ETFE充气式膜结构在建筑中的应用（PPT43）

ETFE充气式膜结构在建筑中的应应用膜结构建筑是是21世纪最最具代表性与与充满前途的的建筑形式。。它打破了纯纯直线建筑风风格的模式，，以其独有的的优美曲面造造型，简洁、、明快、刚与与柔、力与美美的完美组合合，呈现给人人以耳目一新新的感觉同时给建筑设设计师提供了了更大的想象象和创造空间间。膜结构骨架式张拉式充气式（ETFE）原理充气式膜结构是一个个相对密闭的的空间结构，，与传统空间间结构建筑不不一样的是，，它通过风机机向结构内部部鼓风送气，，使膜结构内内外保持一定定的压力差，，以保证膜结结构体系的刚刚度，维持所所设计的形状状。一次性充满气气后系统仍会会持续充入少少量气体，以以平衡节点与与接缝外渗的的气体。停止止供应空气后后可以保持4~8小时压压力不变。历史回顾1917年首次有人提出气承式帐篷1946年建成美国第一个充气膜结构（军方雷达防护罩）1970年日本大阪世博会上引起了国际关注（美国馆、日本馆）1975年开始相继出现在体育建筑中（银色穹顶）2001年建成真正意义的ETFE充气结构（伊甸园）2008年水立方使得ETFE膜结构在国内得到应用ETFE乙烯-四氟乙烯共聚物电气绝缘性自洁性（防污性）难燃性（防火1级）抗冰雹冲击耐腐蚀性抗老化性高透光性耐候性节点ETFE膜材材之间的连接接：熔接方式一方式二节点ETFE与PTFE的连连接节点为了和其他结结构构件连接接，需要将ETFE单元元边界留绳袋袋后熔接，然然后穿入防脱脱绳，以将膜膜单元的应力力传递到主构构件上。用机器熔接节点ETFE与钢钢连接节点方式一方式二节点供气节点相当当于气枕的““喉咙”，这这个位置必须须保证顺畅供供气以及与膜膜材之间的密密封性。典型的双侧气气枕接口构造造？充气式膜结构构具有较好的抗抗压性，人们们在上面“玩玩蹦床”都没没问题，“正正常的放上一一辆汽车都不不会压坏”。。强度充入空气的气气枕具有高强强度表面张力力。虽然它可能被被利器刺破，，但它高度抗抗撕裂性使得得破损不会向向更大范围发发展，还能自自我修复，通通常不需要更更换整个气枕枕。施工现场为了保证气枕枕的完整，封封闭好的膜面面需立刻安装到支撑结结构中，以免免褶皱和风荷荷载造成破坏坏。ETFE薄膜膜气泡可在现现场外预制，，并装在面板板上。面板通通过独立于支支撑结构的可可调部件进行行提升，并装装配在立面上上。当面板就就位后，将为为气泡充气的的通风管附着着在面板上，，并连接到气气泵进行充气气。防脱绳位于马格纳的的航空展览馆馆，在一个废废弃的钢铁厂厂内，采用的的是以索网支支撑ETFE气枕构成的单单向索网结构构。航空展览馆在建筑中的运运用由两个钢管围围合成的椭圆圆形支撑环通通过斜向支撑撑固定在展馆馆两端。在两两个支撑环之之间是11个纵向排列的的ETFE充气气枕，气气枕间每隔6.1m便设置一处连连接点与外部部索网相连，，再通过索网网与原有钢结结构连接。气气枕在受制于于外部索网限限定的同时，，也反作用于于外部索网。。Meiderich剧场场采用ETFE膜面顶棚，不不但自重轻，，而且可缓解解结构的变形形和运动。另外，气枕枕还对改善剧剧场里声学有有良好的效果果。由于顶棚棚高度透明，，人们坐在剧剧场中仍可看看到高大的煅煅烧炉。位于杜伊斯堡堡的Meiderich剧场。它将一一座废弃的炼炼铁厂改造成成公告文化设设施。为了适适应原炼铁厂厂遗留的管道道布局，由T形钢构成的顶顶棚滑轨在钢钢管支撑下必必须成波浪形形起伏。剧院的可伸缩缩摸顶为废弃弃的铁厂注入入新活力。轻质的ETFE气枕式膜膜结构体系适适用于建造大大尺度可移动动结构。Meiderich剧场场答:受到声波波作用时，在在共振频率附附近具有最大大的声吸收声学通过调节对气气枕的充气量量可以改变系系统的共振频频率，可达到到选择性吸收收不同频率声声音的目的。。式中f0---共振频率M0---膜的的单位面积质质量L---封闭空气层的厚度度薄膜吸声结构构的原理？法兰克福巴赛赛尔人广场上上的卵形建筑筑钢杆件和ETFE气枕被被用来建造庭庭院顶棚。平缓的坡面是是为了避免气气枕在泄气后后产生积水。。通过下弦弦杆件张拉间间隔3.5m的支撑肋最最终形成向上上隆起的曲面面。支撑肋由钢管管构成，V形形短柱与之垂垂直排布。来来自上弦的水水平荷载通过过索网传递到到环梁上，环环梁将荷载最最终传到下部部支撑结构体体中。荷载传递：风、雪荷载载→ETFE气枕→→上弦杆件件→V形形短柱→→索网→→环形梁→→下部支支撑结构防脱绳哥本哈根住宅宅楼柏林拉迪孙酒酒店中庭采用ETFE气枕取取代玻璃，降降低了屋面板板损坏可能对对5层楼高水水族馆的破坏坏。旅馆中庭可通通过吊装开启启，以便于水水族馆的维修修安装。慕尼黑安联球球场照明LED灯光线调节加州艺术学院院两膜合并时两膜分开后在白天，表面能将光和和热透入下面面。在晚上，其天窗像像灯笼发光。实例分析———水立方实例分析———水立方“水立方”（（WaterCube）是国家游泳中心心，位于北京奥林林匹克公园内内。是世界上规规模最大的膜膜结构工程，，也是惟一一一个完全由膜膜结构来进行行全封闭的大大型公共建筑筑。规划建设用地地62950m²，总建筑面积6.5万-8万m²，长宽高分别为为177m××177m×30m。实例分析———水立方结构体系地上：钢网架结构和膜结构地下和基础：钢筋混凝土结结构钢网架和地下下混凝土中的的钢筋焊接在在一起，就形形成了一个立立方体的笼子子，使整个场场馆成为一个个整体，达到到抗击8级地震的标准准。这种避雷网完完全依靠自身身的结构材料料，作为引线线与地下连接接，不用再单单独设立避雷雷针，就能把把雷电导入地地下。实例分析———水立方水立方的设计应用泡泡沫结构原理理，一个个12与14面体的气泡连连续组成的四四方体简约又又高贵，碧澄澄天色的投影影为之镀上纯纯净优雅的自自然。三维空空间内各部分分的接触表面面积最小，运运用到钢结构构中，所用的的钢材就最省省。外表柔弱的水水立方，身上上却有1.2万个承重节点点，这些节点点能够均匀地地承担建筑物物的重量。钢结构实例分析———水立方面及支撑墙结构构由新型多面面体空间钢架架构成水滴的的骨架。结构构节点形式分分为球型、半半球型、方钢钢管相贯三种种，杆件分为为圆钢管、方方钢管两种形形式。典型节点实例分析———水立方实例分析———水立方ETFE充气气式膜结构水立方整体建建筑由3000多个气枕组成成，气枕大小小不一、形状状各异，覆盖盖面积达到10万平方米。实例分析———水立方镀点在屋面和里面面的不同位置置排列密度不同。顶棚上的镀点点比东西墙要要紧，是为了了在中午阻隔强光的进进入：靠近地面的的气枕上，镀镀点就稀一些些，这是为了了让更柔和的的光进来。上上亿个镀点组组成了屏障，，把刺眼的光光线和多余的的热量挡在场场馆之外，既既实现了游泳泳中心室内光热的平衡，也起到阻隔、反射光光线的作用。在镀镀点之间，光光线仍然可以以自用通过，，保证场馆的的照明温度，，调节着室内内的日光。镀点水立方墙体剖剖面构造图为了达到177m的跨距距，钢结构墙墙体和屋面的的厚度分别达达到了3.6m和7.2m。墙体和和屋面均由双双层膜结构表表皮组成。72003600ACBDC:外表皮屋屋顶细部构造造B:外表皮墙墙体与屋顶连连接的细部构构造D:内表皮墙墙体与屋顶连连接的细部构构造A:外表皮墙墙体与地面连连接的细部构构造伟大工程巡礼北京水水立方ETFE气枕玻璃自重轻，运费低灰常重，运费高透光性好，可调节光线不能避免直射反光弱易反光，光污染耐污不怕脏表面易脏常清洗可吸噪声隔音好隔音效果良强度高，不怕掉易碎易脱落不安全可100%回收利用回收率低玻璃天窗ETFE膜案例ETFE膜有自洁功能，，使膜的表面面基本上不沾沾灰尘。即使使沾上灰尘，，自然降水也也足以使之清清洁如新。新材料123最前沿2014年10月18日日，号称全球最大大穹顶建筑的的新加坡国家家体育场，拿拿下2014世界建建筑节的年度度体育建筑奖奖项。新加坡体育场场▲穹顶由半透透明的ETFE膜材材制成，然后后借用金属索索具完成支撑撑。ETFE穹穹顶可根据天气状状况打开或关关闭，使之既既能在热带高高温下保持室室内凉爽，也也能在雨天防防止雨水侵蚀蚀。展望同工业革命一一样,ETFE的产生及及发展同样被被视作技术领领域的一次革革命。原始的的构思