城市公共户外坐(zuò)具的结构

城市公共户外坐(zuò)具主要有(yǒu)固定结构和可(kě)拆装结构两种类型。 固定结构的坐(zuò)具主要是通过焊接、水泥黏结剂等连接方式,将各种金属、石材、混凝土等材料接合到一起,此类家具由于需要永久固定于户外空间,因而在材料选择上要有(yǒu)良好的防腐性、易清洁性和耐热耐压性。固定结构虽然可(kě)以使坐(zuò)具更為(wèi)牢固、耐用(yòng),但同时為(wèi)后期的维修保养带来了一定困难,各部件拆卸、维修、替换费事费力。而可(kě)拆装结构的坐(zuò)具则是以螺栓等金属紧固件作為(wèi)产品各部分(fēn)的连接件,这样虽然可(kě)以使产品后期维修保养更加便利,但结构稳定性和牢固性较差,長(cháng)期使用(yòng)易受外界环境影响,因连接件腐蚀生锈发生各种事故。

阳光,空气、水创造了生命,同时也创造了世界,阳光是人类赖以生存的基本物(wù)质条件。光能(néng)一直是人类持续开发的资源,光赐予我们无限恩惠,不仅照亮了世界,而且给予人类温暖,人类在阳光的沐浴下发育成長(cháng),繁衍子孙。但过量的太阳辐射也会对人们的生产、工作等产生消极影响,如果長(cháng)期处于强烈光線(xiàn)照射下,就很(hěn)容易产生疲劳和紧张、视力下降、精神疲倦等情况,医學(xué)上还发现过度的光照会引起皮肤灼伤和剧烈头痛。 而城市户外空间作為(wèi)游憩、交往、集会等一系列户外日常生活行為(wèi)的物(wù)质载體(tǐ),人们在不同程度上都要参与其中,如何营造出一个舒适、安全、高效的光照环境就成為(wèi)值得深思的问题。

户外遮阳产品是城市公共户外家具中较為(wèi)常见的一类,从名称上就可(kě)以看出它的主要用(yòng)途即為(wèi)人们在户外空间中的各类活动遮挡阳光,同时在风雨等恶劣天气时也可(kě)做临时性遮蔽场所。户外公共空间常用(yòng)的遮阳产品主要有(yǒu)两种形式:一种是传统意义上的固定结构遮阳篷,它主要以金属格栅、PVC复合材料、高强度柔性薄膜、玻璃纤维等材料与金属支撑构件或拉索等组成骨架结构或张拉结构。此类产品既能(néng)满足遮挡阳光和风雨的基本功效,而且造型美观大方、新(xīn)颖独特,為(wèi)户外空间整體(tǐ)氛围的营造增光添彩,常用(yòng)于街(jiē)道、广场、展馆等人群密集的户外公共空间(图3-26)。另一种是非传统意义的篷,种类繁多(duō),如图3-27所示,左侧图片為(wèi)借助建筑挑檐、门头等建筑结构部件来实现遮阳作用(yòng),右侧图片则是在一些邻近建筑物(wù)的公共座椅周围设置的防止高空落物(wù)伤人用(yòng)的安全措施,也可(kě)以起到一定的遮阳效果。

在现代户外空间中使用(yòng)较為(wèi)普遍的為(wèi)固定结构形式的遮阳伞,因而本书将对此进行重点研究。薄膜结构遮阳篷应该说是由来已久,在遠(yuǎn)古时代人类就开始利用(yòng)树木(mù)枝叶及兽皮来搭建用(yòng)以遮风蔽雨的“帐篷” ,这就是其原始雏形。而现代薄膜结构起源于20世纪初,它以高强度柔韧性薄膜為(wèi)覆盖材料,通过引入初始预张力并与支撑及张拉體(tǐ)系相结合,形成具有(yǒu)一定刚度并能(néng)承受一定外荷载的空间结构。 1967年在加拿(ná)大蒙特利尔举办的世界博览会中,张拉膜结构的德國(guó)馆令人叹為(wèi)观止,这也使薄膜结构真正登上了建筑历史的舞台。近年来,由于其具有(yǒu)丰富的艺术表现力以及完全不同于传统结构的优异力學(xué)性能(néng),深受众多(duō)设计师的青睐,因而也由建筑延伸到其他(tā)众多(duō)领域,广泛应用(yòng)于各种城市景观小(xiǎo)品、户外固定篷的设计中。根据构造和受力特点,薄膜结构遮阳篷可(kě)大致分(fēn)為(wèi)张拉膜结构和骨架式膜结构两大形式。

张拉膜结构遮阳篷以钢索、钢结构构件等為(wèi)边界,通过张拉边界或顶升飞柱等手段给膜面施加张力、维持设计的形状并承受荷载,可(kě)以充分(fēn)利用(yòng)自然光,减小(xiǎo)能(néng)源损耗,适用(yòng)于跨度较大的空间形式。它将产品的自然美、技术美、艺术美完美地结合在一起,造型自由独特,极富艺术感染力,设计师可(kě)以随心所欲地发挥他(tā)们的想象力和艺术创造力。各类遮阳篷设计,首先张拉膜结构是一种力与形的统一,产品的艺术美来源于自然美与技术美的结合,通过对自然界事物(wù)形态构成中力的借鉴与创造,使结构技术之美孕育自然美;其次张拉膜结构是一种形与意的统一,其以最轻、最省的预张力结构形态给人德 们以美感,以最科(kē)學(xué)的结构创造出最美的形态,以技术美创造艺术美。骨架式膜结构遮阳篷是20世纪80年代兴起的另一种较常用(yòng)的薄膜结奎构,它的主體(tǐ)结构由刚性骨架构成,膜為(wèi)覆盖材料,在变形后参与承担外荷载并传递荷载给主结构(图3-30)。与张拉膜结构不同的是,骨架式膜结构的主要承重构件為(wèi)刚性骨架,而膜體(tǐ)本身是局部范围内的承重单元,主要起维护作用(yòng),是辅助受力构件。 因此,薄膜材料特有(yǒu)的结构承载作用(yòng)无法得到充分(fēn)的发挥,而刚性结构又(yòu)存在稳定问题,使骨架式膜结构的跨度受到一定的限制,造型亦有(yǒu)限制,因此仅适用(yòng)于跨度较小(xiǎo)的空间形式。但由于该类结构构造简单,设计难度相对较低,施工较為(wèi)简便,因此应用(yòng)广泛。此外,膜材料是膜结构中最重要的组成部分(fēn),它的作用(yòng)是与钢筋和混凝土等同的,被称為(wèi)“第五代建材”。简言之,(膜材料就是高分(fēn)子聚合物(wù)涂层与交叉编织的基材层按所需要的厚度、宽度,通过某些特定的加工工艺粘合在一起的产物(wù)。膜材料根据表面的聚合物(wù)涂层和基材不同,一般分(fēn)為(wèi)三类:A种膜[玻璃纤维基材,聚四氟乙烯涂层(PTFE)]、B种膜[玻璃纤维基材,硅酮涂层(silicon)]、C种膜[聚酯長(cháng)丝基材,聚氯乙烯涂层(PVC)]。其中A种膜耐久性能(néng)较好,在大气环境中不会发黄、霉变和产生裂纹,也不会受紫外線(xiàn)的作用(yòng)而变质,广泛应用(yòng)于美洲和日本等國(guó)家; C种膜具有(yǒu)较好的拉伸性,易于制作,但这种膜材料的耐久性和自洁性较差,易老化和变质,在欧洲常用(yòng);而B种膜因自身性能(néng)等原因很(hěn)少采用(yòng)。同时,随着材料技术的不断发展,20世纪80年代在美國(guó)、日本出现了无织物(wù)基材的透明膜材料乙烯-四氟乙烯共聚物(wù)(ETFE),其透光光谱与玻璃相近,俗称“软玻璃”,目前仅德國(guó)、美國(guó)、日本等國(guó)少数几个公司可(kě)生产,國(guó)内使用(yòng)较少。

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