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瑞士团队开发出新建造方式,用混凝土也能建造出超薄弯曲屋顶

2024-11-24 207

混凝土用来建造房屋已经有很长一段时间,但随着科技持续发展,人们仍旧在其中寻求新突破,最近瑞士工程师最近就开发出一种建造方式,运用混凝土打造出超薄且具弧度曲线的屋顶。

这种建造方式是由苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)团队开发,为了测试其他建筑结构,团队目前已先将这个屋顶拆除,但根据纪录,这个原型屋顶的高度为 7.5 米,最厚的地方达 12 公分,最薄则只有 3 公分。

由于屋顶特异的弯曲形态,虽然覆盖的地面面积仅有 120 平方米(约 36.3 坪),屋顶自身表面积却有 160 平方米,但其中并未使用订制的一次性木制、塑胶支架,也没有什么复杂的支撑结构,而是采用团队设计的一种新技术进行。

工程师先是把钢索网拉伸至需要的形状,再将聚合物纺织品(polymer textile)放在上方,形成可变动的模板,再透过算法计算形状,确保力能均匀分布在钢索之间,并得出每个部位所需的混凝土量,之后钢索网也能被拆除、重复利用或调整。

利用了 500 公斤钢索网和 300 公斤的纺织品,并花费 20 吨湿混凝土,团队成功打造出这次测试的薄型曲线屋顶。未来计划将深入研究水泥成分不同产生的差异,并进一步探讨技术如何用于支撑结构。

团队希望找出比例最刚好的混合方式,要够厚重到可黏着在垂直表现上,同时又得具有流动性,才能运用为这项研究设计的应用程序来喷洒。

之所以进行这项研究,主要是为了明年打造“HiLO”概念公寓的计划做准备,在超薄混凝土屋顶之下,团队为“HiLO”打造的节能系统形式将得以实现;在上下两层超薄的混凝土覆盖层之间,有着绝缘的加热、冷却盘管,以及薄膜太阳能光伏电池。

“HiLO”预计将在 NEST 实验大楼的顶层建造,团队希望透过这项计划来实现建筑能源平衡的目标。团队花费了近 4 年准备打造“HiLO”,并耗费 6 个月打造了这项测试屋顶,团队预计明年将把建造时间缩短,目标在 8~10 周间在 NEST 建立相同的结构。

项目负责人 Phillipe Block 表示,这些建筑的成功证明可运用一种轻型、灵活的模板,来建造令人兴奋的薄型混凝土外壳结构,也说明即使是复杂的混凝土结构,也能在不浪费大量材料的情况下施工。

“我们开发了系统,也和业界合作伙伴一同打造了原型屋顶,我们现在非常清楚团队设计的建筑方法,NEST 大楼的建造计划是可行的。”

  • Ultra-thin, curvy concrete roof is a monument to digital design

(图片来源:ETH Zurich BRG)

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2019-03-17 11:31:00

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