021-54787089

形狀、氣候和天氣

同向彎曲是指在物(wù)體(tǐ)任何點上彎曲趨勢都是相同的,球體(tǐ)是最形象化的典型模型。通過最小(xiǎo)表面積實現對最大體(tǐ)積的覆蓋,氣泡或氣球成為(wèi)對空間最高效限定的代表。但是,使氣枕完全模拟成氣球的形狀卻并不現實。嚴格的曲率半徑、最小(xiǎo)的膜面荷載都隻是理(lǐ)想化的狀态。曲率半徑的增加雖然加大了膜面應力,但材料所需量随之減少,同時表面趨于平坦的氣枕可(kě)更好的應對風荷載,由此産(chǎn)生的震動也會被膜面吸收而不緻影響整個結構體(tǐ)。此外,防止氣枕洩氣後積水殘留也是頂棚曲率設計必須考慮的因素之一。頂棚越是趨于平坦,積水的可(kě)能(néng)性就越小(xiǎo)。因此,無論規模大小(xiǎo)、荷載組合方式如何,氣枕的設計原則都是在材料厚度一定的情況下保證材料隆起曲率最小(xiǎo)。通常情況下,氣枕中(zhōng)心點高度範圍應為(wèi)其跨度的6%-20%。

同大多(duō)數材料一樣,ETFE會随溫度的變脹冷縮。但它的彈性範圍卻很(hěn)有(yǒu)限。從屈服條件來看,在10~12N/mm2的壓強下,材料便會出現延展。在張拉力的作(zuò)用(yòng)下,膜材受溫度變化影響更大。季節的變化促使這種情況的發生,一旦膜材所受應力超過其屈服極限,将最終導緻膜面松懈塌陷。考慮到膜材的這個特性,除非規模很(hěn)小(xiǎo),張拉膜結構一般不采用(yòng)ETFE膜材。與此相反,具(jù)有(yǒu)自行調節機制的氣枕式膜結構卻可(kě)以避免上述情況的發生。當溫度超過70℃,ETFE膜材将損失一定強度。因此在非常炎熱的氣候條件下應用(yòng)ETFE膜材必須謹慎對待。如果單從溫度條件考慮,大型氣枕更适用(yòng)于溫帶或寒冷地區(qū),小(xiǎo)型氣枕則适用(yòng)于炎熱的環境。但是,溫度并非是決定氣枕大小(xiǎo)的關鍵性因素。當風吹過薄膜制成的大體(tǐ)積氣枕,其表面溫度将降至與風環境相同的溫度。此時,因為(wèi)冷卻後膜面強度提升,氣統剛性圍護結構相比,ETFE氣枕結構釋放風能(néng)的方式使其每平方米風荷載設計值得以相對降低。

阻尼延伸的屬性同樣有(yǒu)利于節點構造。與玻璃幕牆不同,ETFE氣枕邊框不必像幕牆窗框一樣,需應對來自氣壓、溫度、天氣及結構引發的任何變化,因為(wèi)這些現象不會集中(zhōng)出現在氣枕邊緣。就像烤黃油面包一樣,能(néng)量會被整個柔軟的面所吸收,這将減少甚至無需傳統結構中(zhōng)采用(yòng)的活動連接。許多(duō)建築問題都是由于不同種材料或結構連接失效所引發的,保溫性能(néng)在這些連接點往往無法得到滿足。以玻璃為(wèi)例,它是我們生活中(zhōng)常用(yòng)的建築材料,但玻璃系統的實際設計壽命隻有(yǒu)15~20年,因為(wèi)玻璃墊層及雙層玻璃間的密封物(wù)會随時間老化,不僅保溫性能(néng)會随之降低,同時也會導緻空氣及雨水的滲漏。與之相反,由于ETFE具(jù)有(yǒu)延展性,而且氣枕體(tǐ)積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統結構組成單位,大量連接構件從中(zhōng)解放出來,連接件的減少勢必大大延長(cháng)氣枕結構的使用(yòng)壽命。