“泡泡大楼”

气泡，在自然界里是很多的。蓝蜻蜒的翅膀由很细的薄膜肋构成，肋之间就是一张极薄而柔软的薄膜，那是不封闭的“气泡”，叫做不封闭的充气结构，类似的还有蝙蝠的翅膀。像青蛙的囊袋的“气泡”，叫做封闭的充气结构，其他还有，如鱼肚中的“气泡”，动物身上贮存尿的囊袋等。现在， 封闭的充气结构在建筑上已广为应用。

充气的封闭薄膜有一个很好的受力性能，那就是各处的表面张力都相同。由于用材少、重量轻，因而是一种很好的建筑结构。

最早设想把充气结构用来建造房屋的是英国工程师兰切斯特，他在 1918

年取得了关于此事的一项专利，并设计了直径为 650 米的充气结构。但遗憾的是他过早地离开了人世，没有使理想成为现实。

1970 年日本大阪世界博览会上，博览会的游乐场采用在一根立柱上的充气结构，在立柱顶端有向四周布置的缆索挂着四周布置的一个个充气结构， 充气结构的另一端支承在离顶端不远的立柱环上。当缆索收紧时，蘑茹状的充气结构就收拢，撑开时就像一个大圆盘，其最大直径可达 35 米。博览会上这种红黄相间、向不同角度撑开的一个个“蘑菇”，为游乐场增添了节日的欢乐。

充气结构还可以用来作水坝。由英伯逊设计的水坝在 1957 年建成，水

坝高 1.5 米，长 40 米，充气薄膜用螺栓固定在水下的混凝土基础上，可以充

气、放气以调整水坝的高度。目前，充气水坝已经发展到高可 4 米，长可达

600 米。假如给充气水坝定期地涂以海普隆（高级涂料），寿命可达 20 年以上。充气水坝造价便宜，比一般水坝可节省 75％的造价，而且施工简单。

充气的帐篷干姿百态，由英国 M.L.航空公司设计制造的一系列充气夹心板可以构成大小不同、形状各异的任何多边形的帐篷。

英国的军事工程试验处，1965 年设计制造了军用充气桥，桥跨度 5.5 米， 桥本身很轻，只有 350 千克重。打仗时，遇到小河可随时充气让卡车通行， 用完则放气缩小成一小团让卡车运走。

充气结构打破了传统的建筑结构形式，在有压气体压力的调整下，只要塑造出封闭的外形，任何形状都可以实现。它不存在梁、柱等构件，当充气结构受力时，结构内受压气体把力传给整个结构，充气表面薄膜各处受力相同。

1970 年在日本大阪世界博览馆中，日本的富士馆因其体量宏大、造型新

颖而大出风头。它由 16 根直径为 4 米、长度为 78 米的充气管柱组成，把它们两头分别安置接地，于是中间拱起形成一个个拱门。由于圆形平面，两头接地的一个个拱门随着跨度的不同（最大的跨度为圆形平面的直径）拱起的高度也不同，造成马鞍形的外形，充气管由聚乙醇薄膜制成，外涂海普隆， 内涂聚氯乙烯。

美国在 1959 年建造了波士顿艺术中心剧场，有 2000 多个座位，建筑平

面为圆形，直径 44 米，采用气垫屋顶，层顶的中央高 7 米，飞垫式屋顶铆固在钢制多边形体的各个柱上。

气泡泡能盖成大楼，能盖成很大很大的“大楼”，甚至使你不敢想象。德国充气结构专家奥托曾设计了充气薄膜与网壳相结合的巨大的罩，其

直径为 2000 米，高为 240 米，可以覆盖拥有 15000～45000 居民的城市。在

寒冷的北极，有了这样一个“罩”，就可以调节气候，就可以开发北极了。所以，奥托的设计又叫做“北极城设想”。

美国建筑师富勒，也是一位充满想象力的工程师，在 1962 年，他也设

计了用充气薄膜与网壳结合的圆穹，直径为 3200 米，想把纽约的整个曼哈顿地区罩起来，这就是建筑中最著名的“乌托邦”充气结构。