15新材料与城市.ppt

1、建筑的新材料、新技术与新类型,在资本主义初期，由于工业大生产的发展，促使建筑科学有了很大的进步。新的建筑材料，新的结构技术，新的设备，新的施工方法不断出现，为了近代建筑的发展开辟了广阔的前途。由于应用与发挥了这些新技术的可能性，建筑的高度与跨度突破了传统的局限，在平面与空间的设计上也比过去自由多了，这些突破必然要影响到建筑形式的变化。,初期生铁结构 以金属作为建筑材料，远在古代的建筑中就已经有了应用，但以钢铁作为建筑结构的主要材料则始于近代。 由铁矿石经高温炼火所制成的铁俗称生铁(cast iron=生铁碳)。生铁中含有较多碳的成分，它的物理性较为脆，而且不具有抗拉特性。由于这种物理性使得它在

2、建筑构造的应用上只有成为抗压力的结构体例如柱子。 生铁再经熔化，并注入氧气，氧原子逐渐取代部分碳原子，铁再经敲击会释出更多的碳，这最终的产品便是所谓的熟铁。(wrought iron=cast ironheathammers) 熟铁比生铁更具抗拉性(tension)，所以熟铁便可以用在任何结构体中抗压或抗拉的部分由柱子到梁均可被使用。 铁的最“终”产品便是钢(steed)。钢是由熟铁再去提炼的：将熟铁再度熔化之后给予沥水(quench)的动作，该过程可以加入部分由于因敲击而过度失去的碳元素，经过这过程后所制成的新材料便是我们所知的钢。,虽然生铁、熟铁、或碳钢在我们的印象中似乎属于“相同”的材料

3、，但它们的“物理”性却是完全不同的。生铁较硬，较不耐腐蚀，而更由于它的脆(brittle)的个性，使它无法承受太大的拉力；熟铁较软、抗拉及抗鏽蚀，它的物理性是比较延展的(ductile)，所以它是极佳的抗拉力材料；而钢的大量出现则可以取代生铁及熟铁的使用，钢具有极佳的抗拉、抗压性，而且由于它可以由沥水的速度、冷却时间，或是以加入其它金属的方式成为可为不同强度而量身定做的特殊刚。于是钢的物理性是可以配合建筑结构强度上任何的需求，而随时作物理性的改变。,17751779年在英国塞文河(Severn River)上建造了第一座生铁桥(设计人：Abraham Darby)。桥的跨度达100英尺(30m

4、)，高40英尺(12m)。 真正以铁作为房屋的主要材料，最初应用于屋顶上，如1786年在巴黎为法兰西剧院建造的铁结构屋顶(设计人：Victor Louis)，就是一个明显的例子。后来这种铁构件在工业建筑上逐步得到推广。民用建筑方面应用铁构件的典型例子如英国布赖顿的印度式皇家别墅(Royal Pavilion, Brighton，18181821年，设计人：John Nash)，它的重约50t的铁制大穹窿被支撑在细瘦的铁柱上。如此应用生铁构件，可以说是为了追求新奇与时髦。,铁和玻璃的配合 为了采光的需要，铁和玻璃两种建筑材料的配合应用在19世纪建筑中获得了新的成就。 18291831年在巴黎老王

5、宫的奥尔良廊(Galerie dOrleans，Palais Royal，设计人：P.F.L Fontaine，17621853年)中最先应用了铁构件与玻璃配合建成的透光顶棚。它和周围的折衷主义沉重柱式与拱廊形成强烈的对比。,1833年又出现了第一个完全以铁架和玻璃构成的巨大的建筑物巴黎植物园的温室(Greenhouses of the Botanical Gardens，设计人：Rouhault)。这种构造方式对后来的建筑有很大的启示。,向框架结构过渡 框架结构最初在美国得到发展，它的主要特点是以生铁框架代替承重墙。1854年在纽约建造的哈珀兄弟大厦(Harper and Brothers

6、Building，设计人：James Bogardus)，一座5层楼的印刷厂，是初期生铁框架建筑的例子。美国在18501880年间所谓“生铁时代”中建造的商店、仓库和政府大厦多应用生铁构件作门面或框架。如美国中部的贸易中心圣路易斯市的河岸上就聚集有500座以上这种生铁结构的建筑，在立面上以生铁梁柱纤细的比例代替了古典建筑沉重稳定的印象。第一座依照现代钢框架结构原理建造起来的高层建筑是芝加哥家庭保险公司的十层大厦(Home Insurance Company，18831885年，设计人：William Le Baron Jenney)，它的外形还仍然保持着古典的比例。,升降机与电梯 随着工厂与高

7、层建筑的出现，垂直运输是建筑内部交通一个很重要的问题。这个问题促使了升降机的发明。最初的升降机仅用于工厂中，后来逐渐用到一般高层房屋上。第一座真正安全的载客升降机是美国纽约由奥蒂斯(E. G. Otis)发明的蒸汽动力升降机，它曾在1853年世界博览会上展出。1857年这座升降机被装至纽约一座商店中，1864年升降机技术传至芝加哥。1870年贝德文(C. W. Badwin)在芝加哥应用了水力升降机，此后，到1887年开始发明电梯。欧洲升降机的出现较晚，直到1867年才在巴黎国际博览会上装置了一架水力升降机，这种技术以后在1889年应用于埃菲尔铁塔内。,图书馆 19世纪中叶，法国建筑师拉布鲁斯

8、特(Henri Labrouste，18011875年)，反对学院派拘泥于古典规范的方法，建议用新结构与新材料来创造新的建筑开工。18431850年他在巴黎建造的圣吉纳维夫图书馆(Bibliotheque Sainte Genevieve)是他的代表作之一。这是法国第一座完整的图书馆建筑，铁结构、石结构与玻璃材料在这里得到了有机的配合。它的书库共有5层(包括地下室)，能藏书90万册，地面与隔墙全部用铁架与玻璃制成，这样既可以解决采光问题，又可以保证防火安全。,市场 新的建筑方法在市场建筑中也获得了新的成就。不同于过去一间间封闭的铺面而是出现了巨大的生铁框架结构的大厅。,百货商店 随着工业发展，

9、城市发展，人口增多而出现了大规模的商业建筑如百货商店。这种建筑最先出现于19世纪的美国，是在借用仓库建筑的形式基础上发展出来的。纽约华盛顿商店(1845年)是这种初期百货商店的一个例子，它的外观基本上保持着仓库建筑的简单形象。,博览会与展览会 19世纪后半叶，工业博览会给建筑的创造提供了最好的条件与机会。显然，博览会的产生是由于控工业的发展和资本主义工业品在世界市场竞争的结果。博览会的历史可以分为二个阶段：第一个阶段是在巴黎开始和终结的，时间为17981849年，范围是国家性的；第二个阶段则占了整个19世纪后半叶(18511893年)，这时它已具有国际性质了，博览会的展览馆便成为新建筑方式的试

10、验田，博览会的历史不仅表现了铁结构在建筑中的发展，而且在审美观上也有了重大的转变。在国际博览会时代中有两次窋的建筑活动，一次是1851年在英国伦敦海德公园(Hyde Park)举行的世界博览会的“水晶宫”展览馆(Crystal Palace)，另一次则是1889年在法国巴黎举行的世界博览会中的埃菲尔铁塔(Eiffel Tower)与机械馆(Galerie des Machines)。,1851年建造的伦敦“水晶宫”展览馆，开辟了建筑开工与预制装配技术的新纪元。设计人帕克斯顿(Joseph Paxton)原是一个园艺师，他采用了装配花房的办法来完成这个玻璃铁的庞大外壳。建筑物总面积为74000；

11、建筑物长度达1851英尺(555m)，象征1851年建造；宽度为408英尺(124.4m)，共有5跨，结构以8英尺(约2.44m)为基本单位(因当时生产的玻璃长度为4英尺，约1.22m，结构模数以此尺寸作为基数)。外形为一简单阶梯形的长方体，并有一与之垂直的拱顶，各面只显出铁架与玻璃，没有任何多余的装饰，完全表现了工业生产的机械本能。在整座建筑物中，只应用了铁、木、玻璃三种材料，施工从1850年8月开始，到1851年5月1日结束，总共花了不到9个月的时间，便全部装备完成。“水晶宫”的出现，曾轰动一时，人们惊奇地认为这是建筑工程的奇迹。整个建筑于1936年毁于大火。,1889年的世界博览会是这一

12、历史阶段发展的顶峰。在这次博览会上，主要以高度最高的埃菲尔铁塔与跨度最大的机械馆为中心。铁塔在工程师埃菲尔(G. Eiffel)领导下，在17个月中建成。塔高达328m，内部设有4部水力升降机，它的巨型结构与新型设备显示了资本主义初期工业生产的最高水平与强大威力。机械馆布置在塔的后面，是一座空前未有的大跨度结构，刷新了世界建筑在跨度上的纪录。这座建筑物长度为420m，跨度达115m，主要结构由20个所组成，四壁与屋顶全为大片玻璃。在结构方法上首次应用了三铰拱的原理，拱的末端越接近地面越窄，每点集中压力有120t，说明了新结构试验的成功，也促使了建筑不得不探求新形式的现实。机械馆直到1910年才

13、被拆除。,面对工业革命后资本主义城市矛盾而提出的探索,工业革命以前，在封建社会内部发展起来的早期资本主义城市，其城市结构与布局与先前封建社会城市并无根本变革。有一些建设较好的巴罗克或古典主义风格的城市尚有较好的体形秩序。 但自18世纪工业革命出现了大机器生产后，引起了城市结构的根本变化，工业化破坏了原来脱胎于封建时期那种以家庭手工业为主的城市结构与布局。大工业的生产方式，使人口像资本一样集中起来。工业城市八口以史无前例的惊人速度，5倍或10倍地猛增(如纽约人口自1800年的50年内增长近9倍，1850年后的50年内又增长近5倍，其他有些欧洲城市也以3到5倍飞跃速度迅猛增长)。城市中出现了前所未

14、有的大片工业区、交通运输区、仓库码头区、工人居住区。 城市规模越来越大，城市布局越来越混乱。原来的城市环境与城市面貌遭到破坏，城市绿化与公共、公用设施异常不足，城市已处于失措状态。,一、巴黎改建 1853年起，法国塞纳区行政长官奥斯曼执行法国皇帝拿破仑第三的城市建设政策，在巴黎市中心进行了大规模的改建工程。其目的除了解决城市功能结构由于急剧变化而产生的种种尖锐矛盾和对帝国首都进行装点外，还在于从市区迫迁无产阶级，改善巴黎贵族与上层阶级的生活与居住环境，拓宽大道、疏导城市交通。 巴黎宏伟的干道规划为十字形加环形路，以爱丽舍田园大道(Champs Elysees)为东西主轴。在奥斯曼执政的17年的

15、中，在市中心区开拓了95km顺直宽阔的道路(拆改49km旧路)，于市区外围开拓了70km道路(拆改5km旧路)，其中布有古典式的规则和对称的中轴线道路以及设有纪念性碑柱或塑像的装饰性广场，大大地丰富了巴黎的城市面貌。当时对道路宽度、两旁建筑物的高度与屋顶坡度都有一定的比例和规定。 巴黎改建除了市中外还设立了几个区，这在当时是创见。它适应了因城市结构的改变而产生的分区要求。 从当时的历史条件看，巴黎还处于马车时代、工场时代和煤气灯时代，尚无新的交通工具和新的先进技术，但巴黎改建促进了城市的近代化。,二、“新协和村” 欧文是19世纪伟大的空想社会主义者之一。针对资本主义已暴露出来的各种矛盾，他进行

16、了揭露和批判，认为要获得全人类的幸福，必须建立崭新的社会组织，把农业劳动和手工艺以及工厂制度结合起来，合理地利用科学发明和技术改良，以创造新的财富，而个体家庭、私有财产及特权利益，将随整个社会制度而消灭。 未来社会将按公社(Community)组成。其人数为5002000人，土地划归国有，分给各种公社，实现部分的共产主义。最后农业公社将分布于全世界，形成公社的总联盟，而政府消亡。 1817年欧文根据他的社会理想，把城市作为一个完整的经济范畴和生产生活环境进行研究，提出了一个“新协和村”(Village of New Harmony)的示意方案。,他在方案中假设居民人数为3002000人(最好是

17、8001200人)，耕地面积为每人0.4hm2或略多。他认为天井、胡同、小巷与街道易形成许多不便，卫生条件也差，主张采用近于正方的长方形布局。村的中央以四幢很长的居住房屋围成一个长方形大院。院内有食堂、幼儿园与小学等。大院空地种植树木供运动和散步之用。住宅每户不设厨房。而由公共食堂供应全村饮食。以篱笆围绕村的四周，村边有工场，村外有耕地和牧地，篱内复种果树。村内生产和消费计划自给自足，村民共同劳动，劳动成果平均分配，财产公有。,三、“田园城市” 霍华德于1898年著述明天一条引向改革的和平道路(1902年再版时书名改为明日的田园城市)，揭示工业化条件下的城市与理想居住条件之间的矛盾，以及大城市

18、与接触自然之间的矛盾，提出了“田园城市”(曾译为“花园城市”)的设想方案。 霍华德看到19世纪末资本主义大城市恶性膨胀给城市带来的严重恶果，认识到城市人口的过于集中是由于它具有吸引人们的磁性，认为如能有意识地移植和控制，城市就不会盲目扩张。他提出“城乡磁体”(Town-Country Magent)，企业使城市生活和乡村生活像磁体那样相互吸引、共同结合。 霍华德作了“明日的田园城市”示意图解方案，以疏散大城市工业和人口到规模约为32000人的“田园城市”中去。其土地总面积为2400 hm2，而以其中心部分的600hm2用于建设“花园城市”。如果城市平面为圆形，则自中心至周围的半径长度为1140

19、m。,居住区位于城市中部，有宽130m的环状大道从中通过。其中央有宽阔的绿化地带，安排了6块各为1.6hm2的学校用地，其余空地则作儿童游戏与教堂用。面向环状大道两侧的低层住宅平面成月牙形，使环状大道显得更为宽阔壮丽。,城市由一系列同心圆组成，可分市中心区、居住区、工业仓库地带以及铁路地带。有6条各36m宽的放射大道从圆心放射出去，将城市划分为6个等分面积。市中心区中央为一占地2.2 hm2的圆形中心花园。围绕花园四周布置大型公共建筑如市政府、音乐厅、剧院、图书馆、博物馆、画廊以及医院等。其外绕有一圈占地58 hm2的公园，公园四周又绕一圈宽阔的向公园敞开的玻璃拱廊，称为“水晶宫”，作为商业、

20、展览和冬季花园之用。,在城市外环布置了工厂、仓库、市场、煤场、木材场与奶场等。 在工业、仓库地带的外围，有铁路专用线引入工厂与仓库。为了防止烟尘污染，采用电力作为能源。 城市四周的农业用地有农田、菜园、牧场、森林以及休、疗养所等。,霍华德提出以母城为核心，围绕母城以发展子城的卫星城市理论，并强调城市周围保留广阔绿带的原则。他建议母城的规模应不超过60000人口，子城应不超过30000人口，母城与子城之间均以铁路联系。 在他的倡议下，英国第一个“田园城市”于1903年创建于离伦敦55km的莱奇沃思(Letchworth)，城市和农业用地共1840 hm2，规划人口35000人。第二个“田园城市”

21、于1919年建于韦林(Welwyn)，离伦敦27km，城市和农业用地共970，规划人口5万人。这两个“田园城市”经长期经营未能达到原规划人口数，也未能解决大伦敦工业与人口的疏散问题。 “田园城市”理论对城乡关系、城市结构、城市经济、城市环境、城市面貌都提出了见解，对城市规划学科的建立起重要作用，并成为现代英国卫星城镇的理论基础。,四、“工业城市” 1898年几乎与霍华德提出“田园城市”理论的同时，法国青年建筑师加尼埃（Tony Garnier, 18691948年）也从大工业的发展需要出发，开始了对“工业城市”规划方案的探索。他设想的“工业城市”人口为35000人。规划方案于1910年展出，于

22、1904年完成详细平面图。 加尼埃对大工业发展所引起的功能分区、城市交通、住宅组群都作了精辟的分析。 他把“工业城市”的要素进行了明确的功能划分。中央为市中心，有集会厅、博物馆、展览馆、图书馆、剧院等。城市生活居住区是长条形的。疗养及医疗中心位于北边上坡向阳面。工业区位于居住区的东南。各区间均有绿带隔离。火车站设于工业区附近。铁路干线通过一段地下铁道深入城市内部。,城市交通是先进的，设快速干道和供飞机起飞的实验性场地。 “工业城市”住宅街坊（图1-4-10）宽30m深150m，各配备相应的绿化，组成各种设有小学和服务设施的邻里单位。 加尼埃重视规划的灵活性，给城市各功能有素留有发展余地。他运用

23、1900年左右世界上最先进的钢筋混凝土结构来完成市政和交通工程的设计。市内所有房屋如火车站、疗养院、学校和住宅等也都用钢筋混凝土建造，形式新颖整洁。,五、“带形城市” 19世纪末西班牙工程师索里亚（Arturo Soria y Mata, 18441920年）提出了“带形城市”（Linear City）理论。他认为城市从核心向外一圈圈扩展的城市形态已经过时。这将使城市拥挤、卫生恶化。他提出城市发展应依赖交通运输线成带状延伸，使城市既接近自然又便利交通。他于1882年在西班牙马德里外围建设了一个4.8km长的“带形城市”。后于19世纪90年代又在马德里周围规划了一个为建成的马蹄状的“带形城市”，共58km。他的理论是：城市应有一条宽的道路作为脊椎，城市宽度应有限制，但城市长度可以无限。沿道路脊椎可布置一条或多条电气铁路运输线，可铺设供水、供电等各种地下工程管线。最理想的方案是沿道路两边进行建设，城市宽度500m，城市长度无限。这种带形城市可以把马德里于彼得堡连接起来。如果从一个或若干个原有城市作多方延伸，可形成三角形网络系统。 “带形城