建筑領(lǐng)域已成為纖維增強(qiáng)復(fù)合材料最具潛力的應(yīng)用市場(chǎng)之一
時(shí)間：2022-12-09 08:44:09 瀏覽量：
近日，采用玻璃纖維和碳纖維材料制作、近600平方米的一體化整體屋面結(jié)構(gòu)和整體化雨棚結(jié)構(gòu)已建成。該項(xiàng)目位于北京科興中維生物技術(shù)有限公司凱信基地項(xiàng)目的門(mén)房和立面雨棚工程中，這是一次對(duì)屋面結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計(jì)的探索和創(chuàng)新，巧妙利用復(fù)合材料靈活的外形設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)最終產(chǎn)品優(yōu)美曲面效果。
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現(xiàn)在，就讓我們一起來(lái)盤(pán)點(diǎn)一下全球有哪些知名建筑采用了纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。
1.歐盟檢察署大樓
荷蘭TGM建筑公司與Indupol公司、力聯(lián)思以及BüFA和 Solico公司通過(guò)緊密而成功的合作，成功的實(shí)現(xiàn)了歐盟檢察署大樓外立面獨(dú)特的設(shè)計(jì)和造型，為建筑業(yè)注入創(chuàng)新的復(fù)合材料應(yīng)用技術(shù)。復(fù)合材料部件由采用手糊工藝在模具里成型獲得特定的形狀和尺寸。模壓之后，制品表面經(jīng)過(guò)處理，覆以白色面漆，然后運(yùn)送到安裝現(xiàn)場(chǎng)。制品安裝僅需很少量腳手架，由起重機(jī)吊起安裝到大樓上。
2.舊金山現(xiàn)代藝術(shù)館(SFMOMA)
Kreysler & Associates公司為舊金山現(xiàn)代藝術(shù)館(SFMOMA) 的東立面設(shè)計(jì)了700塊“雨幕”纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板。這些FRP板覆蓋10層的建筑，并起到防水作用。這些FRP板固定在鋁制框架上，形成一個(gè)水平的漣漪紋理就像舊金山灣的水域。根據(jù)Kreysler & Associates 公司總裁Bill Kreysler 介紹，SFMOMA擴(kuò)建項(xiàng)目是北美最大的多層建筑纖維增強(qiáng)復(fù)合材料外墻的應(yīng)用例。
這些FRP板是由可回收的發(fā)泡聚苯乙烯(EPS)泡沫模具制成，先用由數(shù)控?zé)峋€機(jī)磨成大致形狀，再用五軸數(shù)控刳刨機(jī)制作最后的雙彎曲表面。沒(méi)有兩塊板是一樣的，大多數(shù)的寬度是5.5英尺，長(zhǎng)度在6到30英尺之間。其表面厚度只有3/16英尺。
3.蘋(píng)果公司總部大樓
位于加州庫(kù)比蒂諾的蘋(píng)果公司新總部?jī)r(jià)值50億美元，其屋頂由迪拜第一復(fù)合材料技術(shù)公司制造，總生產(chǎn)面積達(dá)64250平方米。
這是有史以來(lái)最大的獨(dú)立碳纖維屋頂。這種圓形屋頂由44塊同樣半徑的板構(gòu)成，平均70英尺長(zhǎng)11英尺寬，分別連接到中間的小型中心轂上。它在迪拜沙漠中組裝和測(cè)試，然后運(yùn)送到加利福尼亞州的庫(kù)比蒂諾（Cupertino），其重量為80噸，直徑超過(guò)140英尺。相比之下，波音787的起飛重量不到30噸，翼展197英尺。
4.麥加大清真寺
這是迪拜第一復(fù)合材料技術(shù)公司（PCT）的另一個(gè)壯觀的作品，該公司在麥加大清真寺建造了一座世界最大的滑動(dòng)穹頂。其直徑將達(dá)到36米，用一個(gè)移動(dòng)的系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，具有下穹頂和上部覆層雙層的結(jié)構(gòu)。據(jù)PCT的市場(chǎng)和活動(dòng)協(xié)調(diào)員Djibril Waimer介紹，玻璃纖維增強(qiáng)聚合物（GFRP）板用于覆蓋屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)鋼框架。這種框架支撐在四個(gè)電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)器上，可以滑動(dòng)到一側(cè)，以便庭院可以露天，為清真寺提供自然通風(fēng)。
5.巴黎俄羅斯東正教大教堂
圓屋頂?shù)陌宀谋旧硎窃贛ultiplast公司在法國(guó)瓦納的工廠使用Sicomin SR8100 / SD4772環(huán)氧灌注系統(tǒng)和專(zhuān)門(mén)研制的玻璃纖維增強(qiáng)材料鋪層生產(chǎn)的。通過(guò)將其重量級(jí)四軸向品牌織物QX1180和500 gsm機(jī)織物結(jié)合。圓屋頂使用Sicomin的復(fù)合材料解決方案對(duì)該項(xiàng)目來(lái)說(shuō)有許多優(yōu)點(diǎn)。輕質(zhì)屋頂可以快速安裝而且能減少建筑結(jié)構(gòu)的靜負(fù)荷。另一個(gè)好處就是屋頂?shù)碾x線生產(chǎn)和裝飾可以在受控條件下進(jìn)行，生產(chǎn)過(guò)程不會(huì)受到天氣影響。Sicomin在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行大量的DSC試驗(yàn)以?xún)?yōu)化后固化過(guò)程，以確保完成的部件的穩(wěn)定性，隨后工匠用86000片真正的金箔鍍?cè)?40平方米的圓屋頂表面。
6.生態(tài)膠囊屋Ecocapsule
這種小巧的膠囊屋只有4.57米長(zhǎng)，2.13米寬，可利用面積僅為6.5平方米。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)利用玻璃纖維和聚酯樹(shù)脂，分別造出膠囊屋的主要三個(gè)部件（底部、左側(cè)半弧和右側(cè)半?。约伴T(mén)窗和其他內(nèi)飾部件。采用真空灌注的生產(chǎn)工藝，玻璃纖維織物和聚酯樹(shù)脂被分層鋪放在鋁結(jié)構(gòu)之上，最終形成輕量化膠囊屋。
框架結(jié)構(gòu)完成之后，其余零部件（包括電力、水系統(tǒng)、地暖系統(tǒng)、內(nèi)飾等）都是依靠人工安裝上去的。里面的桌椅櫥柜采用的是輕質(zhì)蜂窩板材。建成之后，膠囊屋總重僅為1.18噸。
7.倫敦維多利亞和阿爾伯特博物館(V&A) John Madejski庭院涼亭
這種長(zhǎng)亭現(xiàn)在陳列在倫敦維多利亞和阿爾伯特博物館(V&A)的John Madejski庭院。亭子的每個(gè)部件的設(shè)計(jì)是基于甲蟲(chóng)前翅的結(jié)構(gòu)——被稱(chēng)為“翅鞘”。200平方米的結(jié)構(gòu)由漏斗形支架支撐，其中每一塊是用單段樹(shù)脂涂敷纖維構(gòu)成的，重量為45公斤。制造每個(gè)部件時(shí)，樹(shù)脂浸漬的玻璃纖維和碳纖維纏繞在金屬模架上，然后固化形成剛性六邊形部件。
該技術(shù)涉及到用機(jī)械臂纏繞復(fù)合材料——旨在利用碳纖維的材料特性賦予像制造結(jié)構(gòu)部件一樣的強(qiáng)度。一系列這些單個(gè)細(xì)胞樣的模塊用來(lái)建造長(zhǎng)亭獨(dú)特的形狀。這40個(gè)單元平均每個(gè)需要3小時(shí)來(lái)制造。
8.ICD/ITKE亭
斯圖加特Achim Menges教授在新作 ICD/ITKE亭中展示了一種全新的建筑，其靈感來(lái)自于生活在水下，并居住在水泡中的水蜘蛛的建巢方式。整個(gè)亭子是在一層柔軟的薄膜內(nèi)部用機(jī)器人織上可以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的碳纖維而形成的輕型纖維復(fù)合材料外殼構(gòu)筑物，同時(shí)這種建造方式使用到最少的材料實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
9.上海迪士尼樂(lè)園明日世界
?文章來(lái)源：復(fù)材應(yīng)用技術(shù)（本文是根據(jù)中國(guó)建材報(bào)、玻纖情報(bào)網(wǎng)等資料整理編輯而成）
