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    經的起時間考驗的塑料——有機玻璃板(pmma)

    責任編輯:有機玻璃板人氣:2299發表時間:2018/9/12 15:12:34【

    位于德國慕尼黑的第20屆奧林匹克運動會體育場館是一組異常奇妙的建筑,于1972年完工。覆蓋體育場館的屋面以索網結構形成類似于現在常見的拉索薄膜結構。

    與索網結構同樣奇妙復雜的是其以PMMA(有機玻璃)作為屋面的材料,由此產生了這種特殊的透明帳篷。為支撐大塊的PMMA板,采用了類似于現在常見的點支式玻璃結構。為適應PMMA的伸縮變形在兩塊板材間設置了排水溝,排水溝的錯縫設計同樣成了屋面的裝飾語言。

    依山就勢的體育場及其透明的帳篷式屋面

    覆蓋著透明的帳篷式屋面的體育場周邊休憩空間

    透明的帳篷式屋面形成的光影

    從外觀看,索網結構與現在常見的張拉索膜結構形式基本類似。

    每組2條鋼索組成的索網

    整個體育場館覆蓋的帳篷式屋面面積達7.5萬m2。在安聯足球場啟用前,其主體育場一直是拜仁隊和1860隊的主場。體育場地被郁郁蔥蔥的樹林包圍,與周圍的自然環境融為一體,體現了20屆奧林匹克運動會的理念:便于到達的、綠色自然環境中的奧林匹克,靈感和運動的盛會。

    谷歌地球中的德國慕尼黑奧林匹克運動會體育場、體育館、游泳館及其周邊服務設施

    體育館及游泳館外屋面形成的大規?;铱臻g是節假日活動的戶外場所

    整個體育場由建筑師岡特·貝尼斯(GunterBehnisch)等負責總體規劃,集建筑師和結構工程師于一身的弗雷·奧托(Frei Otto)則具體完成了體育場的建筑。弗雷·奧托以輕型結構設計聞名于世,由于其在建筑中創新性的結構和技術應用,他獲得了2015年普利茲克建筑獎,不幸的是他于頒獎典禮前兩個月去世。

    PMMA(有機玻璃、亞克力)

    讓我們重新來了解一下有機玻璃的基本知識。有機玻璃、亞克力(acrylic)均是PMMA(Polymethyl methacrylate)的俗稱,PMMA學名聚甲基丙烯酸甲酯,其研究開發距今已有百年的歷史,它是一種廣泛使用的熱塑性塑料。

    PMMA的主要特點有:

    ①質輕高強,其密度約為玻璃的一半,但抗沖擊強度約為等厚玻璃的5倍。而且,即使發生破損的情況,也不會四處散射。

    ②具有極佳的的透光性,3mm厚的薄板透光率可達92%,加工中可根據需要進行染色、乳化以降低透光度。

    ③具有優異的化學穩定性和耐候性,抗紫外線、易染色、易加工、質地堅硬(現有塑料產品中最硬的),即使長時間在室外日光照射、風吹雨淋情況下性能也不易發生改變。

    ④隔熱性更好,其導熱系數為0.17~0.22W/(m·K),約為玻璃的1/4。

    ⑤防火性能一般,但在火災受熱條件下,板材向火源外收縮,這種特性可使煙氣外溢,燃燒時不產生有毒氣體(在完全燃燒的情況下,生成碳酸氣體和水蒸汽)。

    ⑥PMMA受熱或加熱至100℃左右時即開始軟化,性能發生變化,故應避免用于環境溫度較高處。

    ⑦PMMA表面硬度相對較差,與金屬中的鋁相當,故運輸施工時應注意成品表面的保護,避免磨損。

    ⑧PMMA的熱膨脹系數較大,為0.07mm/m·K,約為玻璃的8倍,因此構造設計中應考慮其伸縮的余地,常采用夾固構造,采用鉆孔、螺釘固定時需注意放大開孔尺寸。

    ⑨耐溶劑性能差,不耐酸堿更不耐酮類、氯代烴和芳烴等,如甲苯、乙酸乙烯、丙酮等可以使它溶解。

    ⑩易于回收利用。

    PMMA廣泛應用于機械、電子、建筑、交通、家居等各個領域,日常生活中常見的有交通信號燈、交通工具上的擋風玻璃、燈罩、特種防彈板、廣告燈箱、標牌、衛浴潔具、文化用品、工藝品、光學元件等。

    PMMA在建筑中常用為采光構件、透明屋頂、圍護墻板、中小學及幼兒園建筑用玻璃替代品等,國內建筑中最為常見的PMMA產品為四棱錐(金字塔)型、球形(魚眼)單元式采光頂。

    PMMA產品通??梢苑譃闈沧?、擠出板和模塑料,板材可以加工為平板、波紋板、穿孔板等,常規板材厚度為2~30mm,用于水族館水箱時厚度可達80~200mm。板材尺寸隨生產廠商條件確定,大板尺寸可達2 mⅹ6m。

    PMMA保養清潔時常用軟布和1%肥皂水洗凈以避免磨擦靜電。

    慕尼黑奧林匹克運動會體育場的構造細部

    為適應柔性索網的晃動引起的變形以及PMMA板材的熱漲變形,PMMA的細部構造與常見的點支式玻璃雖然原理類似,但具體構造方式還是差異巨大。

    慕尼黑體育場館的PMMA板間接縫及排水系統,這些橡膠排水溝也自然地成為消化脹縮變形的工具。每塊面板的支點數量較多,四周金屬邊框,與常見的點支玻璃形成有一定的差別。

    慕尼黑體育場館PMMA板材的橡膠支座,可適應更大得熱漲變形以及索網晃動引起的變形。

    雙向拉索的交接細部

    從外側看固定PMMA板材的構造

    慕尼黑奧林匹克游泳館的屋面構造(PMMA板材厚度10mm)

    (其它開敞場館的PMAA屋面等同于于本構造的外層屋面)

    慕尼黑第20屆奧林匹克運動會體育場館是建筑中大面積運用PMMA的優秀代表,經過40多年的實踐檢驗,PMMA板材不僅沒什么損壞的,還保持著極高的透明度,證明了PMMA的優良耐候性能。

    2010上海世博會英國館

    由建筑師Thomas Heatherwick設計的2010上海世博會英國館最為引人注目之處是其刺猬狀(蒲公英狀)的表皮肌理,它是由6萬根內段包覆著植物種子的透明亞克力桿組成,這些觸須狀的桿件內側頂端帶有細小的彩色光源,可以通過控制系統形成類似于光纖燈的多種顏色、圖案。這些長長的懸挑桿件隨風輕微搖動,顛覆了傳統的建筑形象。

    2010上海世博會英國館模型

    夜晚的上海世博會英國館,有如光纖燈的照明。

    挑出的桿件隨風晃動,與光纖燈結合,給立面帶來了更多不確定性。

    面向室內的亞克力桿中包覆著各種各樣的種子

    透明的、熱熔性的材料可以將其它的東西如種子、木絲置入其中形成特殊形式的“琥珀”狀材料,這種材料可以更多地作為建筑飾面、日常用品的材料。

    塑料受原料及生產工藝的影響大,且僅從外觀上難以判別其成分和質量。大部分塑料的耐候性、耐久性相對許多無機材料來說沒什么優勢,在建筑外墻及屋面中選用時特別應注意選擇有質量保證的產品,并向生產廠商索要相應的年限保證。

    關鍵詞:有機玻璃板 亞克力板材

    文章來自網絡

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