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上海世博會世博軸看臺膜結(jié)構(gòu)的方案概念設(shè)計(jì)是德國SBA 事務(wù)所,其膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、檢測驗(yàn)收嚴(yán)格遵循國家和地方膜結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。針對這一工程,同濟(jì)大學(xué)進(jìn)行了包括結(jié)構(gòu)體系、材料、節(jié)點(diǎn)、連接件等系列的理論和試驗(yàn)研究,確保了工程的順利建設(shè)和安全運(yùn)行。這一項(xiàng)目的成功建成標(biāo)志了中國膜結(jié)構(gòu)技術(shù)達(dá)到了國際先近水平。上海世博會中,日本館無疑是很有意義的看臺膜結(jié)構(gòu),它采用輕鋼框架支承的雙層ETFE氣枕 ,高約24m,建筑面積約6000m2。在國際上受次在ETFE氣枕中集成了非晶太陽能電池,其發(fā)電能力為20~30 kW。恰由于此,用膜結(jié)構(gòu)可以創(chuàng)景觀膜結(jié)構(gòu)建筑造出傳統(tǒng)建筑體系無法實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)方案。ETFE薄膜上涂有Ti02光催化涂層并附著柔性光伏太陽能薄膜。
膜材很重要的特點(diǎn)是材質(zhì)輕,這一特點(diǎn)決定了其很適宜采用輕型支承結(jié)構(gòu)體系。但盡管如此,早期國內(nèi)大型看臺膜結(jié)構(gòu)建筑中很多仍然采用了重型鋼結(jié)構(gòu)桁架體系。隨著看臺膜結(jié)構(gòu)的普及應(yīng)用,也客觀上推動了我國索張拉結(jié)構(gòu)體系的研究、發(fā)展和應(yīng)用,這一點(diǎn)可以明顯地觀察到。如今廣泛使用的看臺膜材料能很好地滿足對于防火的需求,具有卓越的阻燃和耐高溫性能,達(dá)到法國、德國、美國、日本等多國標(biāo)準(zhǔn)。移動屋蓋能夠滿足建筑物多功能的要求,可以使建筑物按需要成為體育場、體育館或展覽館等。
早期采用PVC的大型看臺膜結(jié)構(gòu)體育場近幾年不同程度地出現(xiàn)了局部損壞等現(xiàn)象,如青島頤中體育場、安徽蕪湖體育場等;5~3m的弧形圓柱曲面,內(nèi)壓高達(dá)到10kPa,為整個(gè)膜面提供骨架支撐作用。采用PTFE的上海世博會世博軸也因頻繁變更用途、進(jìn)行改造,膜面也出現(xiàn)了較多的局部破損;也有像虹口足球場遭遇局部火災(zāi)、上海八萬人體育場因冰災(zāi)導(dǎo)致的膜面局部破壞事故等。在發(fā)展了二十多年后,膜結(jié)構(gòu)的檢測、修復(fù)和更換問題已經(jīng)日益重要,需要引起看臺膜結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的研究者和從業(yè)者更多的關(guān)注和重視。
看臺的布置對體育場的造型有很大影響,對稱看臺與非對稱看臺的設(shè)計(jì)會導(dǎo)致差異很大的。由于視線剖面設(shè)計(jì)要保證視線設(shè)計(jì)的通視,即視線無遮擋,所以看臺首排高度的確定將直接影響看臺每排的高度數(shù)值??磁_的首排高度越高視線越陡,看臺的每排升高值和排距會增加,場館的高度也會增加,體量會增大。在過去二十多年里,建筑看臺膜結(jié)構(gòu)在我國的應(yīng)用取得了爆發(fā)性增長,包含膜結(jié)構(gòu)的材料、設(shè)計(jì)、制作、安裝、檢測監(jiān)測等在內(nèi)的全產(chǎn)業(yè)鏈也已發(fā)展形成。而看臺的首排高度越低則相反。