水立方的材料是什么

Question

如题所述

Answer 1

膜结构建筑是21世纪最具代表性的一种全新的建筑形式，至今已成为大跨度空间建筑的主要形式之一。它集建筑学、结构力学、精细化工、材料科学与计算机技术等为一体，建造出具有标志性的空间结构形式，它不仅体现出结构的力量美，还充分表现出建筑师的设想，享受大自然浪漫空间。在2008年的奥运会建筑设计上，膜结构应用就得到完美的体现.

“水立方”是世界上最大的膜结构工程，除了地面之外，外表都采用了膜结构———ETFE材料，蓝色的表面出乎意料的柔软但又很充实。国家体育馆工程承包总经理谭晓春透露，这种材料的寿命为20多年，但实际会比这个长，人可以踩在上面行走，感觉特别棒。目前世界上只有三家企业能够完成这个膜结构。

“考虑到场馆的节能标准，膜结构具有较强的隔热功能；另外，修补这种结构非常方便，比如，射枪或者是尖锐的东西戳进去后，监控的电脑会自动显现出来。如果破了一个洞，只需用不干胶一贴就行了；膜结构还非常轻巧，并具有良好的自洁性，尘土不容易粘在上面，尘土也能随着雨水被排出。”谭晓春说，膜结构自身就具有排水和排污的功能以及去湿和防雾功能，尤其是防结露功能,对游泳运动尤其重要。

作为一个摹写水的建筑，水立方纷繁自由的结构形式，源自对规划体系巧妙而简单的变异，简洁纯净的体形谦虚地与宏伟的主场对话，不同气质的对比使各自的灵性得到趣味盎然的共生。椰树、沙滩、人造海浪……将奥林匹克的竞技场升华为世人心目中永远的水上乐园。 沧海一粟 2008-07-26 12:40 检举
国家游泳中心也有着一个别具一格的名字：水立方。

阳光下晶莹的水滴

“水立方”独特的结构设计思想使它具有了别具一格的视觉效果，而要完全实现建筑师的设计思想，对工程建筑人员来说，是一个不小的挑战。ETFE项目经理詹姆斯先生说：“我们做了很多视觉的测试，来尽量满足建筑师的这些设计哲理。我们认为这个是最大的挑战，现在，我们觉得在这方面已经完成得相当成功了。”

“水立方”是一个177米乘177米的方型建筑，高31米，看起来形状很随意的建筑立面遵循严格的几何规则，立面上的不同形状有11种。内层和外层都安装有充气的枕头，梦幻般的蓝色来自外面那个气枕的第一层薄膜，因为弯曲的表面反射阳光，使整个建筑的表面看起来像是阳光下晶莹的水滴。而如果置身于“水立方”内部，感觉则会更奇妙，进到“水立方”里面，你会看到，像海洋环境里面的一个个水泡一样。

“水立方”与“鸟巢”只有一路之隔，一方一圆，一蓝一红，形成了一种微妙、均衡的关系。中方主设计师赵小钧先生介绍说，就设计过程来说，是先有‘鸟巢’，所以，一开始做这个设计，关于如何跟‘鸟巢’形成一个和谐的、统一的、对比的、互相映衬这样一个关系，就是大家重点讨论的一个方面。

奇妙自洁不沾尘土

在今天，绿色、健康、和谐、可持续发展，是最重要的建筑设计思想，在“水立方”的设计过程中，时时处处贯穿着这些理念。

“水立方”从建筑到结构完全是一个创新的建筑，蕴涵着极高的科技含量。它的建筑外围护 采用新型的环保节能ETFE膜材料，覆盖面积达到10万平方米，是目前世界上最大的ETFE应用工程。

詹姆斯先生说：“它是一个双层ETFE系统，外面一层里面一层，从这个角度来讲，它是第一个，是世界独一无二的。”

这种ETFE膜材料的质量只有同等大小玻璃的1%，韧性好，又能吸收更多的阳光，并且不会自燃，另外，它们还有奇妙的自洁功能。“它们不沾附尘土，风一吹，土就走了。”国家游泳中心总经理康伟先生说。

“智能泡泡”反光遮阳

对一个游泳池来说，它的热需求大于它的冷需求，所以工程设计之初，就要考虑它的整体热负荷问题。“水立方”晶莹通透的结构特征不仅可以给人带来美丽的视觉感受，而且具有极高的实用性，外面的阳光可以直接进入室内，给游泳池和室内空气加热。

而在夏天，“水立方”的“智能泡泡”系统可以通过不同朝向、不同密度的反光斑点，以及在内外两层泡泡之间实现互相通风的技术手段，来改变遮阳系数，降低它的冷负荷，达到低温的目的。同时，“水立方”内部的空调系统也充分考虑到了节能和环保的问题，工程设计者实现了分层空调、分区空调这样一个概念，通过技术手段来降低了“水立方”里的空调能耗。

覆盖计划大量节水

北京是个比较缺水的城市，而拥有三个巨大游泳池的水立方，每小时蒸发掉的水就要超过一吨。有没有可能避免这种浪费呢？关于这一点，“水立方”的建设者们在设计之初就有过周全的考虑。他们考虑把游泳池的整个池水进行覆盖，也就是在游泳池不用的晚上用塑料布或其他材料覆盖。覆盖计划包括了整个“水立方”的比赛池、戏水大厅等，如此一来就可以节约大量的水。

除此之外，“水立方”的另一个环保功能是收集和循环雨水，这是充分体现“水立方”科技、绿色设计思想的一个技术亮点。落到水立方房顶上的雨水会被汇集到建筑物下面的一个中心储蓄池中。这些被收集来的雨水将被循环利用。这一点，也在“鸟巢”工程中充分考虑到。

验收标准专门制定

无论是外部形状还是内部结构，水立方都是中国建筑史上的一个创新之作。而它的施工过程，更是中国的工程技术人员填补一系列国家行业空白的过程。

国家游泳中心项目执行经理候本才先生介绍说：“按照以往我们的施工惯例，我们都是有标准可以依据的，就说咱们国家要么有国标，要么有行业标准或者是地方标准，最起码的要企业标准。那么现在我们这个工程，钢结构和模结构，像所有这些相关标准都没有，就不知道应该干成什么样。”

在这样的技术空白背景下，就需要建设者们在正式施工前，先制定出一个施工组织设计大纲。国内众多专家经过近10轮的修改，最终确定了这份方案。包括钢结构的加工、定位、安装、焊接、以及最后的卸载等众多难题，全部得到解决。为了保证工程质量，还专门制定了针对“水立方”的验收标准。

候本才先生说：“我们参照了现行的一些标准，再结合这个项目的自身特点，重新编制了一份工程验收标准，完全针对国家游泳中心钢结构的验收标准。这样的话就知道怎么干了，也知道该干成什么样了，这也是经过了一个很曲折的过程。”

奥运后的水上娱乐中心

在“水立方”工程建成以后，除了承担比赛任务，还将具有众多附加功能，比如戏水乐园、健身俱乐部等等。把这些比较长期的规划事先考虑进去，就确保了，即使在2008年的奥运会比赛结束以后，“水立方”仍然会创造可观的经济价值。

Answer 2

我国第一个采用ETFE（乙烯—四氟乙烯共聚物）膜材料作为立面维护体系的建筑。

　　“水立方”的外形看上去就像一个蓝色的水盒子，而墙面就像一个个无规则的泡泡。这些泡泡所用的材料“ETFE”，这种材料的耐腐蚀性、保温性俱佳，自洁能力强。国外的抗老化试验证明，它可以使用15至20年。

　　“水立方”设计采用了泡沫理论，建筑外墙分布着3000个不规则的气枕，即使出现外膜破裂，8小时内就可以将破损的外膜修补或更换。ETFE膜立面装配系统在国家游泳中心的运用、尝试是迄今世界上规模最大、构造最复杂、技术综合最全面的一次。

Answer 3

采用了ETFE膜。

ETFE的英文为：ethylene-tetra-fluoro-ethylene，中文全称为：乙烯-四氟乙烯共聚物，俗称：F-40。CAS号：65324-12-1。


ETFE膜是透明建筑结构中品质优越的替代材料，多年来在许多工程中以其众多优点被证明为可信赖且经济实用的屋顶材料。该膜是由人工高强度氟聚合物（ETFE）制成，其特有抗粘着表面使其具有高抗污，易清洗的特点。通常雨水即可清除主要污垢。

ETFE膜使用寿命至少为25-35年，是用于永久性多层可移动屋顶结构的理想材料。该膜材料多用于跨距为4米的两层或三层充气支撑结构，也可根据特殊工程的几何和气候条件，增大膜跨距。膜长度以易安装为标准，一般为15-30米。小跨度的单层结构也可用较小规格。

ETFE膜达到B1、DIN4102防火等级标准，燃烧时也不会滴落。且该膜质量很轻，每平方米只有0.15-0.35公斤。这种特点使其即使在由于烟、火引起的膜融化情况下也具有相当的优势。

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Answer 4

水立方的材料主要是透明色和中蓝色的ETFE膜材。

Answer 5

“水立方”不仅是一幢优美和复杂的建筑，她还能激发人们的灵感和热情，丰富人们的生活，为人们提供记忆的载体。因此设计中不仅利用水的装饰作用，同时还利用其独特的微观结构。采用在整个建筑内外层包裹的ETFE膜（乙烯-四氟乙烯共聚物）是一种轻质新型材料，具有有效的热学性能和透光性，可以调节室内环境，冬季保温、夏季散热，而且还会避免建筑结构受到游泳中心内部环境的侵蚀。
国际上在建筑使用膜结构时，多用的是PTFE膜，这是一种纤维材料，特点是不透明，但是，使用技术比较成熟。而“水立方”使用的是ETFE膜，这是一种透明膜，能为场馆内带来更多的自然光。在国内对这种薄膜结构的理论研究几乎就是空白。
2006年德国世界杯主要赛场之一的慕尼黑安联体育场也使用了ETFE气枕式外墙，但与水立方相比，两者的区别在于，德国安联体育场的气枕覆盖面积为6万平方米，而水立方则达到为10万平方米；安联运动场是单层气枕并且是规则排列的，水立方则是双层气枕，并且几乎没有形状相同的两个气枕。
按照设计方案，水立方的内外立面膜结构共由3065个气枕组成（其中最小的1－2平方米，最大的达到70平方米），覆盖面积达到10万平方米，展开面积达到26万平方米，是世界上规模最大的膜结构工程，也是惟一一个完全由膜结构来进行全封闭的大型公共建筑。无论对设计还是施工、使用都是一个极大的挑战，对ETFE膜的材料、通风空调、防火、声、光、电的控制等技术提出了一个难度很大的课题。