ETFE充气膜结构这种全新的建筑形式,是现代建筑领域的一朵奇葩,可创造独特的建筑艺术效果,并使建筑获得很高的保温和采光等性能。希望借助其在“水立方”中的成功应用,推广此项技术。
——中国工程院院士清华大学建筑学院教授博士生导师
“水立方”这座神奇建筑的成功与完美,与覆盖其内外表面的ETFE充气膜结构有着不可分割的联系。本书作者王双军是一位多年致力于建筑幕墙技术研发与设计实践的资深专业人士,在“水立方”工程中主持ETFE充气膜结构系统的设计工作,本人曾在他的陪同下参观了“水立方”。他将工程中积累的技术理论和实践经验进行总结和提炼,写就了国内第一本关于ETFE充气膜结构技术的专著。相信这本书对于此技术在我国的推广应用和发展提高,必将会起到很大的推动作用。
——清华大学副校长
“水立方”技术上的创新和出彩与其设计上的成功是息息相关的。从很大程度上看,圆梦人实践者的身份和被广誉为造梦者的设计师其实同等重要。因此,王双军先生积十数年心血与追求所形成的这本专著尤其值得尊重。相信其会在上述层面上为蒸蒸日上的中国建筑增加助推力。
——英国阿特金斯(ATKINS)集团 董事·设计总监·国际知名建筑设计师
《“水立方”ETFE充气膜结构技术》由化学工业出版社出版。
第一章 绪论
第一节 “水立方”简介3
一、“水立方”概况3
二、“水立方”的建筑设计理念5
三、“水立方”的结构设计原理8
四、ETFE充气膜结构与“水立方”11
第二节 ETFE充气膜结构技术综述17
一、ETFE充气膜结构技术发展简史17
二、ETFE充气膜结构典型工程简介21
三、ETFE充气膜结构体系基本构成原理29
第二章 ETFE膜材及其特性
第一节 概述34
第二节 ETFE膜材的物理性能36
第三节 ETFE膜材的力学性能38
第四节 ETFE膜材的热性能40
第五节 ETFE膜材的化学性能41
第六节 ETFE膜材与其他材料性能的综合比较43
第七节 ETFE膜材产品规格44
第八节 水立方所用ETFE膜材46
第三章 ETFE充气膜结构系统建筑设计
第一节 建筑效果设计51
一、ETFE膜结构影响建筑效果的主要因素分析51
二、建筑效果设计与视觉测试53
三、ETFE充气膜结构建筑效果的最终确定58
第二节 景观照明设计59
一、系统综述60
二、系统配置60
三、景观照明系统主要场景功能描述72
第三节 热工性能设计81
一、ETFE充气膜结构的保温隔热原理82
二、保温性能检测86
三、热工性能的主要影响因素88
四、热工性能设计与综合分析94
第四节 声学性能设计109
第五节 采光性能设计117
第四章 系统结构设计
第一节 概述124
第二节 气枕结构受力特性125
第三节 “水立方”气枕特性与荷载129
第四节 气枕设计133
第五章 系统构造设计
第一节 立面系统构造设计144
一、系统构成原理及功能描述145
二、系统密封原理149
第二节 屋面系统构造设计151
一、系统构成原理及功能描述152
二、密封防水原理160
三、屋面排水系统163
第三节 天花系统构造设计165
一、系统构成原理165
二、系统密封原理173
第四节 “泡泡吧”系统构造设计176
一、系统构成原理177
二、系统密封原理181
第五节 充气系统182
一、充气管道和阀门184
二、充气单元190
三、电子监控系统196
第六章 制造与施工技术
第一节 概述200
第二节 ETFE气枕制造203
一、ETFE膜材裁剪204
二、ETFE膜材焊接及气枕制造207
第三节 夹具及天沟制造213
一、铝合金夹具制造213
二、天沟制造214
第四节 施工安装217
一、施工培训217
二、施工措施及施工工艺221
三、创新性施工技术255
第七章 质量控制、系统运行与维护
第一节 质量控制262
一、概述262
二、制造过程质量控制263
三、安装过程质量控制266
第二节 系统运行与维护273
一、系统运行管理273
二、清洗与维护274
参考文献
1.施工周期比其它建筑短:气模建筑中膜才所有设计与制作都是在工厂内完成,在现场只进行安装。施工难度低、工期缩短1/2以上。是最节省常在施工管理的建筑形式。 2.在施工过程中没有...
充气膜结构是一个相对密闭的空间结构,与传统空间结构建筑不一样的是,它通过风机向结构内部鼓风送气,使膜结构内外保持一定的压力差,以保证膜结构体系的刚度,维持所设计的形状。同时压力控制系统可使结构维持一定...
1.施工周期比其它建筑短:气模建筑中膜才所有设计与制作都是在工厂内完成,在现场只进行安装。施工难度低、工期缩短1/2以上。是最节省常在施工管理的建筑形式。2.在施工过程中没有任何的污染:在膜才...
随着北京国家体育场的奥运火炬缓缓地熄灭,举世瞩目的北京第29届夏季奥林匹克运动会落下了帷幕,画上了圆满句号。这是一届规模宏大、盛况空前的奥运会,也是一届成功的、完美的奥运会。无论是精彩的奥运比赛、周密系统的赛事组织,还是个性鲜明的比赛场馆、周到细致的志愿服务,都给人们留下了深刻的印象,难以忘怀。正如国际奥委会主席罗格先生(Mr.JaquesRogge)在闭幕式上总结发言时给予的评价:“ThesearetrulyexceptionalGames!”这是一届真正无与伦比、绝无仅有的奥运会。
这是中国第一次举办如此规模的世界性体育盛会,奥运会承载着中国人多年以来的梦想和希望。中国政府和人民倾注了极大的关注和热情以及巨大的投入。中国人以其勤劳和智慧,创造了一个又一个奇迹,将一届完美无缺的奥运会呈献给世人。通过本届奥运会的成功举办,让世界更多地了解了中国,也让此前来自西方的一些不和谐的声音悄然消失,转而对中国刮目相看。匠心独具、气势恢宏的奥运会开幕式和闭幕式,从一个侧面显示出中国式集体力量和智慧的强大,让每一个中国人为之骄傲和自豪。这是继2008年初的雪灾和“512”汶川大地震之后,中国人的民族情感再一次得到强烈地激发,民族的团结、自信心和凝聚力得到极大地增强。
北京奥运会给人们留下了恒久的记忆和无限的感慨,同时,轰轰烈烈的比赛结束后,人们也在从不同侧面进行认真地思考和总结,从不同角度分析和解读,从而让奥运会激发出来的民族精神和情感、智慧和力量在奥运会后得到进一步发挥和发扬,对今后经济建设、社会发展和文明进步,起到持续长久的推动作用。
北京奥运会的成功,得益于中国共产党和政府的英明领导下的安定团结的社会政治局面,得益于和谐、团结、向上的民族精神,也得益于中国不断进步的社会文明和日益强大的经济基础。作为中国人,我们不仅仅为中国体育事业蓬勃发展、跻身于世界体育强国行列而感到骄傲,更多的是为我们在经济、科技和文化等方面在世界上越来越重要的地位和影响而感到自豪。北京奥运会给人们留下深刻印象的不只是开闭幕式的空前盛况、比赛场面的精彩绝伦,抑或是中国军团首次位列金牌榜首的喜悦、多项世界纪录被改写的惊叹,而承办奥运比赛的31个风格各异的比赛场馆,则更是令人赏心悦目,令人惊叹。奥运赛后到比赛场馆参观的人群络绎不绝,每天数以万计的观众就是一个真实的写照。
本届奥运会新建场馆11个,改扩建场馆12个,临时场馆8个。其中,最令人瞩目的国家体育场“鸟巢”和国家游泳中心“水立方”,双双被美国《商业周刊》评选为世界十大新建筑奇迹之冠亚,而“水立方”则在美国的《大众科学》评选的“100项最佳建筑科技成果”中位居榜首。分立在北京中轴线北端两侧的“鸟巢”和“水立方”,作为本届奥运会的主要比赛场馆,同时也是本届奥运会的标志性建筑,集中体现了北京奥运会的三大核心理念:绿色奥运,科技奥运,人文奥运。2100433B
充气膜结构 充气膜结构是一种新型建筑结构,是轻型空间结构的一个重要分 支,具有丰富多彩的造型,建筑特性、结构特性优越,主要分为张拉 膜结构、骨架膜结构、充气膜结构、索桁架膜结构等。 充气膜结构介绍 膜结构是轻型空间结构的一个重要分支,除丰富多彩的造型外, 还有优异的建筑特性、结构特性、和适宜的经济型,因此膜结构的诞 生,就迅速在世界各地发展起来。 而膜结构建筑主要分为张拉膜结构、 骨架膜结构、充气膜结构、索桁架膜结构、张拉整体与索穹顶膜结构。 充气膜结构是一个相对密闭的空间结构,与传统空间结构建筑不 一样的是,它通过风机向结构内部鼓风送气, 使膜结构内外保持一定 的压力差,以保证膜结构体系的刚度,维持所设计的形状。 同时压力控制系统可使结构维持一定的内外压, 保证结构稳定性。 充气膜结构做一种新型的空间建筑,具有传统建筑无法比拟的优 势。特别对于需要大面积大空间的作业厂区, 它比任何建筑更
国家游泳中心(水立方)外围护结构采用双层气枕膜结构,设计新颖独特,在国内首次大规模使用ETFE膜作为建筑外围材料。本文介绍了这一新型外围护膜结构的布置和特点,重点介绍了这种新型气枕膜结构的安装方法。
比重:1.7克/立方厘米
成型收缩率:3.1-7.7%
成型温度:300-330℃
ETFE 是最强韧的氟塑料,它在保持了PTFE 良好的耐热、耐化学性能和电绝缘性能的同时,耐辐射和机械性能有很大程度的改善,拉伸强度可达到50MPa,接近聚四氟乙烯的2倍。
ETFE结构式如右图:
etfeETFE
化学品中文名称: 乙烯-四氟乙烯共聚物
化学品英文名称: Ethylene tetrafluoroethylene
结构式如右图:
有害物成分 CAS No.
组成:该材料是由四氟乙烯(CF2=CF2)与乙烯(CH2=CH2)发生聚合反应得到的高分子材料。
-65°C~+150°C
薄壁材料
高阻燃性低烟
极适用于水、燃料、油、酸碱环境中
说明ETFE是一种坚韧的材料,各种机械性能达到较好的平衡--抗撕拉极强、抗张强度高、中等硬度、出色的抗冲击能力、伸缩寿命长。ETFE是良好的电介质材料,绝缘强度高,介电常数为2.6,电阻率高,耗散因数低,仅为0.003。其低介电常数,在频率和温度变化的情况下基本恒定。
ETFE的使用温度范围较实用较广,恒定温度通常设定为-65°C 到 +150°C之间,在超低温时仍坚硬非凡,其脆化温度低至-100°C。另外,ETFE还通过了几项严格的抗燃测试,如IEEE 383,并获得UL 94 V-0等级。对大多数化学物质的物理属性影响小,对普通气体和水气的渗透性低。