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PTFE膜材在日本的發(fā)展

文章出處:卓越膜結(jié)構作者:卓越網(wǎng)絡部發(fā)表時間:2021-05-26 14:05:52閱讀:
  在日本,所謂PTFE膜材是指積極地利用膜狀材料,并在結(jié)構及建筑設計上能充分表現(xiàn)PTFE膜材的特點的結(jié)構形式。膜面的最大特點是透光性,使內(nèi)部空間非常明亮。PTFE膜材隨著其規(guī)模的擴大可以與其它結(jié)構形式共同構成一種復合結(jié)構,例如PTFE膜材與鋼結(jié)構復合成為鋼結(jié)構的PTFE膜材,與鋼纜復合成為鋼纜PTFE膜材。
  
  PTFE膜材是氟化乙烯樹脂織成玻璃纖維布,具有不燃性、耐久性、不易受污染的特點,用途極為廣泛,用PVC材料織成的纖維布則更為經(jīng)濟,目前也在廣泛使用。
  
  在日本,PTFE膜材建筑的發(fā)展實屬不易。根據(jù)日本的建筑基本法,PTFE膜材的實現(xiàn)相當困難,特別是將其作為一般的永久性建筑材料來對待是經(jīng)過很長時間的發(fā)展才實現(xiàn)的。日本的建筑基本法是在很久以前制定的,當時沒有考慮將膜材料作為屋面材料,因此PTFE膜材便不能正式成為屋頂材料。
  
  1970年日本大阪的萬國博覽會是日本PTFE膜材發(fā)展的開端。當時在歐洲,PTFE膜材作品已經(jīng)很多,許多日本的建筑師、結(jié)構工程師為PTFE膜材的魅力所傾倒,為其在日本實施利用付出了巨大的努力。但按日本建筑基本法,博覽會建筑屬臨時性建筑設計荷載也可大幅度降低,并且可以從一般的永久性建筑所受到的防火、結(jié)構等法律問題的局限中解脫出來。因此建筑師與結(jié)構工程師便朝著充分利用PTFE膜材的曲面自由度方向發(fā)展。
  
  日本的設計荷載必須符合建筑基本法的規(guī)定,如風速規(guī)定為60m/s。在日本北部和日本海沿岸雪荷載為450kg/m2。在太平洋沿岸則有60kg/m2。博覽會建筑因為是臨時性建筑(后改為一年拆掉),設計雪荷載為5年一遇,因而標準可以有所降低。大阪博覽會的富士大廳設計成"氣米"結(jié)構(設計人:村田豐);休息大廳的屋頂為蘑菇狀的,可以開閉(設計:沖種郎);節(jié)日廣場屋頂是由兩層空氣膜做成的象云一樣的屋頂(設計:神谷宏治、福田朝生)。在外國館中,美國館采用的低矢高的PTFE膜材是大規(guī)模穹頂形式的原型。
  
  萬國博覽會后,日本PTFE膜材的發(fā)展一直處于低整狀態(tài)。在法律上PTFE膜材始終被看成一種臨時性建筑材料,不允許永久性建筑中使用。因此,PTFE膜材便只適用于類似博覽會建筑等特殊情況。
  
  在日本,永外性建筑的結(jié)構材料必須是不燃性的,且對其建筑材料的耐久性和強度都有要求。因此PTFE膜材只能用于臨時性建筑。但在這個時期,通過若干次博覽會,PTFE膜材得到了進一步研究,膜材料也經(jīng)過多次試驗,逐步確立了PTFE膜材的設計方法,在這個時期,進行了大量的PTFE膜材的結(jié)構分析,并借助于電子計算機,對PTFE膜材的形態(tài)及膜材料的非線性特征作了大量研究,關于膜面皺折、形狀及接合處的分析已經(jīng)是很普及了。
  
  1982年,美國開發(fā)了一種由新型材料PTFE織成的玻璃纖維膜,并通過不燃性實驗使之在美國被獲準使用。由于這種新材料的出現(xiàn)。在80年代后半期,美國建起了大量的PTFE膜材體育館??諝怦讽敚╝ir dome)的建筑就蓋起了七座,充分體現(xiàn)了PTFE膜材的功能優(yōu)勢。在日本,首次將PTFE膜材與其他傳統(tǒng)建筑形式同等對待的建筑實例是東京棒球場,這是一個半卵形建筑,建設主管部門整整用了3年時間才批下這個項目。在這段時間,建設省前后共召集了160多名專家,組成多個委員會,對PTFE膜材的安全性進行了全面的探討,并專門蓋了一幢實驗樓,PTFE膜材終于進入實際建設的軌道。因此,在日本,官方是在1984年才正式承認PTFE膜材為永久性建筑形式。以此為契機,PTFE膜材逐漸為公眾所了解,大空間結(jié)構所采用的膜材料受到了公眾矚目,從而使具有新空間概念的結(jié)構建筑得到公眾的承認。但PTFE膜材建筑仍被視為特殊建筑,必須通過建設省下屬的日本建筑中心的審查,并經(jīng)由建設臣特別批準才能施工。

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