作為中國(guó)承辦2023年亞洲杯賽事的賽場(chǎng)之一,蘇州市昆山足球場(chǎng)按照國(guó)際足聯(lián)國(guó)際A級(jí)比賽標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)建造,足球場(chǎng)座席容量約為4.5萬(wàn)個(gè),采用混凝土雙柱系統(tǒng)和輕柔通透的PTFE膜結(jié)構(gòu),剛?cè)岵?jì)。
膜結(jié)構(gòu)越來(lái)越常用
膜結(jié)構(gòu)建筑作為新的建筑形式于上世紀(jì)五十年代開(kāi)始出現(xiàn),1970年大阪世博會(huì)上展出的美國(guó)館,采用的膜材是玻纖織物涂以聚氯乙烯(PVC)樹(shù)脂,之后,膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)用得到了迅速發(fā)展。
膜結(jié)構(gòu)建筑重量是傳統(tǒng)建筑的三十分之一,而且可以克服傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)在大跨度無(wú)支撐建筑的困難,造型自由輕巧、制作簡(jiǎn)易、安裝快捷,在世界各地受到廣泛應(yīng)用。用于建筑工程的薄膜材料分為織物類膜材和非織物類膜材兩大類。其中織物類膜材常用有PVC 膜材和PTFE膜材。20世紀(jì)末出現(xiàn)了新型膜材,化學(xué)成分為乙烯—四氟乙烯共聚物即ETFE。
1997年在上海八萬(wàn)人體育場(chǎng)舉行第七屆全國(guó)運(yùn)動(dòng)會(huì),觀眾席上方采用馬鞍形大懸挑鋼管空間屋蓋結(jié)構(gòu),覆以乳白色PTFE薄膜材料,面積為3.6萬(wàn)平方米,這是中國(guó)第一次將膜結(jié)構(gòu)用在大面積的永久性建筑上。
廣東佛山世紀(jì)蓮體育中心2006年9月建成,觀眾座位36000個(gè),體育場(chǎng)的圓頂由80塊索膜結(jié)構(gòu)組成,用PTFE薄膜覆蓋屋面,是觀眾觀看比賽的遮雨篷,覆蓋面積5.3萬(wàn)平方米,展開(kāi)面積達(dá)7萬(wàn)多平方米,是超大面積索膜建筑之一。
河北滄州體育館作為2014年河北省省運(yùn)會(huì)主會(huì)場(chǎng),為滄州鐵獅子的蓮花寶座造型,上方由20片蓮花瓣形狀的白色半透明PTFE膜材罩棚構(gòu)成。
廈門工人體育館建筑面積約8萬(wàn)平方米,主體育館采用大跨度鋼架膜結(jié)構(gòu),表面為PTFE膜結(jié)構(gòu),使內(nèi)部大空間能夠滿足需要和采光要求。
國(guó)外也有很多PTFE膜結(jié)構(gòu)的建筑,作為永久性建筑首選的膜材,在體育場(chǎng)館、商業(yè)屋頂、看臺(tái)等設(shè)施中應(yīng)用較多。
2022年第22屆世界杯足球賽在阿拉伯的卡塔爾舉行,卡塔爾Al Janoub Stadium體育場(chǎng)是座可容納4萬(wàn)人的足球場(chǎng),體育場(chǎng)的可伸縮式屋頂采用了PTFE膜材,展開(kāi)時(shí)屋頂就像一個(gè)船帆,覆蓋在球場(chǎng)的上方,為夏天足球比賽創(chuàng)造了一個(gè)遮蔽的環(huán)境。
全世界最豪華的酒店阿聯(lián)酋迪拜的泊瓷BurjAl-Arab酒店,建在海濱的一個(gè)人工島上,是一個(gè)帆船形的塔狀建筑,一共有56層,321米高,整個(gè)酒店采用雙層膜結(jié)構(gòu)建筑形式,采用PTFE膜材,造型輕盈、飄逸。
俄羅斯很多建筑也采用了PTFE膜材。為2018年俄羅斯世界杯興建的下諾夫哥羅德體育場(chǎng)位于伏爾加河和奧卡河的交匯處。體育場(chǎng)看臺(tái)設(shè)有45000個(gè)座席,體育場(chǎng)的外立體育場(chǎng)的外立面由藍(lán)白兩色的PTFE膜結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
位于頓河畔的羅斯托夫體育場(chǎng),采用開(kāi)放式張拉膜屋面,有46個(gè)PTFE膜結(jié)構(gòu)部分組成。頓河是俄羅斯的“父親河”,很多人知道頓河和羅斯托夫,皆來(lái)自于偉大作家肖洛霍夫的著作——《靜靜的頓河》。
PTFE的性能
聚四氟乙烯(PTFE),也稱“塑料王”,是一種以四氟乙烯作為單體聚合制得的高分子聚合物。耐熱、耐寒,可在-180~260oC長(zhǎng)期使用??顾峥箟A,幾乎不溶于所有的溶劑。PTFE膜材有許多優(yōu)秀的特性:設(shè)計(jì)靈活、多種透光率、重量輕、高強(qiáng)度、節(jié)能、表面防水、不易被氧化,PTFE膜材的優(yōu)點(diǎn)是其它材料、玻璃無(wú)法比擬的。
重量輕:是傳統(tǒng)建筑材料的一小部分,一平方重量不會(huì)超過(guò)1.5kg;
強(qiáng)度高:一般體育場(chǎng)館使用的PTFE膜材,都是以極細(xì)的玻璃纖維織物為基材,抗拉強(qiáng)度能達(dá)到7000 N/5㎝以上,能滿足大跨度空間的受力要求。甚至比同一直徑的鋼絲還要牢固;
柔軟性:可以被拉伸成各種動(dòng)態(tài)的弧線形狀;
透光性:白天入射光線成為自然溫射光,無(wú)陰影,對(duì)太陽(yáng)能的反射率為73%,吸收熱量少;
高自潔:它幾乎不粘任何灰塵,固體材料都不能粘附在其表面,不需要專門清洗靠自然降雨就能把塵土沖洗掉;
高化學(xué)穩(wěn)定性:能承受高于300℃氫氧化鈉之外還包含強(qiáng)酸(王水、強(qiáng)氧化劑、還原劑和各種有機(jī)溶劑),惡劣的環(huán)境不對(duì)織布表面起作用;
使用期限長(zhǎng):可使用至少25年。
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