“水立方”ETFE充氣膜結構技術

ETFE充氣膜結構這種全新的建筑形式，是現(xiàn)代建筑領域的一朵奇葩，可創(chuàng)造獨特的建筑藝術效果，并使建筑獲得很高的保溫和采光等性能。希望借助其在“水立方”中的成功應用，推廣此項技術。

——中國工程院院士清華大學建筑學院教授博士生導師

“水立方”這座神奇建筑的成功與完美，與覆蓋其內(nèi)外表面的ETFE充氣膜結構有著不可分割的聯(lián)系。本書作者王雙軍是一位多年致力于建筑幕墻技術研發(fā)與設計實踐的資深專業(yè)人士，在“水立方”工程中主持ETFE充氣膜結構系統(tǒng)的設計工作，本人曾在他的陪同下參觀了“水立方”。他將工程中積累的技術理論和實踐經(jīng)驗進行總結和提煉，寫就了國內(nèi)第一本關于ETFE充氣膜結構技術的專著。相信這本書對于此技術在我國的推廣應用和發(fā)展提高，必將會起到很大的推動作用。

——清華大學副校長

“水立方”技術上的創(chuàng)新和出彩與其設計上的成功是息息相關的。從很大程度上看，圓夢人實踐者的身份和被廣譽為造夢者的設計師其實同等重要。因此，王雙軍先生積十數(shù)年心血與追求所形成的這本專著尤其值得尊重。相信其會在上述層面上為蒸蒸日上的中國建筑增加助推力。

——英國阿特金斯(ATKINS)集團 董事·設計總監(jiān)·國際知名建筑設計師

隨著北京國家體育場的奧運火炬緩緩地熄滅，舉世矚目的北京第29屆夏季奧林匹克運動會落下了帷幕，畫上了圓滿句號。這是一屆規(guī)模宏大、盛況空前的奧運會，也是一屆成功的、完美的奧運會。無論是精彩的奧運比賽、周密系統(tǒng)的賽事組織，還是個性鮮明的比賽場館、周到細致的志愿服務，都給人們留下了深刻的印象，難以忘懷。正如國際奧委會主席羅格先生（Mr.JaquesRogge）在閉幕式上總結發(fā)言時給予的評價：“ThesearetrulyexceptionalGames!”這是一屆真正無與倫比、絕無僅有的奧運會。

這是中國第一次舉辦如此規(guī)模的世界性體育盛會，奧運會承載著中國人多年以來的夢想和希望。中國政府和人民傾注了極大的關注和熱情以及巨大的投入。中國人以其勤勞和智慧，創(chuàng)造了一個又一個奇跡，將一屆完美無缺的奧運會呈獻給世人。通過本屆奧運會的成功舉辦，讓世界更多地了解了中國，也讓此前來自西方的一些不和諧的聲音悄然消失，轉而對中國刮目相看。匠心獨具、氣勢恢宏的奧運會開幕式和閉幕式，從一個側面顯示出中國式集體力量和智慧的強大，讓每一個中國人為之驕傲和自豪。這是繼2008年初的雪災和“512”汶川大地震之后，中國人的民族情感再一次得到強烈地激發(fā)，民族的團結、自信心和凝聚力得到極大地增強。

北京奧運會給人們留下了恒久的記憶和無限的感慨，同時，轟轟烈烈的比賽結束后，人們也在從不同側面進行認真地思考和總結，從不同角度分析和解讀，從而讓奧運會激發(fā)出來的民族精神和情感、智慧和力量在奧運會后得到進一步發(fā)揮和發(fā)揚，對今后經(jīng)濟建設、社會發(fā)展和文明進步，起到持續(xù)長久的推動作用。

北京奧運會的成功，得益于中國共產(chǎn)黨和政府的英明領導下的安定團結的社會政治局面，得益于和諧、團結、向上的民族精神，也得益于中國不斷進步的社會文明和日益強大的經(jīng)濟基礎。作為中國人，我們不僅僅為中國體育事業(yè)蓬勃發(fā)展、躋身于世界體育強國行列而感到驕傲，更多的是為我們在經(jīng)濟、科技和文化等方面在世界上越來越重要的地位和影響而感到自豪。北京奧運會給人們留下深刻印象的不只是開閉幕式的空前盛況、比賽場面的精彩絕倫，抑或是中國軍團首次位列金牌榜首的喜悅、多項世界紀錄被改寫的驚嘆，而承辦奧運比賽的31個風格各異的比賽場館，則更是令人賞心悅目，令人驚嘆。奧運賽后到比賽場館參觀的人群絡繹不絕，每天數(shù)以萬計的觀眾就是一個真實的寫照。

本屆奧運會新建場館11個，改擴建場館12個，臨時場館8個。其中，最令人矚目的國家體育場“鳥巢”和國家游泳中心“水立方”，雙雙被美國《商業(yè)周刊》評選為世界十大新建筑奇跡之冠亞，而“水立方”則在美國的《大眾科學》評選的“100項最佳建筑科技成果”中位居榜首。分立在北京中軸線北端兩側的“鳥巢”和“水立方”，作為本屆奧運會的主要比賽場館，同時也是本屆奧運會的標志性建筑，集中體現(xiàn)了北京奧運會的三大核心理念：綠色奧運，科技奧運，人文奧運。2100433B

《“水立方”ETFE充氣膜結構技術》由化學工業(yè)出版社出版。

第一章 緒論

第一節(jié) “水立方”簡介3

一、“水立方”概況3

二、“水立方”的建筑設計理念5

三、“水立方”的結構設計原理8

四、ETFE充氣膜結構與“水立方”11

第二節(jié) ETFE充氣膜結構技術綜述17

一、ETFE充氣膜結構技術發(fā)展簡史17

二、ETFE充氣膜結構典型工程簡介21

三、ETFE充氣膜結構體系基本構成原理29

第二章 ETFE膜材及其特性

第一節(jié) 概述34

第二節(jié) ETFE膜材的物理性能36

第三節(jié) ETFE膜材的力學性能38

第四節(jié) ETFE膜材的熱性能40

第五節(jié) ETFE膜材的化學性能41

第六節(jié) ETFE膜材與其他材料性能的綜合比較43

第七節(jié) ETFE膜材產(chǎn)品規(guī)格44

第八節(jié) 水立方所用ETFE膜材46

第三章 ETFE充氣膜結構系統(tǒng)建筑設計

第一節(jié) 建筑效果設計51

一、ETFE膜結構影響建筑效果的主要因素分析51

二、建筑效果設計與視覺測試53

三、ETFE充氣膜結構建筑效果的最終確定58

第二節(jié) 景觀照明設計59

一、系統(tǒng)綜述60

二、系統(tǒng)配置60

三、景觀照明系統(tǒng)主要場景功能描述72

第三節(jié) 熱工性能設計81

一、ETFE充氣膜結構的保溫隔熱原理82

二、保溫性能檢測86

三、熱工性能的主要影響因素88

四、熱工性能設計與綜合分析94

第四節(jié) 聲學性能設計109

第五節(jié) 采光性能設計117

第四章 系統(tǒng)結構設計

第一節(jié) 概述124

第二節(jié) 氣枕結構受力特性125

第三節(jié) “水立方”氣枕特性與荷載129

第四節(jié) 氣枕設計133

第五章 系統(tǒng)構造設計

第一節(jié) 立面系統(tǒng)構造設計144

一、系統(tǒng)構成原理及功能描述145

二、系統(tǒng)密封原理149

第二節(jié) 屋面系統(tǒng)構造設計151

一、系統(tǒng)構成原理及功能描述152

二、密封防水原理160

三、屋面排水系統(tǒng)163

第三節(jié) 天花系統(tǒng)構造設計165

一、系統(tǒng)構成原理165

二、系統(tǒng)密封原理173

第四節(jié) “泡泡吧”系統(tǒng)構造設計176

一、系統(tǒng)構成原理177

二、系統(tǒng)密封原理181

第五節(jié) 充氣系統(tǒng)182

一、充氣管道和閥門184

二、充氣單元190

三、電子監(jiān)控系統(tǒng)196

第六章 制造與施工技術

第一節(jié) 概述200

第二節(jié) ETFE氣枕制造203

一、ETFE膜材裁剪204

二、ETFE膜材焊接及氣枕制造207

第三節(jié) 夾具及天溝制造213

一、鋁合金夾具制造213

二、天溝制造214

第四節(jié) 施工安裝217

一、施工培訓217

二、施工措施及施工工藝221

三、創(chuàng)新性施工技術255

第七章 質量控制、系統(tǒng)運行與維護

第一節(jié) 質量控制262

一、概述262

二、制造過程質量控制263

三、安裝過程質量控制266

第二節(jié) 系統(tǒng)運行與維護273

一、系統(tǒng)運行管理273

二、清洗與維護274

參考文獻