《功能材料与器件学报》
很多人会被普通混凝土包围的生活感到沮丧
而传统上暗淡无光的建筑正在进行改头换面
现在终于有一种可以让一些光线照进来的混凝土
那就是透光水泥在光亮的那一刻便与众不同了
由此可见,光对日常生活而言有多重要
而长久以来,光在建筑界也一直有着举足轻重的地位
一种使建筑具有生机与动态的材质——透光水泥材料
01.
什么是透光水泥?
透光水泥其实并不能算新型材料,
匈牙利建筑师阿隆 · 罗索尼奇Aron Losconzi
于2001年就已发明透光水泥
LiTraCon(Light Transmitting Concrete)
并且,早在2010年上海世博会
吉姆帕奥罗·英布里奇设计的意大利馆
就是采用了透光水泥挂板进行外墙装饰
当时采用了3374块透光水泥挂板
约重189吨,覆盖面积达1887㎡
那它到底是什么呢?
从名字上看,大家都能猜出一二
基础原材料当然是混凝土,但它是如何透光的呢?
是不是通过工艺在混凝土上钻孔
使自然光透过缝隙就可以了呢?
但,显然没有这么简单。
那么,我们来看一下它的构成。
透光混凝土并不完全是“透明的”
它基于三个主要成分-混凝土,纤维和光的相互作用
依靠光纤通过光传输,同时又保持了密度
它的原理是将特殊的玻璃纤维加工到混凝土中
通过人造光或自然光照射在其表面
从一端传到另一端,进而使其具有透光性能
因此,纤维必须穿过整个固体
听起来很简单,但是需要一定的直觉
必须手工将纤维小心地逐层插入混凝土中
并根据最终产品充分铺展
全程需要通过手工制造才能获得正确的结果
分布,流速和环境温度等因素每次都会重新影响结果
但这一点致使透光水泥每一块都真正独一无二
吸收并透射自然光和人造光的纤维束
约占透光混凝土块表面体积的5%
抗拉强度约为70 MPascals
这些纤维与传统的细微混凝土(约占95%)混合在一起
并均匀地分布在整个表面上
凝结后,使用切割石材的标准机械
将混凝土切割成砖、预制块或挂板的形式交付
02.
透光混凝土有哪些类型和规格?
目前,国内外制造透光水泥的品牌商
研发出的透光混凝土类型大致分为三类:
点状散布、线形散布以及定制散布
颜色有混凝土本色、黑色、白色等。
这三大类所呈现的效果不尽相同,点状与线形为固定样式
而定制类可定制logo、slogan等,极具风格化
位于阿联酋阿布扎比的阿尔阿齐兹清真寺
外墙就是使用的定制样式
目前透光混凝土的常规厚度为30-100mm
常规尺寸为:1200*600mm,900*600mm
500*500,600*600等,其余尺寸可以定制
03.
透光水泥是如何透光的?
根据纤维的弯曲程度和纤维切割面的粗糙度
光的透射率通常略小于纤维上入射光的一半
给定百分之五的纤维,最终投射大约百分之二
但由于人眼对光的响应是非线性的
因此仍然可以提供有用的采光
从理论上讲,光纤可以在拐角处和数十米的距离内传输光
损耗的速率随长度的增加而增加
大约20m的距离内损失的光最少
这取决于光纤的类型及其弯曲方式
因此,可以通过选择光纤的密度和直径来定制材料
也就可以修改材料允许的透射率(即光量)
使用自然光时,必须确保有足够的光可用
壁挂式系统需要配备某种形式的照明,