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论用玻璃纤维修复巴黎圣母院的可行性
作者:管理员    发布于:2019-04-25 18:02:34    文字:【】【】【

享誉世界的巴黎圣母院近日发生大火,整座建筑损毁严重,让全世界为之扼腕、深感叹息。CompositesWorld杂志也为圣母院的重建以复合材料的角度撰写了一篇文章,探讨复合材料在标志性的圆顶上采用的可行性。

4月15日,全世界目睹了巴黎圣母院的大火。随着悲剧的发生,CW的工作人员互相发短信和电邮——一个月前,团队刚刚参观了大教堂,当时他们正在巴黎参加2019年的JEC世界大会。像世界上其他地方一样,我们一天中总会花了几分钟的时间与同事交换圣母院的故事和照片;我们不停地检查火是否已经熄灭——看看损坏有多严重。刚刚参观过大教堂,人们不禁对这座令人惊叹、充满鲜活丰富的艺术的建筑遭受的破坏感到惋惜。

和世界其他地方一样,我们的想法很快就转向了大教堂的重建。据报道,已经为修复工作筹集了近10亿美元的资金,捐款没有放缓的迹象。然而,随着资金的增加,关于重建应该是什么样子的争论也随之展开。将使用哪种材料和技术?这种设计会复制最初的尖塔还是提供某种进化技术?复合材料具有提供低重量强度和刚度以及耐火性的能力,是否能在其中一展所长?

虽然有的人要求根据历史准确性来原样恢复圣母院(请记住屋顶是由木头和铅构成的),有的人人则建议对结构的部分进行现代化改造。4月17日,法国总理爱德华·菲利普宣布参加国际建筑竞赛,设计将用于重建巴黎圣母院的尖顶。当然,讨论现在转向将采用的材料和技术以及设计方法。

法国总理爱德华·菲利普(Edouard Philippe)通过推文称政府计划发起一场国际建筑比赛,寻求代替原来尖顶的更现代化、美观的建筑方案

爱德华·菲利普说:这次竞标将解决一个问题:是应该重建一个与4月15日被毁的尖塔一模一样的东西——它是在19世纪改造教堂时增建的,或是“像通常情况下教会财产和大教堂的演变那样,应该让巴黎圣母院得到一个新的尖塔,以适应我们时代的技术和目标”。

4月18日播出的全国公共广播电台(NPR)故事中,城市主义建筑师让 - 米歇尔·威尔莫特(Jean-Michel Wilmotte)说,“圣母院有中世纪的历史,但今天它也可以有一个充满激情的新故事。这场大火现在已经成为大教堂历史的一部分,那么为什么不建造一个钛制的新屋顶和一个轻质碳纤维尖顶呢?“

Wilmotte与法国承包巨头Bouygues(法国巴黎)和工程顾问CalculMéca(法国南特)一起利用复合材料设计Sainte-Trinité,这是一座位于巴黎的俄罗斯东正教大教堂,顶部是玻璃纤维增强圆顶。他们为大教堂的屋顶共制作了五个镀金复合圆顶。复合材料制造商Multiplast(法国瓦纳)使用Sicomin的SR8100 / SD4772环氧树脂灌注系统和重量级四轴玻璃纤维织物(QX1180)与500克/平方米的玻璃纤维织物相结合,为圆顶生产注入模塑部件。据说该解决方案能显着减少建筑物的静载荷 - 每个复合拱顶的重量仅为传统建筑圆顶的五分之一。

对于高层结构,复合材料可以降低重量,同时提供强度和刚度以抵御强风。610米/ 2001英尺高的Makkah Clock皇家塔就是一个很好的例子,它是沙特阿拉伯Abraj Al-Bait酒店大楼的标志。为了减轻重量,钟楼采用钢制空间框架,复合板坚固,足以抵抗53.8米/秒(131英里/小时/公里/小时)的风速。

除了提供低重量的强度外,还有各种纤维和树脂组合可提供耐火性。低烟阻燃(FR,flame retardant)复合材料最常用的树脂是丙烯酸基体系,其中大量填充三水氧化铝(ATH,alumina trihydrate),采用的产品包括Ashland公司(美国俄亥俄州哥伦布市)的MODAR和Scott Bader公司(英国北安普敦郡)的Crestapol。还有膨胀型防火涂料(intumescent veils)和凝胶涂层(gelcoats)之类的新树脂,例如生物基聚糠醇(PFA),它被用于使用预浸料制成的铁路内部结构中,对于轻质碳纤维增强聚合物(CFRP)尖顶的结构,甚至是雕塑元素来说,这是非常有吸引力的选择。

Ashland特种树脂业务经理ThomJohnson说:“这是一个尚未开发的领域,使用复合材料可以使大型弯曲表面和多层建筑更轻。”“我们可以预见到它将与全球领先的建筑师取得突破。”

关于修复圣母院的辩论——如何保存大教堂的遗迹和可能被重新想象的东西——才刚刚开始。政治、资金、历史保护以及对公共安全的担忧都将影响到这一进程的制定。希望讨论的一部分将包括考虑先进材料可能发挥的作用。无论是用来重建最初的设计,还是用来使建筑的各个部分现代化,复合材料都有助于在未来几代人中保护圣母院的美丽。

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