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ETFE膜應用的典型案例-水立方(世界最大的膜結構工程)

文章出處:中國網賭正規網站膜結構作者:中國網賭正規網站網絡部發表時間:2018-05-07 10:59:02閱讀:
    說到水立方,相信大家都一定不會陌生,它的官方名字是——國家遊泳中心,是2008年北京奧運會的三大標誌性建築之一(其他兩個是國家體育場與國家體育館),小編記的第一次在電視中看到水立方,完全被它奇特的造型所折服,我很難相信世界上會有這樣的建築存在,當時在我的印象中,體育場都是鋼筋混凝土構築而成,而水立方則是由數以千計的不規則半透明氣泡組成,自己對這種設計是深深的著迷,因為當時不知道其具體的材料,隻是聽主持人講解,這是一種新型的材料,非常的節能,這也響應了北京奧運會綠色奧運,科技奧運,人文奧運的理念,到後來小編接觸到了膜結構建築行業才知道,原來這種神奇的材料是ETFE膜,水立方之所以有這麽多其他建築所不具備的優點,正是這種神奇的膜材賦予的,簡單來說ETFE膜材的特點是:自重輕、強度高、耐磨耐擦、耐腐蝕、耐高溫、透光性佳(高達95%),而且還能循環使用,可以說是一種相當完美的新型建築材料,關於建築膜材小編之前寫過一篇文章《膜結構有幾種膜?膜結構常用膜材對比!》大家有興趣的可以去看下。今天大家就跟隨小編我對水立方做一個全方位的了解。

水立方整體航拍圖
水立方整體航拍圖

    建築背景及規模

    水立方是為08年北京奧運會專門興建的,作為遊泳比賽的主場館,其是一個長177米、寬177米、高31米的方形建築,建築麵積達到了79532平米,最多可容納17000名觀眾,擁有6000個永久座位,11000個臨時座位,水立方是世界上最大的ETFE膜應用工程,其膜覆蓋麵積超過10萬平米,展開麵積超過26萬平米,也是世界上唯一一個完全由膜結構進行全封閉的大型公共建築,工程總造價超過10億元,水立方同時是唯一一個世界各地僑胞捐款援建的奧運場館,總捐款額約8.5億人民幣。

    設計理念

    作為與國家體育場(鳥巢)一路之隔的水立方,其設計也是與鳥巢遙相呼應,水立方設計靈感來源於水元素,其一圓一方,體現了中國“天圓地方”的古代天文認知,如果將鋼鐵之軀的鳥巢比喻為健碩的男子,那麽水立方就是一個柔美的女性,其方形的舊建築造型,也隱喻了中國“無規則不成方圓”的哲學思想,可以說將中國傳統文化與現代的建築理念進行了完美的融合。水元素在中國的傳統文化中占有非常重要的地位,智者樂水仁者樂山,水總能給人帶來歡樂的情緒,水立方在奧運會後是北京最大的水上樂園,其設計也是為了滿足各個年齡層的人們享受水帶來的樂趣,激發人們對生活的熱情,為了達到此目的,設計者將水的體現形式概念化,實體化,他們想到了水泡,在方形的建築外層布滿這種酷似水泡的幾何形狀,讓水的設計理念體現的淋漓盡致。

水立方表麵由不規則的ETFE膜“氣泡”覆蓋
水立方表麵由不規則的ETFE膜“氣泡”覆蓋

    建築技術

    水立方采用的是膜結構建築技術,其是一種21世紀最具代表性的全新建築形式,在各種大跨度的空間建築中已經成為了一種首選技術,水立方所使用到的膜材是ETFE,這種膜材的特點中國網賭正規網站上邊已經簡單說過了,其使用壽命超過20年,其強度很高,人在上麵走完全沒有問題,現在世界上能獨立完成這種規模膜結構建築的公司隻有三家。

    說到水立方的建築技術中國網賭正規網站就不得不提氣泡理論,19實際末Lord Kelvin提出了一個問題:如果中國網賭正規網站將三維空間細分為若幹個小部分,每個部分體積相等但要保證接觸表麵積最小,這些細小的部分應該是什麽形狀?1993年這個問題得到了最理想的答案,Weaire和Phelan教授提出要解決這個問題,那麽構造體中采用兩種不同的單元體,一種為十四麵體,一種為十二麵體,水立方的多麵體空間鋼架結構就是采用的這種方式,水立方整個建築由3000多個ETFE氣枕構成,氣枕大小形狀不一,麵積超過10萬平米,水立方除了地表之外,整個結構表麵都是由膜覆蓋,其安裝是先搭建鋼架構,然後安裝氣枕,最後通過鋼架上預留的充氣線對氣枕進行充氣,氣枕就變成了氣泡,充氣過程都是由電腦自動控製的,而且會根據氣壓,光照等條件進行實時的調整,保證整個氣泡單元都處於最佳狀態。因為ETFE膜材具有自潔的功能,所以依靠雨水衝刷就能保持外表潔淨如新,還有一個優點就是維修便捷,電腦會實時監控各個氣泡單元的狀況,如果出現損壞可以快速定位進行修複或者更換,此外,在水立方漂亮的膜結構外衣上還點綴著無數白色的亮點,被稱為鍍點,他們的作用是反射光線,從而保證水立方內部隔熱散熱的效果,由於ETFE膜材由很好的透光性,所以白天室內采光完全依靠自然光線,這就大大減少了照明設施的使用時間,也起到了節能減排的作用。最不可思議的是建築麵積將近8萬平米的水立方沒有使用一根鋼筋,一塊混凝土,其牆體跟頂棚都是用鋼管連接而成,共有1.2萬個節點,用鋼量僅6900噸,平均每平米隻有120公斤,其依靠隻有2.4毫米厚的膜結構氣枕對整個建築進行包覆,整體給人的感覺就是不可思議。

水立方內部膜結構頂棚實拍
水立方內部膜結構頂棚實拍

    對我國膜結構行業的影響

    水立方作為一個在世界範圍內具有很大影響力的膜結構建築,其在中國的膜結構行業曆史上可以說增添了濃墨重彩的一筆,水立方很多技術在當時是世界領先的,其創意也是大膽的,它讓更多的普通人知道了膜結構,展現了膜結構建築獨特的魅力,水立方可以說掀開了國內膜結構行業高速發展的序幕。
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