ETFE膜氣枕系統(tǒng)中的優(yōu)點(diǎn)輕質(zhì),減少荷載

ETFE膜氣枕系統(tǒng)中采用的膜材自重在結(jié)構(gòu)計(jì)算上幾乎可以忽略不計(jì)。單個(gè)氣枕單向受力跨度可達(dá)3~5m，雙向受力時(shí)跨度高達(dá)11m，從而使每一個(gè)氣枕無需次級(jí)結(jié)構(gòu)，直接由主體結(jié)構(gòu)支撐。相對(duì)覆蓋同等跨度的空間，其結(jié)構(gòu)自重約為傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的1%。在既有建筑的改造更新中，工程面臨的條件通常要求改建或加建要盡可能減少對(duì)原有結(jié)構(gòu)的不利影響，因此結(jié)構(gòu)自重輕的ETFE膜氣枕系統(tǒng)可以最大限度地降低對(duì)既有建筑產(chǎn)生的破壞，大大提高改擴(kuò)建結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)。

如2004年竣工的帕薩迪納設(shè)計(jì)學(xué)院藝術(shù)中心改造工程，項(xiàng)目要在混凝土墻上局部開口進(jìn)行采光（圖3）。設(shè)計(jì)要求加建天窗重量不得超過開洞的原有結(jié)構(gòu)減少的重量。經(jīng)過與包括玻璃在內(nèi)的多種圍護(hù)系統(tǒng)的比較研究，最終采用了3層印有圖案的ETFE膜氣枕系統(tǒng)，使得天窗鋼框架用鋼量大大減少。新加建的天窗呈非矩形造型，突出了學(xué)校的藝術(shù)氛圍。天窗的每個(gè)面都由單個(gè)的ETFE氣枕圍合，取消中間的連接節(jié)點(diǎn)，不僅爭取了最大的采光量，還滿足了設(shè)計(jì)美學(xué)方面的考慮。天窗在自然采光及太陽能利用方面成為典范，雕塑般的形式成為一道風(fēng)景。又如2005年在哥本哈根竣工的倉體住宅樓（Frosilo Flats）中庭項(xiàng)目（圖4）。

作為一項(xiàng)廢棄谷倉的改建計(jì)劃，原有混凝土墻不能開大洞，因此設(shè)計(jì)師通過在谷倉上部加建ETFE氣枕系統(tǒng)頂棚，將谷倉中間改造成巨大的入口門廳，垂直交通與服務(wù)設(shè)施設(shè)置其中。中庭頂棚取自球面體的一部分，支撐桁架從球心向外發(fā)散，以充氣氣枕取代桁架間的索網(wǎng)，防止上弦桿件發(fā)生側(cè)向失穩(wěn)。整體結(jié)構(gòu)由于重量輕，不僅減少了對(duì)原有結(jié)構(gòu)造成的不利影響，施工上還實(shí)現(xiàn)了整體吊裝。