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新材料无处不在 高科技助力奥运(二)

2024-05-01 商业膜结构

  闪烁变幻的红、黄、橙、蓝、绿灯光组合,使得国家游泳中心“水立方”鲜艳夺目。据设计者中建国际设计顾问有限公司总建筑师郑方介绍,这座集世界**先进多面体空间钢架结构技术大成的建筑,采用世界规模**大、构造**复杂、综合技术**全面的膜结构。

  构成“水立方”“皮肤”的3000多个不规则“泡泡”,是由新型的环保节能材料四氟乙烯膜(ETFE)制成的。虽然它的外表厚度只有..2毫米,但ETFE膜具有非常好的延展性和抗压性,1米长的膜可被拉伸至3.5米长,熔点高达275摄氏度,即使用火去烧都不会点燃,因此被人们称为“塑料王”。

  使用了ETFE膜,“水立方”还更加节能。阳光穿过“水立方”表面透明的ETFE膜,可以直接加热游泳池水温和室温。这使得“水立方”整体节能9%左右。另外,采用ETFE膜结构,馆内透光性大幅度的提升,可保证90%的自然光进入场馆,夏季自然光照明平均每天近10个小时。

  更令国人自豪的是,支撑国家体育馆“鸟巢”的钢筋铁骨,全部是国产钢。这一世界跨度**大的钢结构建筑,向世人展示出科技创造的奇迹。

  “鸟巢”这个辐射式旋转而成的梦幻般造型,让4.2万吨钢的受力点集中在24根柱子和柱脚上。

  什么样的钢能够支撑起如此大的重量?这是中外建筑科学家、设计家从未遇到过的。一定要尽快研制出一种把这些相对立的特性统一起来的特殊钢材,才能破解“鸟巢”用钢的难题。

  经研究,比通常建筑用钢材强度超出一倍的低合金高强度Q460厚钢板成为**。但是,这种钢从未在建筑中使用过,国内也没有厂家能生产。

  “特殊的高强度钢能不能够实现国产?要自主创新,填补空白。只要能在国内生产,就坚决不进口!”在“鸟巢”用钢招标时,曾是冶金部部长的北京奥组委主席,寄希望于国内钢厂。

  “奥运工程何时要,我们就何时供!”舞钢党委书记顾强圻当场立下了军令状。

  从2004年9月开始,舞钢科研人员着手研制Q460。经过三次试制,2005年7月,Q460终于脱胎成110毫米厚的“鸟巢”特殊用钢Q460EZ35。400吨集刚强、柔韧特点于一体的Q460EZ235钢材,实现了“鸟巢”用钢的抗震性、抗低温性、焊接性三效合一,保证了如果遭遇等同于1976年唐山大地震一样的地震,“鸟巢”依然能保持原状。

  宝钢、首钢、鞍钢等企业也接下了GJ345D、345C、420C等高强度钢材生产的订单。在中国钢铁工业界的拼搏创新下,2008年北京奥运会场馆钢结构建设全部实现国产化。整个施工期间,国产钢材经受住了考验。在“鸟巢”等新建奥运场馆逐渐呈现在人们面前的同时,中国钢铁工业也完成了一次科技跨跃。

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