非洲之心|ETFE气枕式膜结构

“非洲之心”自然生态博物馆,是英国最大和最热门的动物园之一,也是欧洲最好的动物园之一切斯特动物园的一部分。该博物馆投资9000万英镑,是一个巨大的EFTE膜覆盖建筑物,覆盖面积达16,000平方米,该项目比康沃尔的“热带伊甸园”还要大。 


这个“非洲之心”自然生态博物馆工程,是切斯特动物园的扩建计划——投资2.25亿英镑的“自然梦想”工程的一部分。在这个呈波浪形的、自由形式的博物馆屋顶的下面,这个动物园试图模仿刚果的非洲热带雨林生态环境——包括非洲的丛林和气候。预期创造欧洲最大的生态保护地、动物园和休闲地。

主体屋顶的网壳部分是由878块三角形的ETFE气枕组成的,最小的3.1平方米,最大的37.2平方米,有些气枕可以开合用于自然通风。因为生态穹顶里的植物需要足够的光照以维持生长,而ETFE四氟乙烯气枕的透光率高达95%,能够提供足够的日平均光照强度。 

ETFE膜结构在国外有30多年的应用历史,其气枕中的气压和气枕的形状能随着外部荷载的改变而改变,所以其本身也是一种自适应结构。自适应是指材料或者结构自身可以根据环境的改变,自动调节自身材料特性。ETFE膜材由于其良好的透光性、和空气组成气枕后良好的隔热性、吸声性,特别适合建造需人工模拟自然环境的建筑,如植物园以及运动场馆等。为建造绿色轻型建筑提供了一个良好的选择。

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。

etfe膜结构幕墙——美国驻英大使馆

双层幕墙,里面是造价很高的防弹玻璃,以保证安全性,外面那层是十字型ETFE膜结构。在膜结构上嵌入柔性晶体硅光伏电池,将太阳辐射转化为电能,即便是在雾气朦胧的伦敦也依然能够为整栋建筑提供充足的能源,还能防止眩光,获得均匀光照。

ETFE膜材的透光率介绍

ETFE 膜材自身由于直接热塑成形,厚度很薄,原本就具有很高的透光率。通过对膜材表面镀银色圆点可以调节膜材的透光率,从而满足室内不同的采光需求。但实际工程中常常需要在不同时刻对太阳辐射进入室内的量进行改变,单层 ETFE 膜材在确定了印点率之后难以进行可控调节,而 ETFE 气枕式膜结构很好地解决了这一难点。

ETFE气枕膜结构的发展

随着空间结构的发展,膜结构以其灵活多变的建筑造型和轻质高强的结构特性而被广泛应用于大跨度空间结构中。随着 ETFE研发成功,一种新型的膜结构形式———ETFE 气枕式膜结构凭借其美观的造型、良好的受力性能逐渐走进人们的视线, 并迅速发展,成为目前最主要的膜结构形式之一。

ETFE膜材

在国外, ETFE张拉膜的工程应用实例很多,但规模都不是很大。这一体系在我国的首次应用,就是北京奥运会的主会场-国家体育场(“鸟巢"),在“鸟巢”的屋顶钢结构中间,就是采用ETFE张拉膜结构作为屋面防水构造体系。“鸟巢”屋面面积约为38500平方米 ,共有1038个ETFE张拉膜结构单元,其中最大膜结构单元达一百余平米

ETFE张拉膜结构-北京鸟巢

在国外, ETFE张拉膜的工程应用实例很多,但规模都不是很大。这一体系在我国的首次应用,就是北京奥运会的主会场-国家体育场(“鸟巢"),在“鸟巢”的屋顶钢结构中间,就是采用ETFE张拉膜结构作为屋面防水构造体系。“鸟巢”屋面面积约为38500平方米 ,共有1038个ETFE张拉膜结构单元,其中最大膜结构单元达一百余平米