引人注目的建筑

对于承包商来说，实现建筑师最为理想设计可能是一项挑战，因为他们可能受到传统建筑材料（如混凝土、钢和木材）的限制。然而，近年来，一些建筑师和建筑商转向复合材料以避免这些限制的影响。复合材料的轻重量和灵活性使复合材料FRP成为突出设计特点的首选材料。

根据研究机构MarketsandMarkets发布的一份报告显示：全球建筑用复合材料市场预计到2026年将达89.8亿美元，在预测期内复合年均增长率为6.00%。建筑领域已经成为继汽车、航空航天之后最具潜力的纤维复合材料应用市场。

以下几个项目展示了复合材料为建筑业带来的好处和可能性。

巴黎Latitude办公楼的GFRP外墙

STUDIOS Architecture的任务是为一栋20世纪70年代的办公楼Latitude进行翻新和增加空间。STUDIOS Architecture的建筑师们沿着Latitude的立面设计了一个引人注目的飘带立面，创造了一种有机的、水平的标识，为该地区的传统垂直景观增添了活力。其俯瞰环城路的策略位置及环保型共融设计，将Latitude打造成一个城市新地标，并成为巴黎拉德芳斯重建项目的组成部分。

然而，施工对于总承包商Bouygues Bâtiment来说是一个挑战。

工程/设计公司Meca的高级结构工程师兼经理Samuel Durand说：“最初，弧形飘带形状计划使用热塑性板的热成型，内部是钢结构。”然而，钢/热塑性带这一组合太重了，Bouygues找不到能够满足建筑师视觉标准的分包商。

因此，Bouygues与Meca和专业化学品供应商西卡（Sika）合作开发了一种复合解决方案。Sika建议用独立式聚氨酯泡沫块作为三角形缎带形状，使用更大密度的材料来实现更长的跨度。该公司用一种快速固化的聚氨酯树脂将这些积木连接起来，然后由分包商将这些长度加工成单独的丝带形状。

接下来，分包商Le Prince Borel和SMM Technologies用浸有环氧树脂SikaBiresin®CR82的玻璃纤维织物覆盖砌块的顶部和侧面。它在室温下固化带，然后在50至55℃下进行后固化。

对于带状底涂层，Armacell提供PET泡沫板，Sika将其夹在两层玻璃纤维织物之间，并注入SikaBiresin CR80环氧树脂。

Sika的复合材料产品工程师Patrick Noirclerc表示，要找到一种易于加工、经久耐用、颜色一致、能经受长期天气暴露的材料是一项挑战。由于制造一致性是另一个关注的问题，Sika公司对带材模型进行了Meca开发测试，测量了拉伸强度、热膨胀、疲劳和机械结强度等性能。

复合材料提供了一种具有成本效益的解决方案，使建筑师可以自由设计。“玻璃增强混凝土或任何其他类型的更传统的建筑材料，都不允许这种类型的曲线。”Armacell PET泡沫销售和营销经理Henri Chapelle表示。

纽约大卫•格芬大厅的GFRP天花板

纽约林肯表演艺术中心面临改造。改善吴仔（Wu Tsai）剧院的音响效果是林肯中心大卫•格芬大厅翻修的首要目标。彻底翻新后的吴仔剧院在声学、技术和功能方面都得到了改善。尤其是Kreysler & Associates制造了有纹理的GFRP天花板面板，有助于实现理想的声音表达。

复合材料已成为性能空间的首选材料，因为它们可根据声学人员的详细规格进行配置。该公司创始人兼首席执行官Bill Kreysler表示：“声学专家不喜欢光滑、平坦的表面，因为声音从表面反射出来会产生回声。对于我们所做的大多数声学面板，设计需要一种图案——表面上的纹理。纹理可以是非常有机的，也可以是一种非常特殊的几何图案，除了面板本身是弯曲的外，还可以创建一种三维浮雕表面。”

对于吴仔剧院，建筑师Diamond Schmitt和声学专家Akustiks希望天花板类似于该空间新的穿孔金属墙板。Akustiks还指出，面板的重量必须精确到每平方英尺5磅。

Kreysler说：“我们非常关注表面图案几何，以帮助建筑师在计划内实现他们想要的目标。一些模具需要几百小时的CNC铣削，因此模具铣削时间决定了产品的时间表。”该公司在将面板从模具中取出之前，在面板背面添加了一种专用混凝土，以达到所需的重量。

Kreysler使用开放模制手工叠层方法生产了40块GFRP面板。面板的尺寸从4.5 x 8英尺到20 x 10英尺不等。总面积为4200平方英尺。

面板用螺栓固定在一个框架上，该框架可以旋转，以微调不同表演的声音。这需要在成型过程中对嵌入的连接进行仔细的工程设计。由于面板需要不时旋转90度，并且需要降低和升高，而且有几个贯穿件可以穿透光线和索具，因此面板的工程相当复杂。

大卫•格芬厅已于2022年10月下旬正式开幕。剧院声学的初步测试赢得了音乐家和观众的积极评价。

圣保罗The Heritage豪华公寓的GFRP外部装饰

Pininfarina，一家以汽车设计闻名的意大利公司，已经涉足建筑设计领域。最近的一个项目是圣保罗的Heritage豪华公寓楼，其32层楼采用了动态弯曲的GFRP装饰。

项目开发商Cyrela要求设计/工程公司Clamm确定为阳台底部和16个J形形状构建复合材料覆盖的最佳方式，从而在每层楼层之间创建视觉联系。混凝土将需要额外的结构支撑，而铝复合材料将需要太多的部件，这使得难以实现Cyrela想要的连续而流动的线条。

因此，Clamm联系了Gatron，一家在风力发电、运输、农业和其他行业有经验的复合材料制造商。

Gatron的执行董事Jean Zolet表示：“我们面临的挑战是能够制造出一款具有弯曲设计的产品，同时重量轻、耐风雨、尺寸稳定性高、修改（连接）数量最少且与阳台完美对齐。”最大公差间隙仅为2毫米。
 “Cyrela向我们发送了3D图纸，我们与他们一起调整图纸，以便能够生产复合零件。”他补充道。Ga

tron制造了47个模具来制造阳台盖和J形模板，每个模板都具有不同的几何结构，使用短切玻璃纤维垫和符合要求的可燃性标准的树脂。这些模板是使用注射成型工艺制成的。

该公司生产了755件，全部采用汽车A级饰面。最大的一块约19.6英尺长、1英尺宽、13英尺高。其他作品的平均尺寸为26.2 x 1.6 x 1.8英尺。Gatron平均每天生产20件，然后使用特殊的金属紧固系统将其固定在建筑上，该系统在成型过程中嵌入复合材料中。

Zolet表示，参与该项目的每个人都对复合组件的美学和性能感到满意。他表示：“这个项目的成功将带来新的业务，我们将继续努力在这个市场上拓展新业务。我们相信，在未来五年内，我们将看到建筑市场的显著增长。”

用CFRP建造的碳纤维博物馆

Carlo Ratti Associati（CRA）事务所与Italo Rota设计了一座碳纤维主题的MAE新博物馆。博物馆由碳纤维建成，展馆设计将展示出这种材料的生态学潜力。碳纤维是一种对未来制造业至关重要的材料，该项目主要由碳纤维建造，包括新制与回收碳纤维，追求一种可循环的设计方式。

根据设计团队的解释，博物馆展品展现了合成纤维输是如何应用于各种行业的，从机动车、时尚到自行车，并运用机器人技术首次公开MAE的大量档案。这座为领先机械制造公司MAE打造的新博物馆，位于意大利皮亚琴察（Piacenza）一处翻新仓库中。展览将采用机器人技术，引导游客观览世界上规模最大的丙烯酸纤维技术档案。

大多数室内组件由丙烯酸和碳纤维建造，包括可如幕帘般被打开的入口大门。MAE 博物馆的展览路径被构想为一个由两部分组成的旅程，“从过去到未来：从合成纤维在战后欧洲服装业的鼎盛时期，到其于化学与工程研究的最新突破”。

“从高性能自行车到兰博基尼 Aventador 跑车，碳纤维正在推动多领域的创新。MAE博物馆通过聚焦该材料可循环相关的前沿领域与展望其新的应用方式，赞颂了这种对现代性意义非凡的材料。” CRA合伙创始人与麻省理工学院教授Carlo Ratti说，“我们很高兴与MAE合作，这家公司的历史与专业技能，引领了从丙烯酸纤维在服装中的原始应用到如今航空与汽车等不同行业中碳纤维应用的转变”。

来源：荣格-《国际复材技术商情》

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