蘇黎世聯邦理工學院開發超薄彎曲混凝土屋頂的建造方法

團隊花費了近 4 年準備打造「HiLO」，並耗費 6 個月打造了這項測試屋頂。

近日，蘇黎世聯邦理工學院（ETH Zurich）的研究人員開發出一種全新的建造方式，運用混凝土打造出超薄且具弧度曲線的屋頂。經測試的新型範本系統將於明年首次在實際施工項目中使用。這種更高效的建造方式，它能夠打造出一種平均厚度只有 5 釐米、專門用來支援建築物中節能系統的超薄彎曲屋頂。這個原型混凝土屋頂是為一個叫做 HiLo 的公寓屋頂所設計，該公寓計畫於明年在瑞士蘇黎世杜本多夫的 NEST 實驗室的屋頂建造。HiLo 希望借此實現能源平衡的目標。

HiLo 屋頂公寓未來將會給 EMPA 的客座教授提供生活和工作空間。在設計上研究人員打算將新的輕型結構進行測試，並將其與智慧和適應性建築系統相結合。



試用和測試屋頂。
 
在超薄混凝土屋頂之下，團隊為「HiLO」打造的節能系統形式將得以實現。在上下兩層超薄的混凝土覆蓋層之間，有著絕緣的加熱、冷卻盤管，以及薄膜太陽能板。但是最終的結果是由於技術能力有限，加上適應性太陽能外牆，該團隊預計這個住宅將產生相對比較多的能源消耗。



這個項目使用了瑞士國家能力中心（NCCR）數字製作中開發的計算方法。
 
這個項目使用了瑞士國家能力中心（NCCR）數字製作中開發的計算方法，工程師先是把鋼索網拉伸至需要的形狀，再將聚合物紡織品（polymer textile）放在上方，形成可變動的範本，再透過演算法計算形狀，確保力能均勻分佈在鋼索之間，並得出每個部位所需的混凝土量，之後鋼索網也能被拆除、重複利用或調整。

利用了 500 公斤鋼索網和 300 公斤的紡織品，並花費 20 噸濕混凝土，團隊成功打造出這次測試的薄型曲線屋頂。未來計畫將深入研究水泥成分不同產生的差異，並進一步探討技術如何用於支撐結構。