太原膜结构之国家体育场轻膜掩巨巢 挡风遮雨又隔音“鸟巢”的跨度大,用钢量也大,如果采用玻璃覆顶就会加重它的负荷,于是“膜”成了很好的选择。不同于“水立方”全部被膜所包裹的形式,“鸟巢”的膜结构位于屋面弯曲的位置,铺设了两层薄膜,为观众“挡风遮雨”又隔音,还使充满阳刚之气的“鸟巢”更多一份婉柔。
为不影响鸟巢雄伟的钢结构外观造型,“鸟巢”的膜结构并不是覆盖全身,而主要是集中在屋面。膜结构位于钢结构上弦下部20至30厘米处,只覆盖了弯曲部分,把看台遮住,为观众“挡风遮雨”,这不仅可以节省费用,还能让体育场内有更好的通风环境。
“鸟巢”的膜分为外层膜和内层膜两部分。外层膜为ETFE膜,面积3.85万平方米,由884个单元组成,主要功能为遮挡雨雪,已于2007年11月9日完成。其中最小的膜不超过1平方米,最大的约为250平方米,铺设在“鸟巢”屋顶每个钢架交织出来的格子中,都要安装上钢梁,再安装上钢索,和“水立方”材质相同的ETFE膜就固定在钢索上。与“水立方”气囊式的ETFE膜不同,“鸟巢”是单层张拉的ETFE膜。ETFE膜超强的耐紫外线功能,可以抵抗风雨的侵蚀和紫外线的照射。为满足排水的需要,在钢结构围绕安装膜的单元格上,焊了一圈排水天沟,外围的ETFE膜和排水天沟相连,雨水就可以直接流入地面了。
外层透明膜厚度仅有0.25毫米,如果鸟儿直接落在膜上面,膜结构有可能会被鸟儿的尖爪等损坏,所以“鸟巢”还设置了停鸟线,并使用声呐驱鸟器,让鸟儿在“巢”外面有了“立足之地”。
内层膜PTFE膜,悬挂在主体钢结构下层钢梁下面,面积约5.3万平方米,由1044个单元组成,主要作用为营造声学效果和遮蔽钢结构屋架内的设备及管道等。PTFE膜具有数量多、每块面积不等、形状各异等特点,最大展开面积约334平方米,最小展开面积1.5平方米。这些不透明的膜将雄伟的钢架遮挡起来,观众就能更好地将注意力集中在比赛上,营造更好的比赛气氛。
据介绍,PTFE膜实际上是一层“隔音幕”,加上一些声学技术的处理,能够较好地解决噪音问题。同时配合钢结构构件上设置的一些吸音材料,以及场内使用的电声扩音系统,使“鸟巢”内部的语音清晰度指数达到0.6——这个数字完全能保证坐在场内任何角落的观众,都能清晰地听到广播。另外,此内层膜可遮蔽钢结构屋顶和屋架内的设备、管道。
“鸟巢”的膜结构不仅能为观众们挡风遮雨,同时也能非常好地解决透光和消除阴影的矛盾。在“鸟巢”披上膜外衣之前,曾有人质疑——“‘鸟巢’的钢结构在阳光下是否会在场内投下巨大的阴影,从而影响比赛的正常进行?”披上了这层膜结构外衣之后,这个问题迎刃而解,PTFE膜良好的透光性能不仅解决了场内采光的问题,特殊的分子结构还消除了阳光照射后的阴影。巨大的鸟巢因为这层外衣没有在场内投下一根钢梁的阴影。
太原膜结构之国家体育场轻膜掩巨巢 挡风遮雨又隔音