瑞士團隊開發出新建造方式,用混凝土也能建造出超薄彎曲屋頂

作者 | 發布日期 2017 年 10 月 16 日 20:00 | 分類 尖端科技 , 材料 follow us in feedly

混凝土用來建造房屋已經有很長一段時間,但隨著科技持續發展,人們仍舊在其中尋求新突破,最近瑞士工程師最近就開發出一種建造方式,運用混凝土打造出超薄且具弧度曲線的屋頂。



這種建造方式是由蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)團隊開發,為了測試其他建築結構,團隊目前已先將這個屋頂拆除,但根據紀錄,這個原型屋頂的高度為 7.5 公尺,最厚的地方達 12 公分,最薄則只有 3 公分。

由於屋頂特異的彎曲形態,雖然覆蓋的地面面積僅有 120 平方公尺(約 36.3 坪),屋頂自身表面積卻有 160 平方公尺,但其中並未使用訂製的一次性木製、塑膠支架,也沒有什麼複雜的支撐結構,而是採用團隊設計的一種新技術進行。

工程師先是把鋼索網拉伸至需要的形狀,再將聚合物紡織品(polymer textile)放在上方,形成可變動的模板,再透過演算法計算形狀,確保力能均勻分布在鋼索之間,並得出每個部位所需的混凝土量,之後鋼索網也能被拆除、重複利用或調整。

利用了 500 公斤鋼索網和 300 公斤的紡織品,並花費 20 噸濕混凝土,團隊成功打造出這次測試的薄型曲線屋頂。未來計畫將深入研究水泥成分不同產生的差異,並進一步探討技術如何用於支撐結構。

團隊希望找出比例最剛好的混合方式,要夠厚重到可黏著在垂直表現上,同時又得具有流動性,才能運用為這項研究設計的應用程式來噴灑。

之所以進行這項研究,主要是為了明年打造「HiLO」概念公寓的計畫做準備,在超薄混凝土屋頂之下,團隊為「HiLO」打造的節能系統形式將得以實現;在上下兩層超薄的混凝土覆蓋層之間,有著絕緣的加熱、冷卻盤管,以及薄膜太陽能光伏電池。

「HiLO」預計將在 NEST 實驗大樓的頂層建造,團隊希望透過這項計畫來實現建築能源平衡的目標。團隊花費了近 4 年準備打造「HiLO」,並耗費 6 個月打造了這項測試屋頂,團隊預計明年將把建造時間縮短,目標在 8~10 週間在 NEST 建立相同的結構。

項目負責人 Phillipe Block 表示,這些建築的成功證明可運用一種輕型、靈活的模板,來建造令人興奮的薄型混凝土外殼結構,也說明即使是複雜的混凝土結構,也能在不浪費大量材料的情況下施工。

「我們開發了系統,也和業界合作夥伴一同打造了原型屋頂,我們現在非常清楚團隊設計的建築方法,NEST 大樓的建造計劃是可行的。」

(圖片來源:ETH Zurich BRG

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