說到近年大熱的新型建筑材料,就不得不提到UHPC超高性能混凝土。
什么是UHPC?
UHPC是由三部分組成,即:
UH(Ultra-High),譯為最高量級;
P( Performance),指性能、功效;
C(Concrete),指混凝土。
由此組合得知UHPC(Ultra-High Performance Concrete),即超高性能混凝土。
這個“超高”就體現(xiàn)在:超高的耐久性、超高的鏤空率、超高的力學性能(抗壓、抗拉以及高韌性)三大材料特性上。
△RATP客運站
UHPC的應用
最早將其應用到實際中的是橋梁,它簡化了施工工序,使結(jié)構(gòu)具有更高安全性能的同時,還降低了后期維護成本,并且全壽命周期的綜合成本更優(yōu)于普通混凝土橋梁。
△薩拉戈薩橋
而后隨著人們的建筑審美不斷提升,越來越多的建筑開始在外形上追求個性化、藝術(shù)化。
傳統(tǒng)的工藝材料已然無法滿足,因此UHPC憑借其突出的性能,便自然而然地被應用到建筑設計中。
△阿布扎比盧浮宮
國外建筑設計實例
吉博恩茵(鮑茵)體育場
吉博恩茵體育場出自于著名建筑師Rudy Ricciotti之手,其由3600塊自承超高性能混凝土面板組成了一個輕盈超薄的圍護結(jié)構(gòu)和防水屋面。
防水屋面系統(tǒng),也是通過圍繞玻璃注入UHPC超高性能混凝土,輔以硅連接件才使得整個建筑在通透明亮的同時還解決了防水問題。
由于UHPC具有非常高的抗彎性,因此可以設計出一個懸挑高度8到9米的細長屋面,創(chuàng)造出如草地般輕盈的造型。
歐洲和地中海文明博物館
歐洲和地中海文明博物館是世界上第一座以地中海文明為主題的博物館,也是采用UHPC材料完成的經(jīng)典作品之一。
博物館的建筑外表由UHPC超高性能混凝土已預制的形式構(gòu)筑。
UHPC高達200Mpa的超高強度以及高流動性,通過預制可以制造出扁平,輕薄的蕾絲網(wǎng)狀立面。
UHPC具有高出數(shù)倍于其他材料的耐久性能及耐候性能,解決了博物館地處海岸沿線潮濕、地質(zhì)松散等問題。
博物館的四面分布著308根UHPC立柱,作為整個建筑的結(jié)構(gòu)支撐;屋頂處還有一座長達115米的UHPC人行橋。
整個博物館會隨著天氣的變化,變幻出不同的色彩,UHPC給建筑帶去了優(yōu)雅于靈動,是傳統(tǒng)混凝土所無法企及的。
國內(nèi)建筑設計實例
余杭大劇院
余杭大劇院坐落于與西湖相對應的東湖,建筑輪廓造型格外獨特,水面倒影使建筑視覺上似乎部分沉浸在水面之下。
這座總面積七萬平米的余杭大劇院是目前國內(nèi)使用UHPC體量最大的項目,用量之大在新材料應用算得上是首屈一指的項目。
大劇院立面造型靈感來源于冰面開裂呈現(xiàn)出的紋路,通過UHPC塑造出幾何形狀,巧妙地拼接成冰裂紋造型。
深業(yè)上城
UHPC最早在國內(nèi)幕墻工程上的應用項目就是深業(yè)上城,它是集產(chǎn)業(yè)研發(fā)、公寓、酒店、商業(yè)于一體大型城市綜合體。
作為首個國內(nèi)幕墻工程應用,其灰白色“擰麻花”的格柵樣式,將UHPC材料本身的性能發(fā)揮到了極致。
此次設計幕墻幕墻格柵的鏤孔率高達50%以上,整體邊框厚度只有2cm,對建筑材料來說是極大的挑戰(zhàn)。
UHPC鏤空格柵幕墻系統(tǒng),主要位于外立面北面4層及以上部位,南面6層及以上部位。
借用CCPA徐永模會長在首屆CCPA-UHPC論壇開幕式上的講話:UHPC突破了水泥基材料性能和應用領域的很多極限。
新型建筑材料為建筑師們大膽的想象創(chuàng)造了現(xiàn)實的基礎,也給普通大眾帶來了全新的視覺體驗。