系统都是在一定的外部环境中发生、维持和发展的，与环境中其他系统有着种种相互联系和相互作用的;动态性设计原则，动态原则就是要探索系统的内外联系及系统发展变化的方向、趋势、活动的速度和方式还要探索系统发展的动力、应用和规律;有序性设计原则，系统都是有序、分层次的，是层层相包的结构关系。而且层次越低，结合度越强，反之层次越高，结合度越弱。正确地确定各部分的关系，有效地进行功能分区，合理地组织各种流线和空间序列，是建筑设计中应认真对待的重要环节;结构性设计原则，结构是要素在关系作用下的结合方式，是性能的载体，普遍地存在于事物之中;最优化设计原则，系统形成的过程实际上是差异整合的过程。通过差异的整合使建筑的各个部分有机地组织在一起，激发出正的整体效应，促进“整体大于部分之和。

三、当前建筑设计的走向

1、自然环保化

随着环境保护意识的增长，人们向往自然，喝天然饮料，用自然材料，渴望住在天然绿色环境中。北欧的斯堪的纳维亚设计的流派由此兴起，对世界各国影响很大，在住宅中创造田园的舒适气氛，强调自然色彩和天然材料的应用，采用许多民间艺术手法和风格。在此基础上设计师不断在“回归自然”上下功夫，创造新的肌理效果，运用具象的抽象的设计手法来使人们联想自然。

2、民族风情化

只强调高度现代化，人们虽然提高了生活质量，却又感到失去了传统、失去了过去。因此，室内设计的发展趋势就是既讲现代化，又讲传统。在日本，许多新的环境设计反映了日本设计人员致力于高度现代化与高度民族化结合的设计体现。去年落成的东京雅叙园饭店及办公大楼的室内设计，传统风格浓重而又新颖，设备、材质、工艺高度现代化，室内空间处理及装饰细部处处引人入胜，给人留下深刻的印象并深受启发。日本各地的大、小餐厅、菜室及商店装饰食器均进行了配套设计，人们即使在很小的餐馆用餐，也同样感受到设计者的精心安排。因此，日本的建筑设计风格给人以“处处环境美，处处有设计”的印象。

3、个性多样化

当今，提倡人性和个性化已成为现代室内环境设计的主流。结合室内环境的总体装饰风格，充分利用各种不同装饰所显现出的不同性格特色和文化的内涵，使静态、单纯、冷漠的室内空间，变成动态的、丰富多彩的和充满情趣的生活空间，这将是一件十分有益和极具乐趣的事情。 大工业化生产给社会留下了千篇 一律的同一化问题。相同楼房，相同房间，相同的室内设备。为了打破同一化，人们追求个性化。一种设计手法是把自然引进室内，室内外通透或连成一片。另一种设计手法是打破水泥方盒子，斜面、斜线、或曲线装饰，以此来打破水平垂直线求得变化。还可以利用色彩、图画、图案，利用玻璃镜面的反射来扩展空间等等，打破千人一面的冷漠感，通过精心设计，给每个家庭居室以个性化的特性。

四、结语

建筑材料的发展趋势 篇6

汽车制动器衬片，俗称刹车片，是汽车制动系统中重要的安全部件。它将汽车运动的动能转化为热能和其他形式的能量，从而使汽车减速或停止。制动材料是以摩擦为主，兼有结构性能要求的多组分复合材料。随着我国汽车制造业的不断壮大，制动材料也得到了突飞猛进的发展。根据2005年中国刹车片市场调查报告，04年国内摩擦材料产量为19.4万吨，其中盘式和鼓式刹车片占85%以上。国内方面，近年来我国汽车保有量已经达到2570.97万辆，全国每年需求刹车片4亿块左右，市场潜力巨大[1]。另外，据中国摩擦与密封协会的统计，我国摩擦材料产量保持快速增长的势头，2005年产量30万吨，产值56.27亿元，出口交货值13.3亿元；2006年产量达到37.34吨，产值67.34亿元，出口交货值20.51亿元。预计在“十一五”末期，我国摩擦材料总产量将达到60万吨，总产值超过100亿元，其中出口交易值40亿元。随着各国汽车工业的发展和现代社会环保意识的提高，制动材料的运行条件越来越苛刻，人们对它的性能要求也越来越高，可简单将其概括为“三化”。

（1）无石棉，无污染化

自从1972年国际肿瘤医学会确认石棉及其高温挥发物属于致癌物后，各国家相继禁止使用石棉摩擦材料。我国于1999年10月1日开始实施国家标准《汽车制动系统结构、性能和试验方法》（GB12676-1999），其中明确规定“制动衬片应不含石棉”，并在标准实施起48个月后强制施行。随着人们生活水平的提高，汽车所造成的污染也越来越受到人们的重视，其中刹车片产生的污染也引起了人们的关注。就制动材料而言，对环境的污染主要来自制动过程中产生的噪音及磨屑中的重金属污染。为了控制噪音污染，我国于1996年通过了《中华人民共和国环境噪声污染防治法》，欧洲各国也对机动车辆的噪声释放做出了严格规定（图1，图2）。最近的环境研究显示重金属对环境构成极大的危害，关于重金属污染，在国内还没有被完全了解和关注[2]，而国外已有报道。欧盟为此已采取措施禁止或严格限制在汽车构件中使用重金属，不久前在斯德哥尔摩发表的一项研究表明，摩擦材料是铜污染最大的祸首之一。尽管与其它汽车部件相比其所含的铜量较低，但制动片却产生了环境中30%的铜污染。在美国加州，由于刹车片重金属造成的河流和海湾污染已经引起了相关部门的重视，其中很多金属如锑、铅、锌等被怀疑有致癌性。因此，制动材料的低金属及无金属化成为研究重点之一。汽车厂商及摩擦材料供货商正在寻找替代品。TRW（美国天合汽车集团）在环境及安全上的技术创新使其在提供无重金属制动片领域领先一步。通过深入的研究，TRW开发了矿物与陶瓷纤维的混合材料，不使用非环保材料，如紫铜、黄铜、锑铅等[3]。中国也将从TRW的这一成果中获益，一些环保制动产品将会逐步进入国内市场。

（2）高速化

随着高速公路的普及及火车的再次提速，车辆的行驶速度越来越快。汽车在刹车过程中，制动材料吸收的能量基本和车速的平方成正比。以轿车为例，当车速为100km/h时，制动的热负荷达1130.436KJ。另外，目前小轿车和轻型货车大多从鼓式向盘式制动器转变。该制动器的散热性、热稳定性和水稳定性好，且易于维修和保养。但同时其摩擦面积也只有鼓式的1/4~1/6，单位面积吸收的能量增加4~6倍，高速制动时，摩擦副表面的闪点温度可达1000℃，这就对制动材料的耐热性能提出了更高的要求。

（3）轻量化

从上世纪70年代开始，能源危机及石油的短缺日趋严重，汽车轻量化的问题被提上日程。当今世界能源紧缺，节能必将是摩擦材料发展的一个重要方向。因此，汽车工业相应的将汽车从较重的后轮驱动改为更小、更轻、更省油的前轮驱动，出现了更小、更轻的刹车片。也就是说在具有优良摩擦性能的同时，较低密度的刹车片将会更具优势。对高档汽车的刹车片而言，一般都要求其密度低于2.5g/cm3。

因此，为满足上述性能要求，开发高性能环保型制动材料已成为摩擦材料行业的当务之急。泛泛而谈，制动材料应满足多方面的性能要求：a具有适中且稳定的摩擦系数。通常，不同厂商对摩擦系数要求各不相同。用在亚洲车型上的有机摩擦材料的摩擦系数值（μ）为0.30~0.35，在美国常用的半金属摩擦材料（μ）为0.35~0.40。而在欧洲，对速度及温度要求显著不同。所用的无石棉有机材料（NAO）摩擦摩擦系数的要求值达0.40~0.45；b高的耐磨性，即较长的使用寿命；c具有良好的导热性、较大的热容量和一定的高温机械强度；d对对偶无攻击性；e无噪声、低成本且对环境无污染等[4-5]。汽车制动材料的发展历程

1.1 鼓式制动器与石棉型刹车片占主导地位

20世纪70年代中期以前是摩擦材料发展的第一时期，汽车制动材料多采用石棉作为增强体。它是以石棉为骨架，其他添加剂和树脂复合而成，石棉在摩擦材料中的含量一般为30%～60%。由于石棉摩擦材料具有成本低、密度小、摩擦系数高、来源丰富等一系列优点，能满足摩擦材料的使用要求，因而获得了广泛的应用，长期占据统治地位[6-7]。

1.2汽车制动器向盘式制动器与非石棉摩擦材料过渡时期 70年代至80年代中期，随着汽车工业的飞速发展，石棉摩擦材料已不能适应现代汽车和社会发展的需要，同时由于石棉摩擦材料的致癌性，各国强烈要求禁止使用石棉摩擦材料。目前，国内外都在大力开展无石棉摩擦材料的研究，先后研制开发了十几种代替石棉制成的摩擦材料。归纳起来主要有以下几种：半金属摩擦材料，有机纤维摩擦材料，玻璃纤维摩擦材料，片状材料增强摩擦材料等[8]。

1.3盘式制动器与新型摩擦材料大发展并得到大规模应用阶段

20世纪80年代中期以来，汽车工业向高速、重载、舒适、环保、轻量化方向发展，制动系统得到不断的改进和完善。许多国家都致力于改进和开发新型无石棉摩擦材料，一大批新型制动材料相继涌现。最具代表性的有粉末冶金摩擦材料，新型混杂纤维摩擦材料，C/C复合材料及新型的陶瓷基摩擦材料。

（1）粉末冶金摩擦材料

粉末冶金摩擦材料又称烧结金属摩擦材料，是以金属及其合金为基体，添加摩擦组元和润滑组元，通过压制成型，然后在高温中烧结而成。采用粉末冶金技术生产摩擦材料时，不但在性能上有突出的优点，特别是在组分的设计上极具灵活性。法国、瑞典、加拿大等国的高速列车均使用这种闸瓦，且取得不错的效果。但其对对偶的磨损偏大，成本与有机摩擦材料相比偏高，尚有待进一步改进[9]。

（2）新型混杂纤维摩擦材料

目前世界上已极少采用单一纤维作为制动材料的增强纤维，混杂纤维增强是摩擦材料的发展方向。所谓新型混杂纤维摩擦材料是指采用两种或两种以上的纤维增强同一种树脂基体的摩擦复合材料。采用混杂技术时，一般都采用性能和价格互补的两种纤维。郭洪涛[10]研究认为炭纤维与芳纶浆粕的混杂表现出很好的摩擦学性能，芳纶纤维在材料摩擦过程中容易在对偶的界面上形成转移膜，摩擦曲线波动幅度比单一炭纤维增强的试样普遍要小，即加入了芳纶浆粕改善了摩擦系数的平稳性，证明了混杂的优异效应。中国专利[11]利用一种价格极为低廉的叶蜡作为填料，采用硅酸铝纤维、钢纤维混杂增强制得一种新型混杂纤维摩擦材料。通过实验测得该种材料在不同温度下摩擦系数稳定、磨损率小、制动效果好，具有很大的市场竞争优势。欧洲专利[12]涉及三种纤维混杂：10~15%的 aramid纤维，5~20%的棉花纤维，2~15%的炭纤维，所研制的摩擦材料比传统材料具有更佳的摩擦磨损性能。

（3）C/C复合材料

C/C复合材料，即炭纤维增强炭基体复合材料。自从1958年问世以来，由于其具有比重小（约为铁的1/5）、强度高（抗拉强度>2GP）、热膨胀系数小、耐高温等优点，在军工、航空、航天等方面取得了长足的发展。其在民用领域方面的应用也日益扩大，很多民用飞机（如波音系列：Boeing747、Boeing757等，空客系列：A330、A340等）和高档赛车（Ferrari F2005、Renault R25、Toyota TF105等）已开始装备C/C刹车副。目前国内中南大学、西北工业大学、中科院金属所、航天集团第四院43所、621所等几家单位的研究在国内居于领先水平。中南大学以博云新材料股份有限公司为依托，C/C刹车副已全面实现产业化、国产化[13-15]。由于C/C复合材料采用化学气相沉积（CVD），液相浸渍炭化的生产工艺，生产周期较长，因此成本较高，价格昂贵（一副C/C刹车盘价格高达上万元），这也制约了其在更广阔领域特别是汽车领域的应用。

（4）新型陶瓷基摩擦材料

由于无石棉有机制动材料存在耐热性问题，半金属摩擦材料又存在密度较大、攻击对偶、产生噪音等不足，而尽管C/C复合材料能解决上述问题，但其成本较高。陶瓷摩擦材料具有密度适中、耐高温、耐腐蚀、价格适宜等优点，已被广泛的应用于制动领域。一般来说，陶瓷基摩擦材料中陶瓷的体积分数至少占到45%以上，有的甚至达到80%~90%。常用的性能优良的陶瓷有：SiC、B4C、Si3N4、Al2O3、AlN等[16]。德国斯图加特大学和德国航天研究所等单位对C/C-SiC复合材料应用于摩擦领域进行了研究，并成功应用于保时捷高档轿车上[17]。Pinggen Rao[18]对低温烧结高纯Al2O3陶瓷的性能进行了探讨，L.E sposito等对低纯Al2O3陶瓷的摩擦磨损性能进行了研究[19]。目前在国外，添加陶瓷纤维作为增强材料，利用改性树脂和橡胶为粘合剂，以多种人工合成的有机和无机材料作为摩擦性能调节剂制成的一种非金属摩擦材料，也叫做陶瓷基摩擦材料。其特点是：1）无噪音。陶瓷配方不但很好的消除了行车制动噪音，而且通过对静摩擦系数和动摩擦系数的平衡，解决了半金属和少金属配方很难克服的低频噪音。2）无落灰，抗腐蚀能力强。陶瓷配方中没有金属成分的加入，很好的解决了金属纤维锈蚀的问题。对油酸不敏感，且其具有优异的摩擦粉尘性能，一般行车一千公里以内不会有明显的轮毂落灰现象。3）使用寿命长。陶瓷摩擦材料采用大量的有机和无机材料，材料之间有良好的亲和性能，并在制动过程中可以形成较好的摩擦膜和转移层，具有很好的润滑效果，大大提高了材料的使用寿命，与半金属相比，其使用寿命可提高1.5倍以上。4）绿色环保，制动舒适。陶瓷材料优异的理化性能以及不含重金属的配方，使制动材料具有噪音低、粉尘少的特点，且对环境无污染，完全符合日益提高的环保要求。汽车制动材料需要解决的关键技术

近年来，国内外对汽车制动材料进行了广泛的研究，并取得了巨大的研究成果。但目前，汽车制动材料还需解决以下两项关键技术：

1）提高摩擦材料粘结剂的性能。粘结剂是摩擦材料组成的核心，它性能的好坏直接影响刹车片的性能。一般来说，粘结剂应具有长寿命、良好的稳定性和较好的耐热性能，其中耐热性是关键。目前，人们普遍采用物理和化学的方法对酚醛树脂进行改性，其耐热性能大幅度提高。但随着车速的提高，对摩擦材料的热衰退性能提出了更高的要求。目前摩擦材料粘结剂的研究，已不再局限于树脂和橡胶，而且拓展到了利用金属粉末或金属硫化物在高温下具有的特殊性能，减少树脂在摩擦材料中的使用比例，以弥补树脂及橡胶在高温下的不足。因此，尽管采用高性能树脂能提高摩擦材料的耐热性能，但其改善毕竟有限，我们应更多的关注和利用金属粉末及金属硫化物的性能或开发一些新型的无机粘结剂。同时，材料的热传导性虽然是影响耐热性的间接因素，却非常重要。因此，为了降低制动温度，提高耐热性能，我们也可以从提高制动材料的导热系数入手，加快散热速度，防止材料因温度过高导致性能下降。

2）随着现代环保意识的增强，人们对汽车产生的噪音的问题越来越关注。因此，减少刹车片诱发的制动噪音成为一个重要的研究课题。汽车刹车片噪音，涉及到制动器的总成结构，而不单是制动材料本身的问题。目前，科学界对噪音的产生及形成机理还没有统一的定论。一般认为，其原因不外乎三种[20]：一是刹车片与对偶不匹配，产生共振或伤盘；二是刹车片的摩擦稳定性差；三是刹车片与制动对偶随制动比压、温度、速率的变化，双方材质互为粘附。为解决此问题，一般可以添加一些润滑剂和增韧剂，积极开发轻质和性能优越的多孔填料，以降低制动噪音。汽车制动材料的发展趋势

汽车工业的快速发展造成了汽车摩擦材料研究的白热化。为了开发能满足当代汽车工艺要求的全新制动材料，当前汽车制动材料发展趋势可以从以下几个方面来看。

3.1 摩擦磨损理论的完善

汽车在制动时，即是发生在制动材料和金属刹车盘之间的摩擦过程。现代摩擦学往往把摩擦材料/金属刹车盘这一对摩擦副的相对运动过程，视为是摩擦学系统[21-22]。其基本思想是，把相对运动和相互作用的诸表面及参加作用的介质，抽象成由摩擦学元素构成的系统，然后依据系统学理论，把摩擦学系统归属于开式、离散、动态系统，研究摩擦过程中能量和材料的损失。与此同时，摩擦学系统的结构和功能，也随摩擦过程变化。可由图4所示系统模型来描述这一摩擦学系统[23]。

关于制动材料摩擦磨损机理的研究主要包括以下两方面:一方面是试图从理论上解释磨损机理，导致了不少磨损模型和假设的建立；另一方面是努力通过实验找到磨损的规律，使磨损机理的理论研究和实际应用结合起来，建立磨损的计算方法。迄今为止，关于制动材料摩擦磨损机理的研究很多，但由于制动材料中成分和组织以及材料性能的复杂性，还没有一个公认的理论能解释所有的摩擦磨损现象。目前己有的算式大部分是基于某一种磨损机理而建立的，或是根据特定的实验条件而建立的经验公式[24]。因此，关于其磨损机制的研究和磨损模型的建立还有待深入和完善[25]。一般来说，摩擦材料与金属对偶体系可反映5种磨损类型，即:磨粒磨损，粘着磨损，疲劳磨损，热磨损和宏观剪切磨损[26]。

另外，目前关于汽车制动材料的报导绝大多数仅局限于宏观层次上的研究，而很少从微观上进行分析。为了能对制动材料摩擦磨损机理有更好的认识，更现代化检测手段的运用显得十分必要。譬如，由于扫描电镜对非导电体的观测并不充分，而原子力显微镜提供了在原子、分子尺度上观察非导体表面形貌的有效手段，所以可以从更加微观的角度上对摩擦材料表面、磨屑以及对偶件的形貌特征和化学成分特征进行分析研究。同时，随着新材料和微电子技术的迅速发展，人们将微电子技术和微传感器技术用于摩擦材料，形成能够自动检测制动过程中摩擦系数、摩擦力、摩擦量及表面温度的功能摩擦材料，进而通过控制技术自动调节制动过程中的制动力和表面温度，这将有助于更深入的了解制动过程中的摩擦磨损现象。这些都是未来制动材料发展的重要方向。

3.2 材料的改性及配方的优化设计

汽车制动材料是以高分子化合物为粘结剂，以无机或有机类纤维为增强成分，以矿物粉体和有机粉体为摩擦性能调节剂制备而成的功能材料。其组成成分少则十几种，有时甚至添加了几十种不同的材料。根据各个组分在摩擦材料中所起的作用，一般将其分为增强纤维、有机粘结剂和填料。

3.2.1 原材料的改性研究

在原材料方面，对于增强纤维，由于单一纤维各有优缺点，且在不同方向上具有不同的力学和物理性能。因此，对纤维增强的摩擦材料而言，使用混杂纤维进行合理复合，使其充分发挥各自的优点，制成性能优良、成本较低的摩擦材料，必将成为摩擦材料的研究方向之一。对于树脂粘结剂，目前主要还是选用酚醛树脂，其最突出的优点是耐热性好，但在高温下会分解，使摩擦材料发生热衰退，摩擦磨损性能变差，因此酚醛树脂的改性也是其研究方向之一。对填料而言，在现代汽车制动材料中，有机粘结剂和增强纤维的用量正逐渐减少，以矿物为主的填料用量越来越多。各国都在积极研究开发一些轻质、多孔的无机填料，特别是当一些纳米粒子的填料加入时，产生了一种新型的摩擦材料，即纳米摩擦材料。

3.2.2 纳米摩擦材料

纳米复合材料的概念于20世纪80年代中期由Roy提出[27]。纳米复合材料具有优异的性能和广泛的应用价值，利用纳米粒子取代普通无机填料与聚合物基体复合，能大幅度提高聚合物材料的整体性能[28]。贺鹏等[29]将其作用归纳为以下几点：提高热性能，如热膨胀系数降低、导热系数大幅提高、阻燃性增强；改善力学性能，如同时增加强度和增加韧性、增强耐磨性、改进光电性能等。葛世荣等[30]人，制备了纳米SiO2和纳米TiO2填充PA1010尼龙复合材料，测试结果表明：填充纳米颗粒可以提高尼龙复合材料的力学性能，纳米SiO2和纳米TiO2作为填料可以提高PA1010的耐磨性，降低摩擦系数。其中纳米颗粒的最佳质量分数为10％。马世宁[31]等对纳米固体润滑干膜的摩擦学性能进行了研究，试验表明：添加纳米Al2O3粉末在摩擦系数略有增加的同时，耐磨性也得到了很好的改善。美国马里兰大学[32]材料系在实验室研制成功纳米Al2O3与橡胶的复合材料。这种材料与常规橡胶相比，耐磨性大大提高，介电常数也提高了将近一倍。

3.2.3 材料配方的优化设计

汽车制动材料一般采用模压成形法，因此材料的成分配方至关重要。目前在代表世界摩擦材料先进水平的欧洲和北美国家中，其摩擦材料先进的配方技术主要体现在：1）无石棉、无金属、无Kevlar等化学纤维和天然纤维、树脂含量低至5%~6%，并采用第二粘结剂。2）多体系复合材料的配方优化。多年以来，摩擦材料研究及应用的主导体系一直是以1维唯象的纤维为增强体、0维唯象的颗粒为填料和3维唯象有机基体组合而成的0-1-3型聚合物基复合材料体系。目前，国内外开展了多种新结构体系摩擦材料的研究，有研究者选用多种纤维、以2维唯象的层片为增强体，并与多种有机无机微粒和树脂混合制得0-1-2-3型复合体系摩擦材料。发现以相同的填充分数，可获得比单纯纤维和单纯粒子增强材料高的力学性能，并能同时兼顾强度和韧性、高温摩擦和磨损性能、综合性能优越。

在汽车制动材料配方优化设计的过程中，大量的专利技术和应用研究用来完善和提高制动材料的摩擦磨损性能。曹献坤[33]等人对Kevlar增强纤维的摩擦材料配方进行了研究设计。应用正交试验设计方法，以摩擦制品的摩擦系数、磨损量和冲击强度为试验指标，由多因素方差分析进行配方优化，得材料配比（Wt％）为：Kevlar纤维1～5，膨胀蛭石片40～50，改性酚醛树脂16～19，石墨5～8，有机摩擦粉10～15，无机填料10～18。杨金生[34]等对半金属制动材料的成分配方进行了改性并获得较好的制动摩擦磨损效果。国外商用摩擦材料的配方设计，由于涉及到商业秘密很少公开，在摩擦磨损机理研究中，只会简单给出实验材料的配方。韩国的Ho Jang等[35]学者，对复合摩擦材料中的Sb2S3ZrSiO4在表面摩擦过程中的特性进行了研究，并给出了材料的配方。美国专利[36]利用10%的aramid纤维，5%的钛酸钾纤维，与10%酚醛树脂和其他调节剂，在一定工况下，形成5~100μm厚的有机薄层，极大的减少了制动噪音与震颤。M.H.Choa[37]对灰铸铁制动鼓在摩擦过程中，灰铸铁摩擦表面的微观形貌变化进行了研究，并比较了有钢纤维摩擦材料与无钢纤维摩擦材料对灰铸铁表面的影响特性。同时给出了两种试验用复合摩擦材料的配方，如表1所示。

表1：某复合摩擦材料的配方和物理特性表

3.3 制备工艺的改进及低成本化

目前汽车刹车片的市场主要以树脂基和半金属基复合摩擦材料为主，其制备技术已相对稳定和成熟，但由于树脂耐热性的问题，其摩擦性能还有待进一步提高。而对于一些金属和金属陶瓷基摩擦材料，虽 然各方面性能较佳，由于其价格高、制造工艺复杂、成本因素制约了其在中低档汽车上的推广应用。各个国家在制造工艺方面均做了大量的研究，采用了许多先进技术，如对金属纤维的软化处理，对非金属纤维的蓬松处理和浸渍处理，对硬质原料粉末的球化处理，喷涂、挤压、大气压力固结（CAP）技术，组合固结，Starmix混粉技术，快速多项移动成型（BOG）技术，以及后续加工和表面处理等，均是为了全面提高摩擦材料的综合性能[38]。4 结束语

当今世界，节能和环保是汽车工业的两大主题。因此，今后汽车制动材料的主要研究方向是更安全、更轻量化、更省燃油。这不仅需要新材料的开发，还需要采用新结构、新系统，从而大幅度提高制动材料的摩擦磨损性能，实现轻量化，达到节能的目的。

浅析数字建筑的发展趋势 篇7

数字技术是一种既很宽泛又很具体的概念。它能够以数字信号这种高度一致的方式对复杂的多维信息进行运算处理, 虽然数字技术运用于不同领域而且应用方式也不尽相同, 但这种本质特征却是一样的。数字技术的大规模普及应用, 必将导致人类社会生产力的巨大变革, 也切切实实地在不同程度上改变了人们的生活, 使得社会生活的方方面面发生了重大变化。

在当今数字时代的大背景下, 建筑也不例外的与数字技术发生着碰撞, 而且这种碰撞是持续递进的。从上世纪六十年代起计算机技术便开始运用于建筑行业, 开始应用电脑进行绘图。同时, 将电脑在人工智能上的发展也应用到建筑设计思考过程中, 运用计算机处理大量的建筑数据资料。到了上世纪末随着数字技术的不断发展, 建筑行业软件的不断完善, 计算机在建筑设计学科中不再只是被视为“工具”, 而是成为了思考与呈现设计理念与操作方式的媒介。另外网络的突然兴起, 虚拟现实技术的日渐成熟等, 都对建筑同样也带来巨大的影响。愈来愈多以前想像不到的建筑或空间可被建构, 甚至有些在基地上被建造起来。发展到现在, 数字技术对建筑的影响越来越大, 从起初的单一影响发展成了全方位的影响。在如此迅猛的发展中诞生了许多的专有名词, 其中也包括“数字建筑”。而数字建筑的发展将推动着建筑历史的发展, 甚至将是一场建筑的革命。

二、从辅助设计到设计主导

1. 建筑设计对数字技术依赖

数字建筑从一开始的建筑表现到后来的辅助设计, 发展到现在已成为全新的建筑设计理论构架。建筑对数字技术的依赖越来越明显, 已经完全的渗透到整个设计过程中, 而且随着数字技术的发展这种渗透将会更加的根深蒂固。

从建筑设计的起点开始, 对周边环境特征, 人的活动行为等等信息进行收集梳理, 并进行数字化描述, 这些信息将是计算机参数化的依据, 是建筑形态形成的基础。有了基本的设计参数关系后, 便可以通过相应的计算机软件建立参数模型找到某种参数关系并生成形体。当然这种途径是多种的, 各中CAAD (计算机辅助建筑设计, Computer Aided Architecture Design) 软件中, 如Rhino、3DSMAX、MAYA等, 都有着多种建模方式, 甚至可以在操作系统平台上编程来实现相应参数规则系统的模型, 也是建筑的设计雏形。再通过这些软件直观方便细致的进行方案的细化和完整化。最终设计形体的还要进行参数化结构系统及构造逻辑的设计, 这一切都将很方便的在CAAD软件中完成。特别是非线性形体的建筑方案更能体现其搞笑准确地优势。建筑方案确定后, 配套的施工也可以进行数字化的控制, 将方案的参数直接导入相关软件系统作为施工制作的依据和参考。

而对于有某些特殊要求的建筑同样可以利用各种相关的数字技术和软件进行分析, 并得到数据的参考, 如有声学要求的建筑可以利用ODEON、EASE、RAYNOISE等国际主流软件进行建筑声学与环境噪声分析。能直观的反映出空间的声学效果。而用于采光与日照分析Radiance、Lightscape、LumenMicro、Dialux等软件, 能够在虚拟环境中分析可见光, 精确计算亮度和辐射率。

因此, 当前数字技术已经的融入了建筑设计的每个阶段, 而且这种现象会与日俱增。数字建筑从最初的建筑表现已经成为设计主导, 并将成为建筑设计的一套全新的理论和实践体系, 是建筑设计发展的必然趋势。

2. 科学发展对数字建筑的影响

科学的发展必然会带来人类文明的进步, 同样数字建筑的发展也受到科学观念及程度的影响。而且这种影响是多方面的。首先, 科学技术的发展将带来数字技术的发展, 包括硬件和软件的发展。从而带来数字建筑的发展, 能够更加方便细致高效地进行建筑的建构。也能够运算更复杂的数据, 创作出更加人性化的数字建筑建筑。

其次, 科学观点的发展同样影响着数字建筑的发展。从表皮理论带来的建筑表皮研究, 到非线性科学研究带来的非线性建筑, 任何一次大的科学理论的进步都会带来建筑的变革。同时也对建筑提出了新的要求。非线性研究是当代科学发展的新趋势, 是以自然现象为基础进行的研究。而当前的前卫建筑师便也开始领域的大背景下探索新的设计方法。创作出非线性建筑, 是建筑师认识和改造世界的一次飞跃。打破了建筑原有的面貌定式, 产生了分形、折叠、拓扑等形态的实体。如建筑师哈迪德的作品“螺旋住宅” (spiral house) 中运用了折叠的空间组织手法。建筑内部经过变形的“盘旋楼梯”, 与住宅的主要空间门厅、起居室、书房、卧室、工作室等紧密串联在一起。改变了竖向交通体单一的连接功能, 使其成为空间组织的主体。墙面和地面的垂直、水平特征已经消失, 已经被空间的折叠所贯穿。

由此可见, 科学的发展对数字建筑有提示和促进作用, 同时也给数字建筑提出要求, 赋予了不断发展的科学观和认识观, 给数字建筑不断的指引新的方向。建筑与科学的结合是数字建筑发展的必然趋势。

三、从建筑表现到虚拟实境化

数字建筑从表现层面来说已经从最初的单帧表现、动画表现发展到虚拟实境化表现, 这主要是虚拟现实技术发展的结果。虚拟现实技术 (Virtual Reality, 简称VR) 涉及到计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域。使参与者通过计算机生成的虚拟场景以及适当的装置, 能够更加逼真的对虚拟世界进行交互体验。虚拟现实技术具有沉浸性、交互性、构想性等三个最基本的特征。而正是因为这些特征导致虚拟实境化将是数字建筑发展的方向之一。

1. 虚拟实境化的设计构思

虚拟实境化的是数字建筑的发展趋势, 是未来建筑师设计构思的重要手段。在虚拟现实技术提供的三维空间中, 建筑师进行全方位的观察体验, 决定建筑的功能和视觉效果, 并作出调整和修改, 使方案更加合理化。另外, 传统的建筑表现只能固定的角度展现设计方案, 具有一定的局限性。而虚拟实境化能够任意的变换角度, 甚至可以查看建筑的任一细节。这种人际交互式的方式能够让甲方和客户在三维场景中漫游获得最直观的体验, 以至于更加全面的认识和理解建筑方案。从而让建筑师能够得到一些真实明确的反馈信息, 并将这些信息运用到建筑方案的修改和完善。此外, 利用虚拟现实技术还能对动力学、运动学等方面进行仿真。可以模拟出施工过程中存在的物件的碰撞和干涉, 以及是否存在因构件形变而导致结构破坏的问题等。能够虚拟的模拟出施工建造过程中施工计划和技术的合理性和有效性, 避免实际施工过程中发生问题。因此, 虚拟实境化能够更加直观逼真全面的展现建筑方案, 为建筑师提供设计构思必备的参考。

2. 虚拟实境化的项目分析

虚拟实境化同样地可以用于建筑设计结束后的项目分析及评诂。这也是数字建筑发展的必然趋势。能够以按现实世界中任何可能的方式直接与他设计的建筑对象进行交互。利用虚拟现实技术提供的“虚拟建筑”, 进行真实的模拟, 从而进行项目的分析, 这种分析和评估通常是专项性的。比如2008北京奥运场馆, 在设计阶段结束后, 便使用虚拟实境化方式对场馆的人员疏散进行了直观的分析, 进行了一次开幕式的人员流动的预演。当然此类的分析还有很多方面, 它们都有相应的分析软件。主要运用基于几何声学原理的ODEON、EASE、RAYNOISE等国际主流软件进行建筑声学与环境噪声分析。其中有些主要用于房间建筑声学模拟, 模拟结果也基本符合实际状况如ODEON、RAYNOISE等。有些主要用于扩声系统的声场模拟, 如EASE等。用于采光与日照分析的Radiance、Lightscape、LumenMicro、Dialux等软件, 能够在虚拟环境中分析可见光, 精确计算亮度和辐射率, 模拟自然光和电光源。并能够分析出美学、视觉舒适度等等。

四、从独立创作到整体协作

1. 同一数字平台下的整体协作

数字建筑对数字技术的依赖将会根深蒂固, 而且这种一来会渗透到建筑过程的每一个阶段。从方案设计到施工图设计、水电图设计、分项设计, 再到施工制作。数据信息的共享能够大大提高效率, 而同一平台下的整体协作更能够提高整个建筑过程的效率, 这也是数字建筑发展的必然趋势之一。当前已经有类似的软件开发, 建筑师可以在同一个软件平台下与水电工程师、设备工程师同时工作, 只是在各自的模块下, 相互影响。将工程视为一个整体, 各阶段紧密关联, 大大节省了资源, 避免了多余的重复劳动, 提高了工作效率。

2. 网络化的远程协作

随着计算机网络技术的发展, 远程协作是今后各行业发展的必然趋势, 同样也包括建筑行业。它能够调用通过网络将各地的资源进行整合, 互相协作。对一个数字建筑项目而言, 可能需要多个公司和设计机构进行合作完成。可能各公司和设计机构负责各自的分享设计, 在进行全方位的整合。在此过程中, 它们之间的交流不一定需要近距离的, 可能通过网络的交流, 甚至远程控制进行团队合作, 以完成最终的项目。目前, 在医学等领域已经成功的进行了网络化的远程协作。不久的将来, 数字建筑在这方面也将得到不断完善。

小结

综上所述, 数字建筑的发展将是一个全面的发展, 从设计到技术到施工等。数字建筑将朝着科学化、数字化、多元化、智能化等方向发展, 未来的数字建筑将是一个全方位的数字建筑。它必然是建筑行业的主导。同时, 它的发展与进步也离不开科学与社会的发展。

摘要：随着数字技术的发展, 数字建筑越来越受到科学与社会的影响, 并将成为建筑设计的主导。数字建筑也将朝着虚拟实境化、整体协作的方向发展。数字化的进程将会渗透到建筑过程的每一阶段。未来的数字建筑将是全方位的数字建筑。

关键词：数字建筑,发展,趋势

参考文献

[1]彼得·绍拉帕耶 (吴晓、虞刚) .当代建筑与数字化设计[M]中国建筑工业出版社, 2007.

[2]李建成、卫兆骥、王诂等.数字化建筑设计概论[M].中国建筑工业出版社, 2007.

[3]王要武、薛小龙、韩喜双.虚拟现实技术在建筑业中的应用研究[J].低温建筑技术, 2004 (1)

[4]宋云峰.数码·建筑——数字技术对当代建筑的影响[J].建筑, 2003, (02) .

目前生态建筑的现状以及发展趋势 篇8

关键词：生态建筑；可持续性；研究现状；发展趋势

中图分类号：TU-023文献标识码：A文章编号：1003-8809(2010)10-0281-02

随着人类生存环境的恶化，以及全球能源危机的加剧，人们逐渐意识到可持续发展的重要性，对于建筑而言，生态建筑成为当前全球建筑的发展趋势。所谓生态建筑(Eco]ogical Ar-chitecture)，简而言之就是在建筑设计中科学合理的运用了生态学原理，其是当前最具有前途、最具有魅力的建筑形式之一。生态建筑就是以当地的自然生态环境为依据，将生态学、建筑学以及现代高新技术运用到建筑中，并对建筑与其他领域相关因素之间的关系进行合理地安排和组织，从而让建筑与自然环境形成一个良性循环系统。生态建筑不仅为利用天然条件与人工手段制造良好的富有生机的环境，同时还能对人类对于自然资源的掠夺性使用起到控制和减少的作用，从而平衡了向自然索取与回报之间的关系。

一、生态建筑的起源与概念

在20世纪60年代建筑界提出了生态建筑这一新概念，生态建筑还可成为“自然建筑”、“绿色建筑”、“可持续性建筑等。其源于生态学，19世纪50年代中期，建筑师帕欧罗·索列瑞运用生态学的原理，并与建筑学的特点相结合，将生态学与建筑学合为整体，生态建筑学的概念就是从中而得。从总体看来，生态建筑所研究的内容主要包括：以当地的自然生态环境为依据，以现代科学技术为手段和方法，对建筑与其他领域的关系进行协调，使建筑与自然环境形成一个有机整体。此外，建筑本身就具有较好的室内气候条件，以及较强的生物气候调节能力，从而使人们学习、生活、工作等所需的舒适环境得以满足，人、建筑、自然环境三者就会形成一个良性循环系统。

生态建筑不仅可以节能、节地、节水，还可以使生态环境得以改善、环境污染得以减少、建筑物使用寿命得以延长，为此，生态建筑的目标就是使经济效益、环境效益、社会效益三者达到完整的统一，要让人类活动在自身需求得到满足的同时，对环境的破坏也能得到最大限度的减少与控制，即要让建筑业走可持续发展道路。

从上述定义中可以看出，生态建筑的概念较为广泛，所涉及到的内容较广，但总的可归纳为如下两点：一是回归大自然。随着人类生存环境的恶化，以及环境保护意识的加强，人们为了享受清新的空气、阳光，促进健康，让生活质量得以改善，为此，当前人们对大自然更加向往，更加希望拥有与大自然相协调的舒适的居住环境。二是人们在追求和享受优美环境的同时，从而也促进了自然生态环境的建设，丘吉尔也曾说过：“人塑造了建筑，建筑反过来塑造人”，这也说明了这一点，建筑师不论是决策者，还是经营者，要想在实际工作中能很好的进行生态建筑这方面的探索，首先就需要具备生态的意识。因此，人与环境是互动的关系，只有人与环境这两方面的相互协调与相互促进，才能有序地进行生态环境的保护。

二、国内外生态建筑发展现状

对人类面对能源危机和生态危机，国际建筑界做出的积极回应就是生态建筑，生态建筑也是建筑界走可持续发展道路的选择。生态建筑的核心思想是要使建筑寿命周期中对地球、对大自然的伤害尽可能的减少，尽可能的节地、节能，要使废弃物大大减少，能够循环使用的尽量的循环使用。世界各国已高度重视生态建筑的研究与实践，但各国发展的程度各有不同。

在对生态建筑的研究上，在国外，尤其是在美国、德国、日本、英国等发达国家，生态建筑已经历三、四十年的发展，这些国家都纷纷对生态建筑的设计目标、原则和方法进行了制订，并建立了较为完备的生态建筑评估体系，且该系统日趋成熟。许多著名的建筑杂志都纷纷有了“生态建筑”专辑的出版，对生态建筑的设计思路与方法进行分析，例如，德国的著名建筑专业杂志《细节》，日本的《建筑与都市》、《新建筑》等，英国的《建筑评论》，以及法国的《技术与建筑》等，对生态建筑的作品都多次作了介绍。在生态建筑的发展上，欧美等发达国家，从19世纪末到20世纪初，这些国家的建筑师和理论家们就已经开始像自然结构进行模仿，探索中，比较突出的如赖特的“有机建筑理论”，以及柯布西埃的“走向新建筑”运动等都具有生态建筑的思想。到了20世纪50年代国外的一些建筑师和理论家开始生态建筑的研究，在结合环境和气候，应用新技术、新材料，在改造传统生态建筑等方面做了大量的工作。

与国外相比，我国生态建筑设计研究起步较晚，近十年来才开始重视建筑生态化发展。为此，我国在生态建筑设计理论研究上，还处于初级阶段，大多只是关于生态建筑设计原则、设计理论框架、生态学理论对建筑学的指导，或是介绍国外先进生态建筑个案等方面。近些年来陆续出现了部分“生态建筑”的著作或译著。关于生态建筑的文章在《世界建筑》、《建筑学报》、《建筑师》及部分院校学报也有不断的刊出。一些高等院校，结合了建筑与城市规划专业教学、科研工作，将生态建筑作为研究的方向，或作为课题组的研究课题，取得了一些成果。

三、生态建筑发展趋势及需要解决的现实问题

当今，在生态建筑的研究和发展上还处于起步阶段。对于生态建筑的技术和设计方法各国建筑师都在进行潜心研究，从建筑设计方面来看，当前生态建筑的发展趋势主要有：一是将建筑融于自然。即在建筑中，将与环境相通的循环体系融入其中，这样在资源的使用上就更加经济、更加有效，从而让建筑变为生态系统的构成部分，在对自然景观、山石水体的破坏得以减少，建筑与绿化才能真正做到融入一体，通过高技术手段，使得能量循环利用得以实现。二是将自然引入建筑，通过高科技知识手段的应用，促进建筑的生态化，人工环境的自然化。在现代城市中对自然的引入，然后进行自然的再现，结合生态技术，在建筑内部引入植物、水体等自然景观。总之，随着科技的快速发展，以及人们生态意识的不断提高，在技术方面发展的基础上，生态建筑将以人文方面、精神方面的发展为重点研究对象，这不仅是生态建筑的根本所在，更是未来生态建筑的发展趋势。

21世纪的建筑发展方向以生态建筑为代表，在当今实现建筑的生态化变得尤为重要和迫切，对于发展中国家而言，其重要性和迫切性就更加明显显。在发展中国家生态建筑的推行和发展上，还有许多需要解决的问题。

一是尚未完全形成“以环境为中心”的设计观念，在环境方面由于受社会现状的影响，变成了恶性循环。经济的快速发展，日益提高了人们的生活条件，改善了人们的生活质量。为此，经济的快速发展，同时也促使整个社会环境的不断变化来与之相适应。而这样的变化所带来的后果就是破坏了自然资源与生存环境，盲目的、不科学的环境、建筑随着经济发展而营造，这样的营造方式，就必然会使环境遭严重破坏、资源受到大量耗损，从而为下一步经济发展埋下隐患，成为一个恶性的循环链。例如，中国西部的荒漠化导致 的沙尘暴；七大水系出现的多次污染、水土流失等，让人们感受到为了获取经济利益而牺牲生态环境所带来的严重后果，同时，这也将人们严重滞后的生态观念充分暴露出来。

二是经济合理性问题还存在生态建筑之中。目前，相比发达国家，发展中国家在建筑生态技术和材料上。显得非常落后，致使建筑但造价过高，从而造成建筑业主对此都是望而却步。开发商也因投入成本高而回收速度缓慢，而不愿意冒险开发。

三是各国政府的相关政策没有做到位。尤其对于发展中国家而言，要发展生态建筑，首先要解决的是认识问题，在坚持可持续发展原则上，将一套新的价值体系和行为规范建立起来。

四、结束语

总之，在整个可持续发展战略中，建筑业的可持续发展占有举足轻重的地位，建筑业走可持续发展道路的现实途径和理想选择就是要实现建筑的生态化。生态建筑是全球建筑的发展趋势，在我国更具有特别重要的意义。因此，要实现生态建筑，最终实现人、建筑、自然、社会的和谐与持续发展。

参考文献：

[1]夏云，夏葵，施燕，生态与可持续建筑北京：中国建筑工业出版社，2001，(6)

[2]李华东，高技术生态建筑，天津：天津大学出版社，2002，(9)

[3]吴清仁。吴善淦，生态建材与环保，北京：化学工业出版社，2003，(11)

[4]荆其敏，张丽安，生态的城市与建筑，北京：中国建筑工业出版社，2005，(5)