ETFE膜结构在广州南站的应用

广州南站,华南地区最重要的铁路交通枢纽,衔接了5个方向的铁路干线和5条城市轨道交通线路。车站于2010年投入运营,以其优美的造型、通透的空间给过往的旅客带来震撼。

而最激动人心的则是其通透的屋顶,白天可以清晰看到蓝天,晚上倒映着室内灯光。波光粼粼,给人梦幻般的感觉。广州南站建筑造型立意于“绿叶花街”,由一片片的芭蕉叶为基本单元。屋面系统由两大部分组成,两旁形似绿叶;中间意喻花街。通过中央采光带的串联,形成极具特色的建筑形态。这样的屋面在建筑材料的选择上除了常规屋面需要注意的安全、耐久、防火、养护维修等围护结构的一般要求外,还需要注意透明度、热工性能、建筑适应性 、声学性能、消防要求等问题。

最终的设计选用了 ETFE 气枕作为中央采光带的屋面材料。

透明ETFE膜材具有较高的透光率。可以让光线通过,同时又可以阻止紫外线,一般通过率不会超0.3%,避免破坏材料和使人类的皮肤受伤。因此,ETFE 材料是一种极好的屋面解决方案,使人们拥有了一个真实的“开放的空间”。

由于气枕本身是由膜材构成,有优秀的建筑形式适应性,可完全按照建筑表面的造型加工制作。充气后的气枕有一定的厚度,形成屋面独特的肌理。且ETFE膜材材质轻薄,对于声音有近似于无的影响。室内声音可直接散放至室外空间,保证了建筑室内的声学效果。此外,ETFE 膜材属于不燃材料,在220℃的高温下膜材会出现软化,即使着火也会自动熄灭,过程中无有毒气体和高温滴落物产生。当火灾状况下膜材会被烧穿,而将烟气直接释放,避免了对人员的伤害。

由于屋面面积较大,而且广东地区时常下雨,设计的膜结构采用了天沟的形式。可以有效地组织排水和吸纳上部渗水。天沟的采用使膜材安装和后期维护变得便利。

广州南站中ETFE气枕的采用,形成了良好的空间效果,增强了建筑的特性,创造出了交通建筑全新的核心空间。并在节点的设计上,结合地方特点形成了良好的排水组织。这是一次全新的创造性的尝试,对后续ETFE在人员密集的大空间的使用提供了有益的借鉴。

深圳市金鑫空间膜结构建筑设计院是国内顶尖的膜结构建筑设计单位,是一家专注于膜结构建筑设计与研究的设计院。业务涉及张拉膜结构、骨架式膜结构、充气膜结构、钢结构;对PVC、PTFE、ETFE膜材有着丰富的设计经验。我们尤其擅长大跨度结构、异性空间结构、索结构、封闭式建筑以及开启结构的设计与研究,涉及的领域有景观膜结构、停车棚膜结构、体育设施膜结构、污水加盖池膜结构等。

“水立方”ETFE充气膜结构性能(下)

充气膜结构应用相当广泛,最常见的有应用于篮球馆、足球馆、游泳馆、展览馆、仓储空间设备、环保煤处理场等等。对于在北方雾霾较为严重的地区,充气膜结构用来建造运动馆再适合不过。一方面,它能起到抵抗寒风的作用,提供一个舒适的运动场所;另一方面,气膜内部装有空气净化系统,这对于降低气膜内部PM2.5值起到非常重要的作用。气膜内部还安装了新风系统,能让人在里面不感到任何的压抑感。

膜与膜的连接

膜结构的使用维护

膜结构的裁剪设计分析最初是从测量物理模型开始的,用一定宽度的纸张、布料或者是用其他比较柔软的材料剪成相应的形状粘贴到模型上,再不断进行调整,直到完整覆盖这个模型。