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没有使用混凝土和玻璃,水立方如何建造

时间:2022-05-16来源:吴天说体育点击量:813

水立方是人类史上最惊人的建筑之一,它高30米拥有7万平方米的面积,位于首都北京。由于在建造过程中完全没有动用任何混凝土、玻璃和石材,又被称为最具有前瞻性的环保建筑。1.jpg

水立方主要由钢材和塑料模组件构成,整个场地需要长达九十千米的刚才22000吨钢梁,设计方案完全违背了传统的直线设计,采用了错综复杂的金属框架,场地外面包裹着10万平方米塑料膜,切割成的气枕每个直径九米,厚度只有0.2公分。2.jpg

水立方的总重量大约为6500吨,相当于一座埃菲尔铁塔。由于水立方建造的位置距离鸟巢只有一公里,所以设计师们需要绞尽脑汁进行设计。在经历了长达六周的思考后,他们想到了用肥皂泡泡的形状。肥皂泡泡简单来说就是由固定的形状连接在一起,基本的形状就是12边何时四边的泡泡,每三块肥皂膜与120度结合。3.jpg

沿着三个标志结合的轴线当作一个结构单位,在这个轴线上可以接一根管子,一律都是四条线,再接上一个连接求当作节点,每四个结构单位就可以构成一个完整的结构。建造的形状和方案选好了,但是却没有公司敢接手建造模型,直到澳洲的一家公司出现,才解决了眼前的难题。4.jpg

水立方的模型被分成几块制作,工作人员需要从一大盆液体的环氧基树脂中雕刻出产品的模型。这并不是一个简单的工作,因为水立方的模型档案室其他建筑的十倍之多。虽然过程很艰难,但设计师们还是拿下了许可证,这也标明着水立方可以正式开工。5.jpg

水立方的屋顶和墙壁需要10万平方米的泡泡材料,必须轻盈并且有弹性。在北京夏季比较闷热,冬天又可以达到零下的温度,并且还有沙尘暴,想要用泡泡材料就更加难上加难。此外他们还要面临一个重要的问题,那就是能否符合安全标准。水立方的外墙采用的是ETF聚四氟乙烯,也就是我们俗称的塑料,但他又不是普通的塑料,重量只有玻璃的1%,弹性更好,而且透明度也胜过玻璃。6.jpg

不过用聚四氟乙烯建造的水立方还要经过多重考验,经过测试他们发现聚四氟乙烯含有氟化物,遇火时只会融化,而且一旦火焰被扑灭融化也会立刻停止。除了外壳,水立方里面的钢骨架着火之后也会软化和弯曲。并且我国消防法规定要在刚才上喷一层防火学药剂,虽然它的效果很好,但是不美观。7.jpg

于是设计师又进行了测试,证明了这些钢结构不需要防火药剂,也能保证安全。此外,国家还规定了容纳两万人的场地必须要有200米的出口和防火的密闭空间。但由于水立方场馆内部是开放式空间,设计师们只能在沿途设置了浇水器和排烟机,确保在火焰熄灭的同时,也可以将浓烟抽出场外。8.jpg

除了火灾还有另一个自然灾害就是地震,水立方在增加强度的同时,还要相对的轻巧,不至于被自己本身的重量而压垮。设计师们经过190种不同的电脑模拟测试,最终将水立方的3D蓝图打造完成,此时一切准备工作已经就绪。2003年12月水立方开始正式修建,工人们首先要开始浇灌巨大的地基,并且组装22000根钢梁。9.jpg

耗费了两年的时间,钢梁结构终于搭建完成,接下来就要转移重心,包裹聚四氟乙烯材料的外壳。在北京的一间工厂里,工人们正在把大片的聚四氟乙烯做成3500的气枕。气枕由德国原始设计,然后我们的设计师用一个电脑程式将每一个独特尺寸转移到中文的资料库,计算如何裁剪可以更好地减少原材料。10.jpg

工人将聚四氟乙烯放在一个真空工作台上,在电脑程序的帮助下,切割出每个气枕的精确尺寸,完成后要与原设计一模一样。被切割好的材料会依据水立方蓝图的标记处存在同样标记的容器里,然后工厂会测试安装每一个气质,如果没有任何瑕疵,就送到水立方进行安装。11.jpg

然而安装过程并没有想象中的那么简单,还需要一些其他的辅助工具。气枕全部都是人工安装,工人们先将材料运到30多米的高处,此时上面的温度高达50摄氏度,工作环境十分艰苦。首先工人们将其整摊开转换不同的角度,直到与钢结构的框架符合为止。然后他们把气枕夹在框架上,此时钢制的框架会把装好的气枕绷紧在比较大的钢结构中,利用作用力和反作用力维持平衡,之后依靠另一个气枕的作用力,透过这个拖价的平衡或者反平衡,形成多方面的力量相互制衡,构成效率比较高的体系,而这样的工作要重复3500次。12.jpg

空气也是水立方里十分重要的元素,空气可以稳固整个建造。在场馆内有一根大管子会分散空气,可以降低场馆内需要的电力,主要是为了环保。水立方是一个巨大的建造空间,每一个区域都需要充气。气枕总共分为18个充气区域,每一个区域都有自己的风扇,并且自带一个感应器,只在有需要的时候感应器才会传达需求。13.jpg

除此之外,聚四氟乙烯还将太阳能保留到20%,可以提高管内的温度,节约30%的能源,同时利用温室效应节约了50%以上的照明费用。水立方的建筑运用了内外两层聚四氟乙烯泡泡,并且在上面安装了肚子点阵的安排,完全看位置来定,密度越高散热能力越强,密度越低它的吸热能力就越强,这一安排解决了夏季温度过高和冬季温度太低的问题。14.jpg

水立方的外壳虽然能扛住火焰和紫外线,但它有一个缺点,那就是刀子一划就破,所以需要定期的检查和维修。每一年工人都要用高压水龙头来喷洗建筑物,发现有瑕疵时,需要贴上临时修补的工具,之后在压力的作用下水立方会进行自我修复,这对于其他建筑说简直是个奇迹。2007年的夏天水立方正式建成,这个环保型的世界奇迹建筑终于来到了世人面前。

编辑:黄骏
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没有使用混凝土和玻璃,水立方如何建造

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水立方是人类史上最惊人的建筑之一,它高30米拥有7万平方米的面积,位于首都北京。由于在建造过程中完全没有动用任何混凝土、玻璃和石材,又被称为最具有前瞻性的环保建筑。1.jpg

水立方主要由钢材和塑料模组件构成,整个场地需要长达九十千米的刚才22000吨钢梁,设计方案完全违背了传统的直线设计,采用了错综复杂的金属框架,场地外面包裹着10万平方米塑料膜,切割成的气枕每个直径九米,厚度只有0.2公分。2.jpg

水立方的总重量大约为6500吨,相当于一座埃菲尔铁塔。由于水立方建造的位置距离鸟巢只有一公里,所以设计师们需要绞尽脑汁进行设计。在经历了长达六周的思考后,他们想到了用肥皂泡泡的形状。肥皂泡泡简单来说就是由固定的形状连接在一起,基本的形状就是12边何时四边的泡泡,每三块肥皂膜与120度结合。3.jpg

沿着三个标志结合的轴线当作一个结构单位,在这个轴线上可以接一根管子,一律都是四条线,再接上一个连接求当作节点,每四个结构单位就可以构成一个完整的结构。建造的形状和方案选好了,但是却没有公司敢接手建造模型,直到澳洲的一家公司出现,才解决了眼前的难题。4.jpg

水立方的模型被分成几块制作,工作人员需要从一大盆液体的环氧基树脂中雕刻出产品的模型。这并不是一个简单的工作,因为水立方的模型档案室其他建筑的十倍之多。虽然过程很艰难,但设计师们还是拿下了许可证,这也标明着水立方可以正式开工。5.jpg

水立方的屋顶和墙壁需要10万平方米的泡泡材料,必须轻盈并且有弹性。在北京夏季比较闷热,冬天又可以达到零下的温度,并且还有沙尘暴,想要用泡泡材料就更加难上加难。此外他们还要面临一个重要的问题,那就是能否符合安全标准。水立方的外墙采用的是ETF聚四氟乙烯,也就是我们俗称的塑料,但他又不是普通的塑料,重量只有玻璃的1%,弹性更好,而且透明度也胜过玻璃。6.jpg

不过用聚四氟乙烯建造的水立方还要经过多重考验,经过测试他们发现聚四氟乙烯含有氟化物,遇火时只会融化,而且一旦火焰被扑灭融化也会立刻停止。除了外壳,水立方里面的钢骨架着火之后也会软化和弯曲。并且我国消防法规定要在刚才上喷一层防火学药剂,虽然它的效果很好,但是不美观。7.jpg

于是设计师又进行了测试,证明了这些钢结构不需要防火药剂,也能保证安全。此外,国家还规定了容纳两万人的场地必须要有200米的出口和防火的密闭空间。但由于水立方场馆内部是开放式空间,设计师们只能在沿途设置了浇水器和排烟机,确保在火焰熄灭的同时,也可以将浓烟抽出场外。8.jpg

除了火灾还有另一个自然灾害就是地震,水立方在增加强度的同时,还要相对的轻巧,不至于被自己本身的重量而压垮。设计师们经过190种不同的电脑模拟测试,最终将水立方的3D蓝图打造完成,此时一切准备工作已经就绪。2003年12月水立方开始正式修建,工人们首先要开始浇灌巨大的地基,并且组装22000根钢梁。9.jpg

耗费了两年的时间,钢梁结构终于搭建完成,接下来就要转移重心,包裹聚四氟乙烯材料的外壳。在北京的一间工厂里,工人们正在把大片的聚四氟乙烯做成3500的气枕。气枕由德国原始设计,然后我们的设计师用一个电脑程式将每一个独特尺寸转移到中文的资料库,计算如何裁剪可以更好地减少原材料。10.jpg

工人将聚四氟乙烯放在一个真空工作台上,在电脑程序的帮助下,切割出每个气枕的精确尺寸,完成后要与原设计一模一样。被切割好的材料会依据水立方蓝图的标记处存在同样标记的容器里,然后工厂会测试安装每一个气质,如果没有任何瑕疵,就送到水立方进行安装。11.jpg

然而安装过程并没有想象中的那么简单,还需要一些其他的辅助工具。气枕全部都是人工安装,工人们先将材料运到30多米的高处,此时上面的温度高达50摄氏度,工作环境十分艰苦。首先工人们将其整摊开转换不同的角度,直到与钢结构的框架符合为止。然后他们把气枕夹在框架上,此时钢制的框架会把装好的气枕绷紧在比较大的钢结构中,利用作用力和反作用力维持平衡,之后依靠另一个气枕的作用力,透过这个拖价的平衡或者反平衡,形成多方面的力量相互制衡,构成效率比较高的体系,而这样的工作要重复3500次。12.jpg

空气也是水立方里十分重要的元素,空气可以稳固整个建造。在场馆内有一根大管子会分散空气,可以降低场馆内需要的电力,主要是为了环保。水立方是一个巨大的建造空间,每一个区域都需要充气。气枕总共分为18个充气区域,每一个区域都有自己的风扇,并且自带一个感应器,只在有需要的时候感应器才会传达需求。13.jpg

除此之外,聚四氟乙烯还将太阳能保留到20%,可以提高管内的温度,节约30%的能源,同时利用温室效应节约了50%以上的照明费用。水立方的建筑运用了内外两层聚四氟乙烯泡泡,并且在上面安装了肚子点阵的安排,完全看位置来定,密度越高散热能力越强,密度越低它的吸热能力就越强,这一安排解决了夏季温度过高和冬季温度太低的问题。14.jpg

水立方的外壳虽然能扛住火焰和紫外线,但它有一个缺点,那就是刀子一划就破,所以需要定期的检查和维修。每一年工人都要用高压水龙头来喷洗建筑物,发现有瑕疵时,需要贴上临时修补的工具,之后在压力的作用下水立方会进行自我修复,这对于其他建筑说简直是个奇迹。2007年的夏天水立方正式建成,这个环保型的世界奇迹建筑终于来到了世人面前。

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