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扎哈和乔布斯都钟情的跨界之“材”——纤维增强复合材料FRP丨全球十大经典案例
发布时间: 2023/02/23  发布者: 原创  浏览量:
一、欧盟检察署大楼

欧洲检察署新总部大楼位于荷兰海牙,嵌于一片起伏的沙丘景观之中。

 

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荷兰TGM建筑公司与Indupol公司、力联思以及BüFA和 Solico公司通过紧密而成功的合作,成功的实现了欧盟检察署大楼外立面独特的设计和造型,为建筑业注入创新的复合材料应用技术。复合材料部件由Indupol公司制造,采用手糊工艺在模具里成型获得特定的形状和尺寸,使用的树脂来自力联思和Büfa(由经销商Euroresins交付)。模压之后,制品表面经过处理,覆以白色面漆,然后运送到安装现场。制品安装仅需很少量脚手架,由起重机吊起安装到大楼上。

 

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二、印度加尔各答纽顿小学
 

Abin 设计工作室的设计师Abin Chaudhuri为印度加尔各答纽顿小学建立了独特的地标,从远处看,每个外立面看起来就像一个复杂的具有字母和数学符号的鲁比克魔方®(Rubik’s Cube®)。这些结构能够为孩子们带来一种图形化但又有趣的美学体验。

 

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由于需要各种各样耐用且轻便的复杂形状,该团队用玻纤增强复合材料制造了488块3.2 x 3.2米的板,每块板由13种不同的符号组合组成。在对几种不同的复合材料和非复合材料进行试验后,该团队确定了玻璃纤维毡增强聚丙烯系统最能满足其需求。每块板仅重70千克。由钢制成的网格状框架与FRP板相匹配,Z型钢材嵌入板中,固定在建筑物上。结构混凝土板突出于建筑物表面以确保精确数量的板材可以安装在外立面的所有表面上。这使板材更容易从后面进行安装,并确保更好的采光。这些板材安装在不同的方向上,使外立面具有随机效果。建成后,这种外立面环绕27000平方英尺的建筑物。

 

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三、旧金山现代艺术博物馆
 

旧金山现代艺术博物馆是美国最大的现代和当代艺术博物馆之一,也是湾区繁荣的文化中心。东侧引人注目的FRP幕墙使博物馆的全新外观彰显了FRP材料科技与艺术的交融。

 

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Kreysler & Associates公司为旧金山现代艺术馆(SFMOMA) 的东立面设计了700块“雨幕”纤维增强复合材料板。这些FRP板覆盖10层的建筑,并起到防水作用。这些FRP板固定在铝制框架上,形成一个水平的涟漪纹理就像旧金山湾的水域。根据Kreysler & Associates 公司总裁Bill Kreysler 介绍,SFMOMA扩建项目是北美最大的多层建筑纤维增强复合材料外墙的应用案例。

 

这些FRP板是由可回收的发泡聚苯乙烯(EPS)泡沫模具制成,先用由数控热线机磨成大致形状,再用五轴数控刳刨机制作最后的双弯曲表面。没有两块板是一样的,大多数的宽度是5.5英尺,长度在6到30英尺之间。其表面厚度只有3/16英尺。

 

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这些面板不仅外表美观,它们在结构上的表现也很出色。该建筑的一侧设有悬臂。通过使用FRP可以在不使用额外钢材的情况下实现该悬臂跨度的最大化。此外,面板的波纹使其增加了稳定性,并显著减少对金属支撑框架的加固需求。Kreysler说:“我们为博物馆节省了超过一百万磅的钢铁。”

 

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四、苹果公司总部大楼
 

位于加州库比蒂诺的苹果公司新总部价值50亿美元,其屋顶由迪拜第一复合材料技术公司制造,总生产面积达64250平方米。

 

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这是有史以来最大的独立碳纤维屋顶。这种圆形屋顶由44块同样半径的板构成,平均70英尺长11英尺宽,分别连接到中间的小型中心毂上。它在迪拜沙漠中组装和测试,然后运送到加利福尼亚州的库比蒂诺(Cupertino),其重量为80吨,直径超过140英尺。相比之下,波音787的起飞重量不到30吨,翼展197英尺。
 

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五、麦加大清真寺

 

总部位于迪拜的第一复合材料技术公司(PCT)在沙特阿拉伯麦加大清真寺建造了世界上最大的滑动穹顶。

 

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PCT的首席建筑师Gabi Bohm在接受《阿拉伯商业》采访时证实,麦加大清真寺的圆顶直径将达到38米,用一个移动的系统驱动,具有下穹顶和上部覆层双层的结构,整个穹顶重800吨。玻璃纤维增强聚合物(GFRP)板用于覆盖屋顶的结构钢框架。这种框架支撑在四个电动轮驱动器上,可以滑动到一侧,以便庭院可以露天,为清真寺提供自然通风。Bohm介绍说,圆顶结构包括固定在钢结构框架上的复合材料版,都是在迪拜制造,然后运往麦加组装的。

 

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六、迪拜未来博物馆

 

Sicomin公司为迪拜未来博物馆的建设提供了关键的复合材料技术。Sicomin提供了其创新的生物基膨胀凝胶涂层和阻燃层压树脂,用于生产博物馆入口大厅内部的200多个双曲面面板。

 

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未来博物馆是由建筑师Killa Design,工程师Buro Happold和承包商BAM International为迪拜天际线增添的一个令人惊叹的新项目,于2022年2月22日开幕,其室内建筑采用了大量复合材料。

 

先进的玻璃纤维工业公司(AFI)制造了230个双曲面内部面板,一个独特的双螺旋DNA结构楼梯,连通了博物馆的全部七层楼,并为博物馆停车场创造了228个GRP椭圆形采光结构。

 

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轻质、快速安装、耐用且高度可成型的阻燃复合材料为圆环形博物馆的双曲面内板提供了最佳的材料解决方案,这些内板装饰有独特的凸起书法设计,上面引用了阿联酋副总统兼总理兼迪拜酋长谢赫穆罕默德·本·拉希德·阿勒马克图姆殿下的名言。

 

迪拜先进玻璃纤维工业公司(AFI)首次引进了丹麦公司Adapa的适应性模具技术,以确保内部面板能够按照项目进度交付。自适应模具技术不需要传统模具的加工就可以快速配置每种独特的面板形状外,并且还大大减少了成型过程中产生的废弃物,使得该建筑获得低碳LEED铂金认证。

 

Sicomin的生物基SGi128膨胀凝胶图层和SR1122阻燃层压环氧树脂是博物馆项目结构和防火安全规范中最具有挑战性的部分。除了高防火性能外,SGi128还含有超过30%的可再生碳,大大减少了最终的碳足迹。

 

Sicomin与面板制造商合作,为防火试面板和最初的Adapa成型试验提供技术支持。因此,高性能阻燃材料解决方案获得了迪拜民防部门的批准,并在Thomas Bell-Wright进行的测试中达到了A级(ASTM E84)和B-s1,d0(EN13510-1)等级。

 
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七、巴黎俄罗斯东正教大教堂
 

俄罗斯东正教在欧洲的精神文化中心坐落于法国巴黎第七街区,被命名为“圣三一大教堂”,又是一座令人惊叹的复合材料应用案例。Sicomin公司是一家设计高性能环氧树脂系统配方的公司,它向巴黎的俄罗斯东正教大教堂提供了一套完整的复合材料施工方案,用于生产五个镀金圆屋顶的模具和部件。

 

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Sicomin向瑞士Carboman集团的Décision SA公司提供用于圆屋顶模具的材料,该公司使用Sicomin公司的SR8100 / SD7820高效120°C Tg环氧树脂灌注系统灌注一组玻璃纤维多轴向织物和美洲轻木增强模具。圆屋顶的板材本身是在Multiplast公司在法国瓦纳的工厂使用Sicomin SR8100 / SD4772环氧灌注系统和专门研制的玻璃纤维增强材料铺层生产的。Sicomin提供了一种无印透的层压材料,并具有优异的表面流动特性,以防止出现干斑。

 

圆屋顶使用Sicomin的复合材料解决方案对该项目来说有许多优点。轻质屋顶可以快速安装而且能减少建筑结构的静负荷。另一个好处就是屋顶的离线生产和装饰可以在受控条件下进行,生产过程不会受到天气影响。Sicomin在实验室进行大量的DSC试验以优化后固化过程,以确保完成的部件的稳定性,随后工匠用86000片真正的金箔镀在640平方米的圆屋顶表面。
 


八、卢卡斯叙事艺术博物馆
 

位于美国洛杉矶博览园内的卢卡斯叙事艺术博物馆(Lucas Museum of Narrative Art)像是一艘“飘浮”着的未来战舰,以神秘且超现实的姿态,欢迎四方八面的人们前来感受及欣赏这座文化乐土。在博物馆的设计和建造过程中,一位电影人提供了一种愿景,带领着一群革新者突破建筑的极限。 这一愿景在1500块玻璃钢GFRP面板的帮助下得以实现——每一块面板都有独特的形状。 

 

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全球设计公司Stantec负责该博物馆的建筑工程,建成后将像一座云状雕塑,长700英尺,宽270英尺,横跨洛杉矶博览会公园11英亩土地的一部分。 其光滑的、未来主义的外观将由玻璃钢GFRP面板制成的雨幕系统来实现,每一块GFRP面板为平均8 x 30英尺。

 

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复合材料可以制成比不锈钢更大的面板, 从而产生更加无缝的美学效果。玻璃钢比石头或预制包层更轻,这不仅使它更容易安装,而且 是地震带建筑的更好选择。早期的测试还表明,与其他选择相比,在大型GFRP面板上 创建两个不同方向的曲率更容易。

 

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GFRP面板不仅复杂,而且在光滑的幕墙表面下还有很多事情要做。建筑以几何结构开始——笔直的钢柱和梁创造了一个有棱角的几何。然后,该结构被包裹在由绝缘材料和防水屏障组成的防雨墙中,该防雨墙通过桁架的二级结构与GFRP雨幕相连接。这5600个独特形状的桁架充当着相互沟通的角色,在棱角突出的主结构和流动性更强的GFRP表层之间转换。

 

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九、首尔Kolon办公楼

 

墨菲西斯建筑事务所最近为韩国著名的纺织制造公司 Kolon Group 新建的82万平方英尺(约76180平方米)的研发机构即将投入使用。该设计以灵活的实验室设施、行政办公室和活跃的社会空间为特色,鼓励公司各部门之间更大的互动和交流,具有视觉冲击力的外观,展示了Kolon 对创新、技术和可持续性的承诺。

 

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“Kolon 公司的新研发设计为新兴的 Magok 区的可持续设计和施工制定了标准。” 项目负责人 Eui-Sung Yi 表示 “我们的团队受到 Kolon 公司在恶劣天气下的多层性能服装的启发,与工程师和制造商合作,在我们的设计中应用了一系列性能驱动的垂直层,挑战了传统的遮阳设计方法,提高了建筑的可持续性。

 

该建筑面西主立面上独特的遮阳板系统是在项目设计开发阶段早期通过复杂的过程建造的,从而形成了一个既具有设计张力又具有象征意义的独特遮阳板。立面的设计以一系列相互连接的遮阳版为特色,这些遮阳板构成了整体建筑的外层,类似于编织面料。这是Kolon公司在纺织品方面的研究成果,同时也是该公司多个部门之间合作的象征。

 

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遮阳伞的结构部件使用纤维增强复合材料(FRP)制成,采用了 Kolon 公司自己的高科技面料—Aramid,完美的平衡了遮阳和视野,显著提高了材料的抗拉强度。该设计最显著的特点之一是没有可见的支撑结构,使遮阳板看起来漂浮在玻璃墙外,并为内部空间提供清晰的视野。

 

屋顶露台和庭院为整个建筑提供了更多的自然光和新鲜空气,以活跃工作环境。其他可持续的措施包括绿色屋顶、光伏和地热设计、回收材料利用,以及利用泡沫填充板材减少了30%的混凝土使用量。

 

十、上海迪士尼明日世界
 

作为中国上海迪士尼度假区的一部分,明日世界可以堪称玻璃纤维(FRP)复合材料建筑的奇迹。它是迪士尼6个公园中最新的一个,占地2300平方米。园区内海量的内部和外部建筑构件,是由数百种不同形状不同尺寸的阻燃胶衣涂层的FRP模制部件制成。

 

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FRP复合材料部件提供包括外墙、特隆过山车的乘坐部分,巴斯光年星际历险乘坐部件、星际宝贝剧院、户外餐厅家具以及广场和周围设施的外部覆盖层。设计团队以弯曲的FRP复合材料为基础,创造了多个具有未来主义美学的景点。从大厅基础覆层到装饰面板,FRP复合材料可以在明日世界的12个不同位置找到。

 

 

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