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20年前到中国,钟南山点赞!是该“吹吹”这项“膜”法科技了

张业军的科技圈 2021-08-11 16:09 发文

喜欢看《老友记》的朋友也许会注意到第5季的第12集。

钱德勒、莫妮卡与老板夫妇在一座奇怪的建筑里打了一场网球。

这座奇怪的建筑叫“充气膜建筑”,《老友记》第5季的播出时间是1998年,那时候的中国尚未引进这项技术。

直到2000年后不久,建筑专家们才从美国把这项技术带到了中国。

经过20余年的摸索实践,谁也没能想到这项技术居然在中国的大地上大放异彩。

一、抗疫显神威,钟南山点赞

早在今年年初河北石家庄疫情中,就有一款抗疫“黑科技”产品立下了赫赫功勋,它就是被人民日报、央视新闻报道的 “火眼”硬气膜核酸检测实验室。

图片来源于人民日报新闻报道(拍摄于河北石家庄“硬气膜火眼实验室”外部)

在不久前的广州(珠三角)疫情中,硬气膜实验室同样战功显赫。

2021年7月1日,“猎鹰号”气膜实验室休舱。

钟南山院士点赞硬气膜实验室说:“‘猎鹰号’气膜实验室在其中发挥了重要作用,为快速、大规模的核酸检测工作提供了强有力的支持,确保我们防控工作追上病毒的传播速度,化被动为主动,是广州的一次创举。”

钟南山院士宣布“猎鹰号”气膜实验室休舱。

更值得骄傲的是,这种可在4~6小时内搭建完毕的快装帐篷式气膜实验室是由我果建筑研发团队仅用三个月的时间研制而出。

除了参与石家庄、广州抗疫,硬气膜实验室还先后参与了青岛、北京、成都、惠州、深圳、南京等多城市的全民核酸检测战役,并出口远赴至欧洲,在帮助全球抗疫快速提升大规模核酸检测速度中发挥了重要作用。

二、硬气膜核酸实验室的技术到底“硬”在哪?

兵贵神速,抗疫如战场,硬气膜核酸实验室除了搭建速度快,还有有什么过人之处呢?

科学的抗疫离不开一手的实验数据,一手的实验数据又离不开就地而建,取样本便利的高端实验室。

硬气膜核酸实验室不仅建得快,而且建得好。

其中,石家庄抗疫中的“火眼”硬气膜核酸检测实验室可以达到加强型医学BSL-2实验室标准,也就是P2级别的实验室标准,室内负压空间也是完全按照国家PCR实验室标准来设计。

“硬气膜”实验室所采用的特殊膜材—— ClearStrong®抗菌膜材,具有抗菌灭菌的特点,从实验室认证检测报告中可以看出,实验室各个区域内的沉降菌指标几乎为零,能打造一个十万级洁净度标准的无菌实验室,这对检测结果的准确性和实验人员的安全来说,至关重要。

图片来源于中科检测机构对核酸实验室的检测报告

以上的描述中专业术语较多,可能不太为一些读者所理解。你只要记住这个实验室很牛就行了,没有这样的科技实力做后台,我们的抗疫也不会那么快就取得如此世人共睹的成绩。

三、充气膜实验室凭什么可以做到又快又好?

如前述,核酸实验室两大要求:第一是拆装迅速方便,第二是恒温恒湿抗菌灭菌。

要搞懂充气膜实验室为什么可以建得那么快,首先得知道什么是充气膜建筑。

所谓充气膜建筑就如同大型气球一样,是依靠空气将气膜的内外形成的压力差而支撑起来的密闭建筑。

它独特的建筑形式,使得其建筑施工期非常短,且内部无需任何的钢筋水泥等支撑物。

一句话,它是靠空气吹起来的,因此才快。

最难的是恒温恒湿抗菌灭菌的实验室要求,这又是怎么解决的呢?

关键在于封闭性,而封闭的关键在于控制空气流通,要保证进去和出来的空气为我所控制。

充气膜建筑是密闭的建筑,因为室内有正压,就可以保证室外的脏空气,或者是没有经过处理的空气无法通过建筑的缝隙进到室内。

有了这个前提,充气膜建筑便可以把室内换气的关键寄托在空气三级过滤系统上,即:三次过滤网过滤,两次加热,三次杀菌消毒。

同时,气泵的另一端把污浊的空气再次经过滤除送回室内,并担负起支撑膜材的任务。

曾有人不相信这样的建筑可以保证室内的空气洁净,于是他们在一个雾霾天来到了位于北京市郊的一座大型气膜体育馆。

这座气膜体育馆长约75米,宽约56米,顶棚最高点接近20米,这是一个相当于八层楼高的庞大建筑。

如此庞大空间的建筑真的能保证内部每一个角落的空气洁净吗?

经过室内室外的空气检测比对,室外pm2.5含量约为210微克,属于四级中度污染,场馆内PM2.5含量为0.002%,远远低于每平方米50微克,而低于50微克就是优质空气,如此优质的空气可谓一尘不染了。

原理是一样的,强化一下设备,便可帮助充气膜核酸实验室达到更高和更可控的环境。

此次抗疫的出色表现,算是让充气膜核酸实验室狠狠火了一把。

可在事实上,充气膜建筑技术在起初引入中国时并不被看好,原因就是有人怀疑它的牢固性。

三、是什么在支撑着充气膜建筑的牢固性能?

充气膜实验室因为位处体育馆室内,无需面对恶劣的自然环境,因此对牢固的性能要求不高。

事实上,充气膜建筑的用途非常广泛。

甚至有企业看上了充气膜建筑便于拆迁的优点,为了满足工厂车间经常前移的需要,便特别的定制了充气膜这样便于拆装的建筑材料。

只要需要,短短数天便可搭起一座大型生产车间。

一旦不需要了,拆了打包装车拉走,换到新地方再组装,又是一座生产车间。

这种工厂在制造业有个霸气的名字,叫作“马背上的工厂”。

那么,既然是遮风挡雨的建筑,中国幅员广阔,全人类能碰到的自然灾害基本都有,是否牢固就是气膜建筑首先要回答的问题。

也许大家都还记得,由于强劲的风力,北京首都机场T3航站楼曾经三次被狂风将屋顶金属板掀开,导致大量航班延误,所幸无人员伤亡。

连金属板都扛不住的狂风吹袭,充气膜建筑又如何得以幸免呢?

因为膜结构的最大特点就是“柔”,在遇到狂风时它可以通过变形释放掉局部过大的压力。

这就好比是拿锤子敲打玻璃和海绵。

当硬碰硬时,缺乏弹性的玻璃不能及时将局部受到的冲击力分散全身各处,而瞬间碎裂。

但碰到伸缩自如的海绵时,锤子发出的力便一无是处,海绵柔软的特性,就会为自己化解危机。

可大自然的极端气候并不至于大风,还有令人生畏的暴雪。

别看飘飘扬扬的雪花很渺小,但暴雪所带来的灾难甚至不亚于地震。

2008年1月,我国华南遭遇罕见降温和雨雪天气袭击,压垮了近3.1万间房屋。

那么充气膜建筑的雪荷载能力如何呢?

承载了8名成人重量的气膜建筑依然稳固

根据实验及实际检测证明,充气膜建筑每平方至少可以有80KG的垂直荷载能力。

这样的荷载能力莫说是下雪,就是下石头也扛得住啊。

这么好的建筑技术,目前在我国的普及度怎样呢?

四、技术成熟,推广慢热

在2019年春节上映的电影《疯狂的外星人》中,观众们便好奇地发现了充气膜建筑。

电影《疯狂的外星人》中的充气膜建筑内场景

观众们的“好奇”至少说明了价格低廉、拆卸方便、环保科技的气膜建筑的普及度依然不高,普及度依然不高的很大原因就是真正落地的民用工程不多。

据2016年中国体育用品业联合会发布的《中国体育气膜行业白皮书》指出,充气膜建筑相比传统场馆具有明显优势。近十年来呈增长趋势,预计仍将持续增长,但存在“产品标准化不够、社会认知与市场需求不够”的问题。

按理来说,牢固对充气膜建筑来说是小菜一碟,可在充气膜建筑面临的诸多问题中,安全性是充气膜建筑行业的最大隐患。

气膜场馆引入中国引来,多起坍塌或爆棚事故被公开报道。比如中国社科院气膜体育馆爆棚、广东奥体中心充气式羽毛球馆顶棚因为大风和暴雨坍塌等。

因为是新兴事物,技术成熟也只是近几年的事,国内目前气膜建筑建设和运营标准不规范,导致有不良厂家偷工减料,因此造成隐患。

目前,国际上已有成熟的行业标准,安全运营的关键在于要参照并执。

我们相信,以这次疫情期间的大显身手为契机,加上中国人踏实肯干的智慧,一定可以使充气膜建筑在更多领域更好地造福人类。

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