德国慕尼黑第20届奥林匹克运动会体育场

位于德国慕尼黑的第20届奥林匹克运动会体育场馆是一组异常奇妙的建筑，于1972年完工。覆盖体育场馆的屋面以索网结构形成类似于现在常见的拉索薄膜结构。

与索网结构同样奇妙复杂的是其以PMMA（有机玻璃）作为屋面的材料，由此产生了这种特殊的透明帐篷。为支撑大块的PMMA板，采用了类似于现在常见的点支式玻璃结构。为适应PMMA的伸缩变形在两块板材间设置了排水沟，排水沟的错缝设计同样成了屋面的装饰语言。

依山就势的体育场及其透明的帐篷式屋面

覆盖着透明的帐篷式屋面的体育场周边休憩空间

透明的帐篷式屋面形成的光影

从外观看，索网结构与现在常见的张拉索膜结构形式基本类似。

每组2条钢索组成的索网

整个体育场馆覆盖的帐篷式屋面面积达7.5万m²。在安联足球场启用前，其主体育场一直是拜仁队和1860队的主场。体育场地被郁郁葱葱的树林包围，与周围的自然环境融为一体，体现了20届奥林匹克运动会的理念：便于到达的、绿色自然环境中的奥林匹克，灵感和运动的盛会。

谷歌地球中的德国慕尼黑奥林匹克运动会体育场、体育馆、游泳馆及其周边服务设施

体育馆及游泳馆外屋面形成的大规模灰空间是节假日活动的户外场所

整个体育场由建筑师冈特·贝尼斯（GunterBehnisch）等负责总体规划，集建筑师和结构工程师于一身的弗雷·奥托（Frei Otto）则具体完成了体育场的建筑。弗雷·奥托以轻型结构设计闻名于世，由于其在建筑中创新性的结构和技术应用，他获得了2015年普利兹克建筑奖，不幸的是他于颁奖典礼前两个月去世。

PMMA（有机玻璃、亚克力）

让我们重新来了解一下有机玻璃的基本知识。有机玻璃、亚克力（acrylic）均是PMMA（Polymethyl methacrylate）的俗称，PMMA学名聚甲基丙烯酸甲酯，其研究开发距今已有百年的历史，它是一种广泛使用的热塑性塑料。

PMMA的主要特点有：

①质轻高强，其密度约为玻璃的一半，但抗冲击强度约为等厚玻璃的5倍。而且，即使发生破损的情况，也不会四处散射。

②具有极佳的的透光性，3mm厚的薄板透光率可达92%，加工中可根据需要进行染色、乳化以降低透光度。

③具有优异的化学稳定性和耐候性，抗紫外线、易染色、易加工、质地坚硬（现有塑料产品中最硬的），即使长时间在室外日光照射、风吹雨淋情况下性能也不易发生改变。

④隔热性更好，其导热系数为0.17~0.22W/（m·K），约为玻璃的1/4。

⑤防火性能一般，但在火灾受热条件下，板材向火源外收缩，这种特性可使烟气外溢，燃烧时不产生有毒气体（在完全燃烧的情况下，生成碳酸气体和水蒸汽）。

⑥PMMA受热或加热至100℃左右时即开始软化，性能发生变化，故应避免用于环境温度较高处。

⑦PMMA表面硬度相对较差，与金属中的铝相当，故运输施工时应注意成品表面的保护，避免磨损。

⑧PMMA的热膨胀系数较大，为0.07mm/m·K，约为玻璃的8倍，因此构造设计中应考虑其伸缩的余地，常采用夹固构造，采用钻孔、螺钉固定时需注意放大开孔尺寸。

⑨耐溶剂性能差，不耐酸碱更不耐酮类、氯代烃和芳烃等，如甲苯、乙酸乙烯、丙酮等可以使它溶解。

⑩易于回收利用。

PMMA广泛应用于机械、电子、建筑、交通、家居等各个领域，日常生活中常见的有交通信号灯、交通工具上的挡风玻璃、灯罩、特种防弹板、广告灯箱、标牌、卫浴洁具、文化用品、工艺品、光学元件等。

PMMA在建筑中常用为采光构件、透明屋顶、围护墙板、中小学及幼儿园建筑用玻璃替代品等，国内建筑中最为常见的PMMA产品为四棱锥（金字塔）型、球形（鱼眼）单元式采光顶。

PMMA产品通常可以分为浇注板、挤出板和模塑料，板材可以加工为平板、波纹板、穿孔板等，常规板材厚度为2~30mm，用于水族馆水箱时厚度可达80~200mm。板材尺寸随生产厂商条件确定，大板尺寸可达2 mⅹ6m。

PMMA保养清洁时常用软布和1%肥皂水洗净以避免磨擦静电。

慕尼黑奥林匹克运动会体育场的构造细部

为适应柔性索网的晃动引起的变形以及PMMA板材的热涨变形，PMMA的细部构造与常见的点支式玻璃虽然原理类似，但具体构造方式还是差异巨大。

慕尼黑体育场馆的PMMA板间接缝及排水系统，这些橡胶排水沟也自然地成为消化胀缩变形的工具。每块面板的支点数量较多，四周金属边框，与常见的点支玻璃形成有一定的差别。

慕尼黑体育场馆PMMA板材的橡胶支座，可适应更大得热涨变形以及索网晃动引起的变形。

双向拉索的交接细部

从外侧看固定PMMA板材的构造

慕尼黑奥林匹克游泳馆的屋面构造（PMMA板材厚度10mm）

（其它开敞场馆的PMAA屋面等同于于本构造的外层屋面）

慕尼黑第20届奥林匹克运动会体育场馆是建筑中大面积运用PMMA的优秀代表，经过40多年的实践检验，PMMA板材不仅没什么损坏的，还保持着极高的透明度，证明了PMMA的优良耐候性能。

2010上海世博会英国馆

由建筑师Thomas Heatherwick设计的2010上海世博会英国馆最为引人注目之处是其刺猬状（蒲公英状）的表皮肌理，它是由6万根内段包覆着植物种子的透明亚克力杆组成，这些触须状的杆件内侧顶端带有细小的彩色光源，可以通过控制系统形成类似于光纤灯的多种颜色、图案。这些长长的悬挑杆件随风轻微摇动，颠覆了传统的建筑形象。

2010上海世博会英国馆模型

夜晚的上海世博会英国馆，有如光纤灯的照明。

挑出的杆件随风晃动，与光纤灯结合，给立面带来了更多不确定性。

面向室内的亚克力杆中包覆着各种各样的种子

透明的、热熔性的材料可以将其它的东西如种子、木丝置入其中形成特殊形式的“琥珀”状材料，这种材料可以更多地作为建筑饰面、日常用品的材料。

塑料受原料及生产工艺的影响大，且仅从外观上难以判别其成分和质量。大部分塑料的耐候性、耐久性相对许多无机材料来说没什么优势，在建筑外墙及屋面中选用时特别应注意选择有质量保证的产品，并向生产厂商索要相应的年限保证。

建筑中常用的塑料板材除了PMMA外，另一种与其外观效果、用途非常类似的材料是PC（聚碳酸酯），二者之间有何同异？以后我们再请专家来分析。