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新材料推进建筑革命

发布于:2007-07-22 07:56:22 来自:建筑设计/公共建筑设计 [复制转发]
乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)是一种人工高强度氟聚合物,这种耐用的可塑树脂正在北京奥运会场馆建设中发挥巨大作用,其应用前景一片光明。



从欧洲开始流行

一个泡沫充气垫做的游泳馆,或者一个以钢结构“编织”成的像鸟巢一样的运动场,甚至一个覆盖上百万平方英尺空间的巨型帐篷——这些建筑在10年前也许都只能存在于人们的想象之中。而今天,位于北京的前两者分别是正在建设中的中国国家游泳中心和作为2008奥运会主会场的国家体育场;后者则是位于哈萨克斯坦阿斯塔纳的娱乐中心——“成吉思汗后裔帐篷”(Khan Shatyry)。而这一切能得以实现都要感谢具有创新精神的建筑师,经验丰富的工程师和被称作乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)的材料不同寻常的属性。

乙烯-四氟乙烯共聚物也许正迎来其在建筑材料领域的辉煌时刻,但事实上,上个世纪70年代杜邦化学公司(DuPont)就发明了这种人工高强度氟聚合物,作为航空工业中的一种绝缘材料。

这种树脂材料让建筑师最感兴趣的特性是其能被制成一种薄而非常耐用的薄膜,杜邦生产的就像打成卷的增强版塑料保鲜膜。而日本的旭硝子玻璃公司(Asahi Glass Company)也在生产类似的产品,名字叫氟隆。这种产品在使用时可以做成片状,也可膨胀成枕头状,并因为具有难以置信的多功能性,已经成为最好的替代像玻璃这样的传统材料的材料。

刚开始的时候,杜邦化学公司根本没有真正地考虑过让ETFE成为建筑师的“宠儿”。德国一名机械工程和商业管理专业的学生斯蒂芬•勒耐特(Stefan Lehnert)推动了这个进程,他狂热于水上运动,并在探求新的航海技术的时候偶然发现这种材料。尽管在发现这种材料并不太适合其航海需要后,他还是注意到了ETFE的透明、自洁和结构上的特性,这使其具备了成为种优良建筑材料的潜质。 

1982年,他在德国不来梅成立了维克多-福伊特克公司(Vector Foiltec),专门设计和制造ETFE建材,并开始将这种材料销售给全球的建筑公司。该公司的第一个项目,是荷兰的阿恩海姆(Arnheim)动物园的一个小亭的屋顶。

从哪个时候开始,ETFE就已经日益普及开来,特别是在欧洲。在上个世纪90年代,从德国到英国,ETFE被广泛应用于办公室、建筑物中庭、大学建筑、医用设施、博览会厅堂和动物园。2000年落成的英国康沃尔“伊甸园”项目(Eden Project)是一个巨型环境合成建筑,其包括了两个巨大的由ETFE覆盖的温室。该项目由格雷母肖建筑师事务所(Grimshaw Architects)设计,其建设被广泛地认为是一个工程奇迹,并制造了一波全球影响。

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只看楼主 我来说两句
  • ycy1800
    ycy1800 沙发
    ETFE材料在室内应用,例如作为办公室的墙面,表现出另外的声学问题。ETFE材料比玻璃和木头传送更多的声音。这使它不宜用于机场附近的会议中心或会议室。相反,ETFE材料对“自含的”(self-contained)的噪声区——例如水上公园有益的。从墙壁和地面反射声音,并且通过屋顶散发出去。

    仅仅是开始

    但是,消除的这些问题的研究正在进行之中,并且,使用ETFE材料的建筑已经在更多的地方出现。维克多福伊特克公司明年在美国将建设8项工程(在世界上预定的工程超过100个)。目前正在为一幢美国联邦大楼完成一个中庭屋顶。佩克希望,以后的工程将证明是ETFE材料在美国的一个转折点。ETFE材料已被用于北京国家水上运动中心,2012年伦敦奥运会也可能有几项工程使用。

    另一个巨大的ETFE工程已经出现在地平线上,这就是哈萨克斯坦的“成吉思汗后裔帐篷娱乐中心”(Khan Shatyry Entertainment Center)。这个工程位于哈萨克斯坦的首都,是一个占地1,076,000平方英尺的帐篷形娱乐设施。它由伦敦的福斯特建筑事务所设计,预期于明年完工。另一些高水平的建筑事务所或建筑师,例如SOM和弗兰克•盖里,也说要在今后的工程中使用ETFE材料。

    而且,另一些创新研究也正在进行之中。维克多福伊特克公司目前正在试验,是否可能在ETFE“垫子”中加入光电装置,或使用一种绝缘的“光触媒”(nanogel)去增加ETFE“垫子”导热性能。正如“水立方”的建筑师比尔蒙说的:“有一个新的认识是,整个世界正面临可持续性问题,而使用ETFE之类的解决方案是未来所需要的。”


    附图反映了ETFE材料在世界各地的应用
    2007-07-22 07:57:22

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  • ycy1800
    ycy1800 板凳
    从审美水平来看,ETFE材料强化了建筑物的主题。它们的柔软的外形,给人以泡沫一样的感觉。并且它们的有蓝色层和透明层的三层结构,使表面给人一种深沉和变幻的感觉。一旦在2008年奥运会开始,主办方将把建筑物的墙面变成一个巨大的电视屏幕,向场外的观众展示场内各项比赛进行的情况。

    正视ETFE的缺点

    对于它的各式各样的配套装置来说,ETFE并不是一种完美无缺的材料。ETFE材料的典型用法是,将它们两层或三层“焊接”在一起,平放着运送到工地。然后使它们膨胀成面板或“垫子”。这些“部件”需要“半连续”(semi-continuous)的空气压力,以保持它们稳定和提供给它们加热的装置,最多的是插入它们边缘的细软管。

    这些空气供应线与一个计算机系统连接,对“垫子”内部的压力进行监控。这个系数还能“喂入”空气,或从里面排出空气,使其进入更多的光线,或使其更阴暗。这意味ETFE“垫子”成了建筑物的一件有活力的“充气夹克”。在某些装置中,这些控制程序是利用光传感器进行的。当然,许多工程不要求这样复杂。

    维克多福伊特克公司的北美分部总经理爱德华•佩克说:“你必须就具体项目进行评估,弄清使用ETFE的目的。是为了建筑物的形象,为了透明度,为了结构,或是为了节能?”对于小规模的项目或住宅工程,他建议不要使用ETFE材料。

    从声学的角度来看,ETFE材料有一定的缺陷。ETFE“垫子”系统被用于屋顶时,可能增大雨声。因为这些“垫子”拉紧像一面鼓。制造商开发了几种消声技术,包括在ETFE“垫子”内安放聚碳酸脂片,但使用还不广泛。
    2007-07-22 07:57:22

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这个家伙什么也没有留下。。。

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