建筑技术概论-环境与建筑.ppt

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1、建筑技术概论A Brief Review On Building Technology 柏文峰柏文峰昆昆 明明 理理 工工 大大 学学 建建 筑筑 学学 系系建筑技术科学的范畴建筑技术科学的范畴 城市规划专业的学生需要学习的城市规划专业的学生需要学习的, ,与规划师工作有关与规划师工作有关的、或与城市规划学科发展有关的科学技术知识。其中的、或与城市规划学科发展有关的科学技术知识。其中一部分内容是为了掌握将来作为规划师工作时必需的专一部分内容是为了掌握将来作为规划师工作时必需的专业技能业技能, ,而另一部分内容则是提高自身对建筑的认识和修而另一部分内容则是提高自身对建筑的认识和修养。养。u建筑设

2、计媒介技术建筑设计媒介技术u建筑材料建筑材料u建筑结构建筑结构( (建筑力学建筑力学) )u建筑构造和工艺建筑构造和工艺u建筑与环境建筑与环境u建筑设备系统建筑设备系统u建筑节能建筑节能u建筑安全和防护建筑安全和防护建筑与气候建筑与气候气候气候u气候：某一地区多年的天气特征，由太阳辐射、大气环流、地面性质等相互作用决定。u气候参数：气温、风向和风速、降雨、湿度、日照、气压、雷暴、云量、蒸发等。u气候的时空特征：气候的时空特征： 长时间尺度统计的稳定性长时间尺度统计的稳定性 地理空间变化的地域性地理空间变化的地域性物候特征物候特征 不同的气候会对地貌、动植物的形态产生影响。因此，不同的气候会对地

3、貌、动植物的形态产生影响。因此，可以用典型的地貌、动植物的形态来表证某种气候，如热带可以用典型的地貌、动植物的形态来表证某种气候，如热带雨林气候、荒漠草原气候、极地冰原气候等。雨林气候、荒漠草原气候、极地冰原气候等。气候与文明的诞生气候与文明的诞生u人类文明在很大程度上依赖于最近人类文明在很大程度上依赖于最近1 1万年以来相对稳定的万年以来相对稳定的气候状况。气候状况。u大自然为人类提供了阳光、空气和水，以及生存所需的其大自然为人类提供了阳光、空气和水，以及生存所需的其它必要条件。但自然环境也有其严酷的一面：极地气温有它必要条件。但自然环境也有其严酷的一面：极地气温有时达零下时达零下4040度

4、撒哈拉沙漠的某些地区会连续度，撒哈拉沙漠的某些地区会连续5 5年无降雨。年无降雨。u恩格斯：文明既不能从条件过于恶劣的地方产生，也不能从条件过于优越的地方产生。u人类文明在四季分明的中低纬度带发展起来，并呈现出多人类文明在四季分明的中低纬度带发展起来，并呈现出多样化的特点。样化的特点。作为作为“遮蔽所遮蔽所”的建筑的建筑 建筑是人类为了抵御自然气候的严酷而建造的建筑是人类为了抵御自然气候的严酷而建造的“遮遮蔽所蔽所”（ShelterShelter），使室内的微气候（），使室内的微气候（Micro ClimateMicro Climate）适合人类的生存。同时也有防卫的功能。适合人类的生存。同

5、时也有防卫的功能。 人类发源于非洲热带人类发源于非洲热带森林周边地区，全年温度森林周边地区，全年温度在在29C，可以裸体生活。，可以裸体生活。当人类向气温低的地区迁当人类向气温低的地区迁移，需要防冷御寒移，需要防冷御寒。 衣服（还有被褥）是衣服（还有被褥）是人类抵御气候的第一道遮人类抵御气候的第一道遮蔽物，第一道防线，而建蔽物，第一道防线，而建筑是第二道防线。正因为筑是第二道防线。正因为有衣服这第一道防线，才有衣服这第一道防线，才给作为遮蔽所的建筑留下给作为遮蔽所的建筑留下较大的宽余度，使建筑形较大的宽余度，使建筑形式的变化有较大的空间。式的变化有较大的空间。 气候作用于建筑的三个层次气候作用

6、于建筑的三个层次 u气候因素（日照、降水、风、温度、湿度等）直接影气候因素（日照、降水、风、温度、湿度等）直接影响建筑的功能、形式、维护结构等。响建筑的功能、形式、维护结构等。济州岛民居草屋顶的防风赤道静风带的印尼民居（防雨和通风） u 气候因素影响水源、土壤、植被等其它地理因素，并气候因素影响水源、土壤、植被等其它地理因素，并与之共同作用于建筑。与之共同作用于建筑。u气候影响人的生理、心理因素，并体现为不同地域在风俗习气候影响人的生理、心理因素，并体现为不同地域在风俗习惯、宗教信仰、社会审美等方面的差异性，最终间接影响到惯、宗教信仰、社会审美等方面的差异性，最终间接影响到建筑本身。建筑本身。

7、 在深层结构的层次上，气候条件决定了文化和它的表达方式，它的习俗和礼仪。在本源的意义上，气候是神话之源泉。 肯尼斯。弗兰普顿建筑适应气候建筑适应气候 地球上各个地区巨大的气候差异、在现代人工环境技地球上各个地区巨大的气候差异、在现代人工环境技术尚未出现的时代，在现在还未能采用这些技术的地区，造术尚未出现的时代，在现在还未能采用这些技术的地区，造成了建筑的巨大的地区差异。成了建筑的巨大的地区差异。“遮蔽所遮蔽所”阻隔了自然与人阻隔了自然与人u建筑这个建筑这个“遮蔽所遮蔽所”又不同程度地阻隔了自然气候对又不同程度地阻隔了自然气候对人有益的作用：温暖的阳光、充足的光线、新鲜的空人有益的作用：温暖的阳

8、光、充足的光线、新鲜的空气、柔和的清风、气、柔和的清风、 美丽的景色美丽的景色“遮蔽遮蔽”与与“阻隔阻隔”的平衡的平衡u如何在如何在“遮蔽遮蔽”与与“阻隔阻隔”这对矛盾中求取平衡，是人类这对矛盾中求取平衡，是人类如何建筑如何建筑“遮蔽所遮蔽所”的重要考虑，而发展技术措施来解的重要考虑，而发展技术措施来解决这个矛盾是推动建筑发展的动力。决这个矛盾是推动建筑发展的动力。u为了使建筑中的微气候更加适合人类的生活，也为了为了使建筑中的微气候更加适合人类的生活，也为了克服建筑带来的与自然阻隔的缺点，人们发展了改善克服建筑带来的与自然阻隔的缺点，人们发展了改善室内环境的技术措施：从原始的生火取暖、点灯照明

9、室内环境的技术措施：从原始的生火取暖、点灯照明到现代化的采暖、通风、空调和照明系统到现代化的采暖、通风、空调和照明系统.现代人工环境技术现代人工环境技术现代化的采暖、通风、空调和照明系统，使人类极大地摆脱了自然气候对建现代化的采暖、通风、空调和照明系统，使人类极大地摆脱了自然气候对建筑的影响，大大地提高了室内微气候的舒适度。而这些都以消耗能源为代价。筑的影响，大大地提高了室内微气候的舒适度。而这些都以消耗能源为代价。人工环境技术的目标人工环境技术的目标 u在一定技术经济条件下保证人类的生存、健康、舒适、效率。u舒适健康。 现代人工环境技术的消极作用现代人工环境技术的消极作用 现代人工环境技术的

10、发展造成了世界建筑趋同化的消极作用；现代人工环境技术的消极作用现代人工环境技术的消极作用能源危机与环境恶化能源危机与环境恶化 城市热岛效应城市热岛效应u建筑物吸收较多的太阳辐射热；建筑物吸收较多的太阳辐射热；u下垫层热容量较大；下垫层热容量较大；u城市空气污染覆盖层城市空气污染覆盖层, , co2co2温室效应；温室效应；u城市自身排热城市自身排热; ;u蒸发和对流散热小。蒸发和对流散热小。 烟囱文化（通风）烟囱文化（通风）热压浮力通风：热压浮力通风：英国莱切斯特蒙特福德大学机械馆蒙特福德大学机械馆（1989-1993 ）诺曼诺曼 福斯特福斯特法兰克福商业银行 理查德理查德 罗杰斯罗杰斯 La

11、w Courts, Bordeaux风压通风风压通风伦佐皮亚诺Tjibaou文化中心（文化中心（1997）利用风压进行自然通风 新卡里多尼亚是位于澳大利亚东侧的南太平洋岛国，属热带草原性气候，炎热潮湿，常年多风。利用自然通风来降温、除湿。 建筑工艺技术建筑工艺技术技艺和工艺技艺和工艺Art- the work of man, human skill, 人工之物人工之物, 技艺技艺, 技巧技巧; the creation or expression of what is beautiful, 美的美的 创造和表达创造和表达; something in which skill and practi

12、ce are needed as well as knowledge, 除知识外除知识外, 尚需技巧和练习的事尚需技巧和练习的事。 Skill-ability to do something expertly and well, 技艺技艺, 技巧技巧, 技能技能。 Technology-mechanical or industrial arts, 工艺工艺, 工艺学工艺学; the application of scientific knowledge to practical purposes in particular field, 技术技术, 应用科学应用科学。 “艺术艺术art”一词具

13、有美学的含义起源较晚。一词具有美学的含义起源较晚。 “艺术艺术”的古拉丁语的古拉丁语Ars，类似希腊语中的，类似希腊语中的“技艺技艺”，从古希腊时代到十八世纪末，从古希腊时代到十八世纪末，“艺术艺术”一词是一词是指制造者制做任何一件产品所需要掌握的技艺。指制造者制做任何一件产品所需要掌握的技艺。无论是一幅画、一件衣服、一只木船，甚至一次无论是一幅画、一件衣服、一只木船，甚至一次演讲所使用的技巧，都可称之为艺术。其制成品演讲所使用的技巧，都可称之为艺术。其制成品称之为艺术产品。因此，从历史的角度出发，艺称之为艺术产品。因此，从历史的角度出发，艺术包含了最广义的解释，即技能和技术的涵义。术包含了最

14、广义的解释，即技能和技术的涵义。 需要需要 “skill” 的人工之物的人工之物, 通通常就是艺术常就是艺术 (品品), 而不管是不是而不管是不是 “美观美观” , 它并不它并不取决与观看者的取决与观看者的审美观点和欣赏审美观点和欣赏与否。与否。 古代古代, , 建筑师和匠人建筑师和匠人( (常常是分不开的常常是分不开的) )以精湛的手工以精湛的手工技艺（技艺（“Hi-skill”Hi-skill”）使经典建筑具有不朽的艺术价值使经典建筑具有不朽的艺术价值。 2 2万工匠用了万工匠用了2222年时间建成的泰姬年时间建成的泰姬玛哈尔是人类玛哈尔是人类历史的文化和艺术瑰宝历史的文化和艺术瑰宝 世界

15、各地的乡土建筑是由工匠以传统的技艺建造的世界各地的乡土建筑是由工匠以传统的技艺建造的, ,同样具有艺术魅力。同样具有艺术魅力。 “Hi-skill”表现出对材料表现出对材料的理解和把握的理解和把握 匠 人 们 以匠 人 们 以手工作业的方手工作业的方式，常年累月式，常年累月的和石材的和石材、木、木材、砖瓦打交材、砖瓦打交道，练就了娴道，练就了娴熟的技艺，积熟的技艺，积累了丰富的经累了丰富的经验，并通过师验，并通过师徒相授，一代徒相授，一代代传承下去。代传承下去。 “Hi-skill”体现人性化的尺度体现人性化的尺度 手工工艺以人工所达之力，人体所触之距，人性所欲之手工工艺以人工所达之力，人体所

16、触之距，人性所欲之美作业于加工和建造对象，自然地体现出人的尺度。美作业于加工和建造对象，自然地体现出人的尺度。Claude Perrault （十七世纪法国的一个医（十七世纪法国的一个医生兼建筑师）提出有两种建筑美：生兼建筑师）提出有两种建筑美： positive beauty （positive的词义：实在的、确实的、肯定的、积极的、绝对的、正的） arbitrary beauty （ arbitrary的词义：武断的、专制的、独裁的、随意的、任意的） 他把材质、工艺归结于他把材质、工艺归结于positive beauty 把形式、风格归结于把形式、风格归结于arbitrary beauty

17、 建筑的建筑的“arbitrary beauty”，即从，即从风格、形式所体现的建筑艺术，可以风格、形式所体现的建筑艺术，可以随时代、地域、民族、社会与文化而随时代、地域、民族、社会与文化而变化，甚至在一个时代可以对以前的变化，甚至在一个时代可以对以前的建筑风格、形式提出批判和加以否定建筑风格、形式提出批判和加以否定，但建立在，但建立在“carefully”工艺技术基础工艺技术基础上的上的“positive beauty”却可能是永久却可能是永久的。的。 工业革命开创了人工业革命开创了人 类用工业制造工艺代替类用工业制造工艺代替手工技艺的新时代手工技艺的新时代。 在变革之初在变革之初, 工艺和

18、材料改变了工艺和材料改变了, 但形式和审美但形式和审美观却有延续性观却有延续性。 现代派艺术强调形式和创意现代派艺术强调形式和创意(“(“有意味的形式有意味的形式significant form”), significant form”), 而轻视技艺的长期和刻苦的而轻视技艺的长期和刻苦的训练训练, ,欣赏者欣赏者“心领神会心领神会”, ”, 一般人一般人“不知所云不知所云”,”,批批评者认为评者认为“现代社会急功近利价值观的反映现代社会急功近利价值观的反映”。 Machine Aesthetic 机器美学机器美学 - - 现代主义建现代主义建筑的美学观点之一筑的美学观点之一 今天没有人再否认

19、那个从现代工业创作中产生出来的今天没有人再否认那个从现代工业创作中产生出来的美学美学。 - -勒柯布西埃勒柯布西埃 1920.10 1920.10 工业制造工艺和手工技艺相比工业制造工艺和手工技艺相比, ,擅长于简擅长于简单几何形体的高精度加工单几何形体的高精度加工, ,平直平直, ,光洁光洁, ,准确准确复制是其特长复制是其特长。 传统建筑繁缛的装饰从某种意义上讲是遮掩手工工传统建筑繁缛的装饰从某种意义上讲是遮掩手工工艺对平、直、光精确加工的技术弱势。而传统建筑的曲艺对平、直、光精确加工的技术弱势。而传统建筑的曲线和装饰也难以被现在模仿线和装饰也难以被现在模仿-建造逻辑。建造逻辑。发明于19

20、世纪中叶的美国Light-frame木结构住宅（2000年占全部住宅的87%）工业化生产的机器加工的规格化小木料材料的有效利用（剔除朽坏部分）小间距的均匀排列的框架现场裁截，钉子连接Redundancy (超静定）Open System（开放体系）Amateur Builder（业余建造者）美国民主精神和社会结构的体现：各个构件都均匀地负担个别损坏不影响大局，可以替换灵活地开洞（门、窗）非专业、非熟练人员参加中国传统木结构中国传统木结构“栋梁之材”的结构模数化的体系复杂构造和工艺专业的匠人和术语“材分制”等级制度现代建筑中的精品也体现出很高的技艺。现代建筑中的精品也体现出很高的技艺。 现在许多

21、建筑缺少体现技艺的细部现在许多建筑缺少体现技艺的细部, , 即即使是一些很著名的建筑使是一些很著名的建筑。 随着后工业社会的来临随着后工业社会的来临, , 现代主义建现代主义建筑艺术的两个基础筑艺术的两个基础-现代艺术和机器美学现代艺术和机器美学受到挑战受到挑战。 “艺术永远不可能现代艺术永远不可能现代, , 艺术永恒地回归起源。艺术永恒地回归起源。” - -克莱尔克莱尔 “ “现在是我们重新回到人性现在是我们重新回到人性, , 并让人的尺度成为我们并让人的尺度成为我们一切行动的标准的时候了。一切行动的标准的时候了。” - ” - GiedionGiedion 寻求传统技艺的再现和体现是对上述

22、挑战的一种回答寻求传统技艺的再现和体现是对上述挑战的一种回答北京天主教神哲学院北京天主教神哲学院 以更高的工艺水平来设计和以更高的工艺水平来设计和 “ “制造制造”建筑建筑, ,尤其尤其以精致的节点和精细的加工来体现高超的技艺以精致的节点和精细的加工来体现高超的技艺, ,是对是对挑战的另一种回答挑战的另一种回答, , 这在这在 “ “Hi-Tech”Hi-Tech”建筑中集中建筑中集中体现。体现。清水混凝清水混凝土从勒柯土从勒柯布西埃的布西埃的粗野主义粗野主义演变到安演变到安藤忠雄等藤忠雄等的细致工的细致工艺。艺。安藤忠雄安藤忠雄 密斯密斯凡凡德德罗有一句人人皆知的经典名言：罗有一句人人皆知的

23、经典名言：“Less is more”。再加上。再加上“Architecture begins where two bricks are carefully jointed together”，两句话放在一起，两句话放在一起，可以说体现了现代主义建筑的精髓，也是密斯设计作，可以说体现了现代主义建筑的精髓，也是密斯设计作品的显著特征：摈弃繁琐的附加的装饰，采用高水准的品的显著特征：摈弃繁琐的附加的装饰，采用高水准的加工工艺，追求精致的节点构造。加工工艺，追求精致的节点构造。 但是，前一句话在六、七十年代遭到了后现代主义但是，前一句话在六、七十年代遭到了后现代主义的猛烈批评。然而后一句话却没有人会

24、提出疑义，因为的猛烈批评。然而后一句话却没有人会提出疑义，因为这句话可以说是一个这句话可以说是一个“普遍真理普遍真理”。 当当密斯密斯的的“Less is more.”一度受到批评和冷落时，一度受到批评和冷落时，但他追求的节点设计和工艺技术的精致性，却被但他追求的节点设计和工艺技术的精致性，却被“Hi-Hi-Tech”Tech”继承和发扬。而现今当红的继承和发扬。而现今当红的“简约主义简约主义”似乎又似乎又把把密斯请了回来。密斯请了回来。简约主义与现代简约主义与现代主义相比：材料主义相比：材料的使用更加丰富的使用更加丰富多样；工艺技术多样；工艺技术更为精致，且从更为精致，且从HiTech的精致

25、的精致的构件和节点，的构件和节点，发展到精致的发展到精致的“表皮（表皮（Skin）”；显示文化内涵；显示文化内涵和地域性。简洁和地域性。简洁中显精致，简洁中显精致，简洁中显雅致。中显雅致。 了解现代工艺，能够把握建筑的了解现代工艺，能够把握建筑的细部和构造节点是建筑师的基本功。细部和构造节点是建筑师的基本功。 稹文彦：稹文彦：“能够把握细部是建能够把握细部是建筑师成熟的标志筑师成熟的标志”。 我们在建筑上已经丢失了传我们在建筑上已经丢失了传统的手工技艺统的手工技艺, , 却还停留在手工却还停留在手工操作的技术水平操作的技术水平, ,没有进入工业没有进入工业制造的现代工艺阶段。制造的现代工艺阶段

26、粗糙粗糙, , 没有细部没有细部, , 不耐看不耐看, , 不能近看不能近看, ,不能细看不能细看” ” 。 长期以来中国的建筑设计，就建筑艺术长期以来中国的建筑设计，就建筑艺术而言，只着重空间与形式的创作，却忽略了而言，只着重空间与形式的创作，却忽略了建筑细部和节点构造的建筑细部和节点构造的tectonic的设计。建筑的设计。建筑师应该进行建筑细部和节点构造的造型设计、师应该进行建筑细部和节点构造的造型设计、材料和工艺设计。只有这样，建筑才具有材料和工艺设计。只有这样，建筑才具有positive beauty，才可以近看、可以细看，才，才可以近看、可以细看，才耐看。要说现阶段中国建筑与国

27、外的差距，耐看。要说现阶段中国建筑与国外的差距，这个方面可能是最主要的。这个方面可能是最主要的。 中国建筑需要呼唤中国建筑需要呼唤“精致性精致性”！ 随着现代工业制造技术的迅速提随着现代工业制造技术的迅速提高和对建筑业的进入，盖房子已越来高和对建筑业的进入，盖房子已越来越从机械化的现场施工向工业工艺控越从机械化的现场施工向工业工艺控制下的工厂制造过渡，建筑设计越来制下的工厂制造过渡，建筑设计越来越需要和工业设计相结合，而中国的越需要和工业设计相结合，而中国的建筑师还缺乏这方面的教育背景和知建筑师还缺乏这方面的教育背景和知识结构。识结构。 近年来我国的设计单位和设计人员近年来我国的设计单位和设计

28、人员越来越多地开始关注这个问题，一些新越来越多地开始关注这个问题，一些新一代建筑师在自己的创作中体现了这方一代建筑师在自己的创作中体现了这方面的追求。面的追求。 深圳规划局深圳规划局冯骥才文学馆冯骥才文学馆 近年来，清水混凝土近年来，清水混凝土的工艺技术获得解决。的工艺技术获得解决。 在可以预见的未来，作为工业革在可以预见的未来，作为工业革命产物的现代建筑材料的主体：钢材命产物的现代建筑材料的主体：钢材（包括铝合金等金属材料）、混凝土、（包括铝合金等金属材料）、混凝土、玻璃和传统建筑材料：木材、砖、石玻璃和传统建筑材料：木材、砖、石不会被取代。而这些材料的性能改进、不会被取代。而这些材料的性能

29、改进、加工工艺、构造方法、施工技术会发加工工艺、构造方法、施工技术会发展。展。陶土干挂陶砖陶土干挂陶砖托马斯赫尔佐格黏土面砖立面板系统托马斯赫尔佐格陶土陶饰构件陶土陶饰构件赫尔佐格&德梅隆鲁得斯斯威士公寓楼 外遮阳 Technology以及与以及与 Art 的关系的关系 从从17世纪起，世纪起， Technology指的是对技艺指的是对技艺（arts）做有系统研究的描述，或者描述某一种）做有系统研究的描述，或者描述某一种特殊技艺；特殊技艺； 在在18世纪初期，世纪初期，technology基本的定义就是基本的定义就是“对于技艺的描述，尤其是对机械的（对于技艺的描述，尤其是对机械的（the Me

30、chanical 1706年）年）”描述；描述； Technology专指专指“实用技艺实用技艺”（practical arts）主要是在）主要是在19世纪中叶。世纪中叶。 technology包含包含science 和和art两个层面，兼具双两个层面，兼具双重特征。可以说：重特征。可以说： 技术是应用科学（知识）的艺术（技艺）。技术是应用科学（知识）的艺术（技艺）。 从这个意义上讲：建筑实质是一种技术，是按从这个意义上讲：建筑实质是一种技术，是按一定原理和规则（科学一定原理和规则（科学science的的 和艺术和艺术art的）的） ，把物质的材料建造成房子（把物质的材料建造成房子（building）。所以，）。所以，architecture才解释为才解释为“science and art of building”。 结束语结束语u“建筑”地思考建筑科学技术u“人文”地思考建筑科学技术u“艺术”地思考建筑科学技术u建筑技术是建筑创作的元素和内容；u建筑技术是建筑创作灵感的启迪和来源；u建筑技术是建筑艺术和建筑美的体现和表达。