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1、土木工程科学的进展与展望关于现代建筑在城市中的变化姓名:丁航学院:城市建设学院班级:土木 1202学号 20124448049摘要:土木工程是一门范围广泛的学科。随着科学技术的进步和工程实践的发展，土木工程这门学科已经发展成为内涵广泛、门类众多、结构复杂的体系。土木工程是伴随着人类社会的发展而发展起来的，是一门具有很强实践性的学科。关键词:城市建筑、绿色化、节能化 一 引言土木工程的英文是 Civil Engineering ,直译是“民用工程”，它是建造各种工程的统称。它的原意是与“军事工程”相对应的。在英语中，历史上土木工程、机械工程、电气工程、化工工程都属于 Civil Engineer
2、ing，因为它们都具有民用性。后来，随着工程科学技术的发展，机械、电气、化工都已逐渐形成独立的科学，Civil Engineering 就成为土木工程的专门名词。至今，在英语中，Civil Engineering 还包括水利工程、港口工程；而在我国，水利工程和港口工程也成为与土木工程十分密切的相对独立分支。土木工程既指建设的对象，即建造在地上，地下，水中的工程设施，也指应用的材料设备和进行的勘测，设计施工，保养，维修等专业技术。 土木工程是一种与人们的衣、食、住、行有着密切关系的工程。其中与“住”的关系是直接的。因为，要解决“住”的问题必须建造各种类型的建筑物。而解决“行、食衣”的问题既有直接
3、的一面，也有间接的一面。要“行”，必须建造铁路、道路、桥梁；要“食”，必须打井取水、兴修水利、进行农田灌溉、城市供水排水等，这是直接关系。而间接关系则不论做什么，制造汽车、轮船也好，纺纱、织布、制衣也好，乃至生产钢铁、发射卫星、开展科学研究活动都离不开建造各种建筑物、构筑物和修建各种工程设施。土木工程随着人类社会的进步而发展，至今已经演变成为大型综合性的学科，它已经出许多分支，如：建筑工程，铁路工程，道路工程，桥梁工程，特种工程结构，给水排水工程，港口工程，水利工程，环境工程等学科。随着城市化的推进，土木工程学科也进入了快速发展时期，其显著特点有:1高层建筑的大量兴起;2地下工程快速发展;3城
4、市高架道路、轻轨铁路、立交桥等大量涌现;4城市市政建设、水利建设、园林建设和环境治理等方面的土木工程日益增多。可以说土木工程与城市建设的发展休戚相关。在城市飞速发展中，土木工程科学起到了至关重要的作用。然而，在城市大兴土木的同时，也带来了许多棘手的问题。1建筑垃圾。目前，我国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾的30%40%.并且绝大多数垃圾未经任何处理便露天堆放或填埋。这种情况首先是占用大量土地，仅以北京为例，据相关资料显示：奥运工程建设前对原有建筑的拆除，以及新工地的建设，北京每年都要设置二三十个建筑垃圾消纳场，造成不小的土地压力。其次是造成严重的环境污染。建筑垃圾中的建筑用胶、涂料、油漆不仅是难
5、以生物降解的高分子聚合物材料，还含有有害的重金属元素。这些废弃物被埋在地下，会造成地下水的污染，直接危害到周边居民的生活。再次是破坏土壤结构，造成地表沉降。现今的填埋方法是：垃圾填埋8米后加埋2米土层，但土层之上基本难以重长植被。而填埋区域的地表则会产生沉降和下陷，要经过相当长的时间才能达到稳定状态。2大型公共建筑耗能巨大。在全世界总的能量消耗中，有25%40%的能源消耗在建筑上。尤其是近年来，许多城市的大型建筑为“求样、求新、求大”而成为建筑能耗的黑洞，特别是大面积采用玻璃幕墙，冬天冷、夏天热，必须借助空调来调节室温，以至于这类建筑物的耗能要比一般建筑物高处许多。3由于建筑物大量侵占城市土地
6、，水泥、沥青等材料覆盖路面，大大降低了城市的整体散热能力，其中沥青路面和屋顶温度可高出气温817，城市中由混凝土、石料、砖瓦堆砌成的建筑群与柏油、水泥、陶瓷、石料等铺设的路面、人行道、广场，代替了原为植被、作物覆盖的自然地面。它们反射率小，热容量高，大量吸收太阳能。从而形成“热岛效应” 。而“热岛效应”往往形成城区与郊区的气压差值，导致大气中各种污染物在热岛中心聚集，危害人们身体健康甚至生命。二 建筑问题背后的材料问题 上述诸多问题是土木工程科学中遇到的重大挑战，实际上反映出土木工程科学在材料、规划等方面的巨大不足。多数建筑材料不能重复利用，废弃物处理技术不够完善，城市建设中规划不全面等等问题
7、亟待解决。比如普通玻璃幕墙的保温、隔热等性能严重不足，油漆、涂料的不可降解性，水泥、石灰的不可再利用等等。这些建筑材料严重阻碍了现代土木工程科学的发展，必须解决。三 怎样解决这些问题为了改变现状，首先要减少建筑垃圾的产生。第一，加强建筑施工的组织和管理工作，提高建筑施工管理水平，减少因施工质量原因造成返工而使建筑材料浪费及垃圾大量产生。第二，加强施工现场施工人员环保意识。在施工现场上的许多建筑垃圾，如果施工人员注意就可以大大减少它的产生量。 第三，推广新的施工技术，避免建筑材料在运输、储存、安装时的损伤和破坏所导致的建筑垃圾；提高结构的施工精度，避免凿除或修补而产生的垃圾。 第四，优化建筑设计
8、。中国存在许多边设计、边施工、边修改的“三边工程”，这种工程即使质量不成问题，也必然会造成更多的建筑垃圾。建筑物应有较长的使用寿命；采用可以少产生建筑垃圾的结构设计；选用少产生建筑垃圾的建材和再生建材；应考虑到建筑物将来维修和改造时便于进行，且建筑垃圾较少；应考虑建筑物在将来拆除时建筑材料和构件的再生问题。但是这么做而言，只是治标不治本。最根本的方法是找到更好的材料，替代现有的材料，达到可重复利用、可再生、无污染的水平。材料要有如下特性（1）复合化。经过一定的工艺条件有效地将集中材料的优良性能结合起来，从而得到性能优良的复合材料。 （2）多功能化。随着人民生活水平的提高和建筑技术的发展，对材料
9、功能的要求将越来越高，要求新型材料从单一功能向多功能方向发展。即要求材料不仅要满足一般的使用要求，还要求兼具呼吸、电磁屏蔽、防菌、灭菌、抗静电、防射线、防水、防霉、防火、自洁、智能等功能。 （3）节能化、绿色化。要求材料不但具有良好的使用功能，还要求材料无毒、对人体健康无害、对环境不会产生不良影响，即新型建筑材料应是所谓的“生态建筑材料”或“绿色建筑材料”。建筑装饰材料应重点发展丙烯酸类乳胶、高档发展内外墙涂料、复合仿木地板等一些适销对路产品，朝着功能化、高档化、无害化方向发展，做到新颖、美观、实用、方便（4）工业化生产。只有生产达到工业化了，材料才能具有巨大市场潜力和良好发展情景，如涂料、防
10、水卷材、塑料地板等建筑材料的生产。结合各地的实际情况，选择一批有基础的城市和有实力的新型建材及制品生产企业集团和基地进行重点发展，使之形成生产规模大、配套能力全的大型 新型建材及制品企业集团和生产基地。结合住宅产业化试点工作，抓好北京、上海、天津等一批城市发展新型建材及制品，使之形成各具特色，具有自己的主导产品和合理的产品结构、有一定规模和配套能力的新材料基地，对全国其他大中城市起到示范作用。而对于热岛效应，要解决这样的问题，减少“城市热岛效应”的污染，就需要在城市规划中加以调整，保证绿地在城市中所占有的比例。我们需要加强城市绿化水平，实行屋顶花园，将建筑物向高空发展，减少对土地的侵占。总而言
11、之，新型材料需要长足的发展，土木工程科学任重而道远。四 结论与认识总的来说，土木工程是一门古老的学科，它已经取得了巨大的成就，未来的土木工程将在人们生活中占据更重要的位置。地球环境的日益恶化，人口的不断增加，人们为了争取生存，为了争取更舒适的生存环境，必将更加重视土木工程。在不就得将来，一些重大项目将会陆续兴建插入云霄的摩天大楼，开满鲜花的屋顶，更加温馨的生活将不再是梦想。科技的发展，以及不断恶化的地球环境必将促使土木工程向太空和海洋发展，为人类提供更广阔的生存空间。近年来，工程材料主要是钢筋、混凝土、木材和砖材，在未来，传统材料将得到改观，一些全新的更加适合建筑的材料将会问世，尤其是化学合成
12、材料将推动建筑科学走向更高点。总之，新型建筑材料还将一直更新，有毒害的材料不断减少，新的绿色建材产品不断涌现。它的应用遍布各行各业。建筑材料的发展和应用二者起着相互促进的作用。同时，设计方法的精确化，设计工作的自动化，信息和智能化技术的全面引入，将会是人们有一个更加舒适的居住环境。一句话，理论的发展，新材料的出现，高技术的引入等都将使土木工程科学有一个新的飞跃。这是一个需要责任感和爱心的行业。要有一颗责任的心，追求卓越，勇于创新。要有屡败屡战的精神，勇于向未知的领域发起挑战。既然选择了土木，就踏踏实实的减负这个责任吧。我们还应看到，我国的土木工程事业与世界一流水平还有一定的差距。譬如国内的不少
13、高层建筑（包括上海的环球金融中心） ，其工程设计几乎全部由国外承担，钢材几乎全部从国外进口，工程总承包也大多由国外承担，只有钢结构制作与安装等工作由国内单位承担。获得完全自主的知识产权，实现工程建筑的国产化，赶超国际水平，需要我们青年一代去完成！作为祖国未来的土木工作者，我将努力做到：打好基础，学好外语，承认不足，不甘落后，不断在创新、质量和美学上下工夫。提升自己的竞争意识，敢于参与国际大赛并获得奖项；工作结合我国国情，特别是考虑由于人口负担过重造成的能源不足、水资源和耕地缺乏。特别注意不使西方发达国家在他们发展过程中由于当时对可持续发展认识不足造成的错误与严重后果在中国的大地上出现！我将不断提升能力，鼓足干劲，与其他同学一道，走出一条自主创新、可持续发展的有中国特色的土木工程发展之路，共同将我国的土木工程事业推向新的高潮！参考文献土木工程概论 黄河水利出版社 2010 年 8 月 陈长冰主编智能建筑与城市信息 2012 年第 10 期 新型建筑材料及应用 华南理工大学出版社 2006 年 1 月 作者:林克辉土木工程学报 中国土木工程学会 土木工程学报编辑部百度词条“建筑垃圾” 、 “城市热岛效应”
