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某大型游樂項目ETFE膜結構安裝技術

文檔作者：潘潤軍文檔來源：上海寶冶集團有限公司		點擊數：	更新時間： 2025年09月25日
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２０１６ 年８ 月上
第４５ 卷　第１５ 期
施　工　技　術
ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ 　１
ＤＯＩ：１０?? ７６７２／ ｓｇｊｓ２０１６１５０００１
某大型游樂項目ＥＴＦＥ 膜結構安裝技術
潘潤軍
（上海寶冶集團有限公司，上海　２００９４１）
［摘要］ ＥＴＦＥ 作為一種新型建筑材料，具有輕質高強、耐久性好及良好的保溫、隔熱性能，是綠色環保材料。針對
上海某大型主題樂園明日世界園區３０８ 單體屋面ＥＴＦＥ 膜結構施工，介紹了該膜結構施工難點及解決措施，重點闡
述了天幕ＥＴＦＥ 膜結構施工流程及主要施工工藝。
［關鍵詞］ 鋼結構；膜結構；ＥＴＦＥ；氣枕；柔性支撐平臺；安裝
［中圖分類號］ ＴＵ３５３ ［文獻標識碼］ Ａ　　　　［文章編號］ １００２?８４９８（２０１６）１５?０００１?０５
ＥＴＦＥ Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ａ
Ｌａｒｇｅ Ｒｅｃｒｅａｔｉｏｎａｌ Ｆａｃｉｌｉｔｙ
Ｐａｎ Ｒｕｎｊｕｎ
（Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｂａｏｙｅ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ． ，Ｌｔｄ． ， Ｓｈａｎｇｈａｉ　２００９４１，Ｃｈｉｎａ ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓ ａ ｎｅｗ ｔｙｐｅ ｏｆ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ， ＥＴＦＥ ｈａｓ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｌｉｇｈｔ ｗｅｉｇｈｔ， ｈｉｇｈ ｓｔｒｅｎｇｔｈ，
ｇｏｏｄ ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ， ｇｏｏｄ ｈｅａｔ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｈｅａｔ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ， ａｎｄ ｉｓ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｇｒｅｅｎ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ
ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｍａｔｅｒｉａｌ． Ｉｎ Ｓｈａｎｇｈａｉ， ａ ｌａｒｇｅ ｔｈｅｍｅ ｐａｒｋ Ｔｏｍｏｒｒｏｗｌａｎｄ Ｎｏ． ３０８ Ｐｒｏｊｅｃｔ ｒｏｏｆ ＥＴＦＥ
ｍｅｍｂｒａｎｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙ ｏｎ ｔｈｅ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ａｒｅ
ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｔｈｅ ｃａｎｏｐｙ ＥＴＦＥ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｍａｉｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｒｅ
ｅｘｐｌａｉｎｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｓｔｅｅｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ； ｍｅｍｂｒａｎｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ； ＥＴＦＥ； ａｉｒ ｐｉｌｌｏｗ； ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｓｕｐｐｏｒｔ
ｐｌａｔｆｏｒｍ； ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ
［作者簡介］ 潘潤軍，助理工程師，Ｅ?ｍａｉｌ：５２３２９１２５１＠ ｑｑ． ｃｏｍ ［收稿日期］ ２０１６?０３?２６
　　ＥＴＦＥ 作為一種新型的建筑材料，具有輕質高
強、耐久性好、高透光性、高自潔性、高吸聲性、難
燃、高耐腐蝕性和良好的保溫、隔熱性能，且自身可
回收再利用，是綠色環保材料，耐用年限達３０ 年以
上，透光率達９５％，可在－ １００ ～ １８０℃ 范圍正常使
用，且滿足Ｂ１ 級防火標準。基于以上性能，ＥＴＦＥ
在出現后僅十幾年時間就在世界范圍內得到了大
量應用，廣泛用于展覽建筑、大型商業設施、體育設
施、大型智能溫室等工程。
１　工程概況
上海某大型主題樂園明日世界園區３０８ 單體天
幕鋼結構采用空間雙層鋼網殼膜結構體系，主要由
圓管支撐斜柱、雙層網殼屋面、網殼邊緣構件以及
端部圓鋼管桁架組成。屋面雙層網殼上層構件為
圓鋼管，下層構件為網格狀方鋼管，天幕膜結構附
著在上層圓鋼管表面。天幕膜結構由７２ 塊ＥＴＦＥ
氣枕組成， 最大氣枕長約７０ｍ， 寬３ｍ， 面積約
２００ｍ２；最小氣枕長約８ｍ，面積約為２０ｍ２。附屬構
件有柔性支撐平臺、轉接件，鋁型材、鋁芯、膠條、鋁
壓蓋、充氣管及充氣設備等。天幕結構如圖１ 所示。
圖１　天幕結構示意
Ｆｉｇ． １　Ｃａｎｏｐｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
２　施工難點及解決措施
２?? １　轉接件對天幕結構偏差的調整
天幕鋼結構網架、膜結構轉接件、鋁型材及
ＥＴＦＥ 氣枕按照建設單位提供的３Ｄ 模型在工廠生
產。鋼結構在工廠生產、現場組裝焊接時存在誤
　２ 施工技術 第４５ 卷
差，鋁型材在工廠彎折時會存在誤差，當鋼結構現
場整體組裝、焊接完成后安裝鋁型材時，兩種材料
誤差疊加，導致鋁型材凹凸不平或相鄰型材對接不
密合，對膜材生產加工造成很大困難，而且影響
ＥＴＦＥ 氣枕順利安裝和氣枕充氣后表面的光滑度，
造成質量缺陷。
Ｆｉｇ． ４　鋁型材
Ｆｉｇ． ４　Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｅｘｔｒｕｄｅｄ ｓｅｃｔｉｏｎｓ
網架鋼結構安裝完成后，根據鋁型材對每個轉
接件進行定位。轉接件由２ 塊鐵件組成，第１ 塊與
鋁型材連接，第２ 塊與鋼結構焊接，２ 塊鐵件用高強
螺栓連接。轉接件既可調節高度，也可調節角度，
以減小結構誤差對ＥＴＦＥ 膜的影響（見圖２）。
圖２　轉接件
Ｆｉｇ． ２　Ｔｒａｎｓｆｅｒ ｐａｒｔｓ
２?? ２　腳手架對氣枕安裝的影響
使用滿堂腳手架安裝氣枕不僅難度大、工期
長，且在氣枕展開時易對氣枕表面造成劃傷。綜合
考慮各種因素，選用了一種新型的作業平臺（安全
網）對氣枕進行安裝（見圖３）。在結構周邊用腳手
架搭設人員上下通道。
圖３　在安全網上安裝氣枕
Ｆｉｇ． ３　Ａｉｒ ｐｉｌｌｏｗ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｎｅｔ
安全網除有出廠合格證外還要做沖擊荷載、靜
載試驗，檢查安全網邊部綁扎區和網本身損壞情
況。根據以下４ 個步驟對安全網進行現場檢測，檢
查合格后方可使用：①現場搭設６ｍ ×４ｍ 網架，網架
高３ｍ；②將安全網每隔８００ｍｍ 綁扎在離地２ｍ 的網
架上；③在編織袋中裝入２００ｋｇ 黃砂，從７ｍ 高處拋
至安全網中心點；④檢查安全網本身及邊繩處損壞
情況。
所有安裝氣枕人員，在進場前必須具有高空作
業體檢合格報告及高空作業經驗，必須使用全身安
全帶（攀巖使用設備）進行作業。定時對高空作業
人員進行身體檢查，派專職安全員在現場對高空人
員進行監督，禁止飲酒人員進入現場，保證安裝人
員人身安全。
２?? ３　安裝工具對氣枕安裝的影響
鋁型材是ＥＴＦＥ 氣枕安裝在鋼結構上的重要構
件（見圖４），膜材編繩在穿過鋁芯之后，要將鋁芯拉
入底座型材內，為保證膜材不被鋁型材表面突刺劃
傷，在氣枕安裝前，在型材表面安裝膠條。
當氣枕編繩穿過鋁芯后，鋁芯正確地卡入型材
內是該工程的重要步驟，也是一個難點。針對此難
點，制作了２ 種特殊的拉力器：①將穿好鋁芯的氣枕
拉入底座型材內使用（見圖５ａ）；②鋁芯安裝在底座
型材后發現局部膜材有褶皺時使用（見圖５ｂ）。
３　關鍵施工工藝
３?? １　施工流程
原鋼結構驗收→尺寸復核→鋁型材和轉接件
安裝→尺寸復核→膠條安裝→穿插鋁芯→ＥＴＦＥ 氣
枕安裝→防水密封上蓋安裝→充氣系統安裝及
調試。
３?? ２　施工工藝
３?? ２?? １　安裝底座鋁型材和轉接件
為保證型材安裝質量，材料進場后在堆放和安
裝時必須保護好材料表面，避免損傷。在使用密封
材料和其他物質時必須避免出現影響美觀的著色
和標記。
１）鋁型材按照圖紙在工廠加工彎折，確保鋼結
構在型材安裝誤差允許范圍內。鋼結構安裝完成
２０１６ Ｎｏ． １５ 潘潤軍：某大型游樂項目 ＥＴＦＥ 膜結構安裝技術 　３
圖５　安裝氣枕拉力器
Ｆｉｇ． ５　Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｏｆ ａｉｒ ｐｉｌｌｏｗ ｃａｂｌｅｓ
后依據鋁型材對轉接件進行定位，轉接件定位的同
時對鋁型材進行尺寸復測。轉接件定位及鋁型材
復測完成后拆除鋁型材，進行鋼結構油漆噴涂。在
油漆噴涂過程中，對不符合現場要求的型材進行加
工，根據測量數據對膜材進行生產。
２）現場結構和框架的尺寸檢查有如下２ 種方
法：①直接在Ｔ 形轉接件位置進行測量，并與圖紙
尺寸進行對比；②底座型材安裝在Ｔ 形轉接件上
后，對底座型材進行尺寸測量，然后與三維模型進
行對比。本工程天幕鋼結構全部為空間三維扭曲
形狀，在進行尺寸檢查時需要２ 種方法同時運用。
３）鋼結構油漆施工完成后進行底座型材的第２
次安裝，底座型材必須與相鄰型材在同一直線上。
兩相鄰型材接口錯開較大會導致氣枕出現褶皺以
及防水膠片不能正確安裝。兩相鄰型材最大容許
公差為±２ｍｍ。
４）相鄰型材之間的水平高度必須相同或相近，
水平高差在± ２ｍｍ；相鄰鋁型材安裝時預留６ ～
１４ｍｍ 的間隙，或每隔３ｍ 至少有６ ～ １４ｍｍ 間隙。
間隙用于型材之間的伸縮，在安裝過程中至關重
要。如果型材之間的間隙＞１４ｍｍ，在密封膠片安裝
時會出現偏差。氣枕邊緣無適當支撐的間隙區域
內會發生進水，膜材內形成影響美觀的褶皺。型材
插入件要小心制作，確保型材件光滑并在接頭部位
用防水膠片密封，以防雨水滲漏。
５）鋁型材固定時必須將其在轉接件上擰緊，使
用正確的Ｔ 形螺栓。所有螺母應使用正確的固定
方式鎖定（如尼龍自鎖螺母、樂泰螺母或雙螺母）。
在每一個螺栓上使用墊圈。確保將Ｔ 形頭旋緊在
底座型材槽中。避免使用墊料或墊片；不可避免
時，填料必須妥善隱藏且具有抗腐蝕性。所有底座
型材都應采用三元乙丙橡膠與主結構進行電氣隔
離。仰視構筑物時不得看到隔離材料，因此必須按
照支承結構、Ｔ 形轉接件尺寸對隔離材料進行適當
切割。
６）排水口預留　在某些情況下底座型材有可
能進水，因此必須預留排水孔，便于將內部的水排
出現場。在早期材料檢查過程中，要檢查鋁型材相
應位置是否留有排水孔。若沒有需在現場進行鉆
孔。鉆孔必須與鋁型材表面齊平，以便進行排水。
考慮到后期使用過程中排水孔的堵塞，在鉆孔時相
應增加排水孔的數量（見圖６）。
圖６　排水口預留
Ｆｉｇ． ６　Ｄｒａｉｎ ｐｏｒｔ ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ
３?? ２?? ２　防水膠片安裝
１）在使用防水膠片和密封劑前，檢查并確認防
水膠片和密封劑類型。
２）在防水膠片安裝前，在鋁型材上畫出紅色涂
抹密封膠區域（見圖７）。
圖７　標記密封區域
Ｆｉｇ． ７　Ｍａｒｋｉｎｇ ｓｅａｌｉｎｇ ａｒｅａ
３）使用棉布和清潔劑輕輕擦去防水膠片和鋁
型材表面油污、灰塵。
４）在紅色區域內涂抹密封膠，再將防水膠片嵌
入到兩型材拼接位置。按緊防水膠片，確保密封膠
鋪開填滿所有角落。
５）檢查所有防水鋁型材相交點，對密封點進行
編號，與圖紙核對。
施工中應注意，防水膠片安裝時，在鋁型材上
涂抹的密封膠會從膠片四周擠出，以確保型材與防
　４ 施工技術 第４５ 卷
水膠片的完全黏結。施工完成后對防水膠片的檢
查是必不可少的一道工序，主要檢查密封劑固化后
與防水膠片的密封情況，如有空隙等任何問題，應
拆除防水膠片，清理舊密封劑，重新安裝防水膠片。
３?? ２?? ３　安裝密封膠條
１）膠條的儲存　膠條進場后必須儲存在陰涼
處，防止發生嚴重扭結或受污。膠條儲存時應對成
品進行保護。
２）膠條的安裝　所有鋁型材框架邊緣都必須
有連續的底座密封膠條。ＥＴＦＥ 不得在任何位置接
觸鋁型材。氣枕安裝過程中，安裝牢固的密封膠條
應保持在適當位置。①膠條切割時，使用鋒利的剪
刀或美工刀，使切割的膠條有利于對接；②切割時
兩側應對齊，不能有間隙；③所有膠條對接口用硅
基材料（密封劑）進行密封。
３?? ２?? ４　安裝鋁芯
鋁芯在膜安裝過程中至關重要，直接影響氣枕
的視覺效果，也是氣枕和次要型材之間的主要連接
件。氣枕荷載通過鋁芯傳遞給底座型材，底座型材
通過轉接件傳遞給鋼結構。
３?? ２?? ４?? １　材料準備
１）鋁芯進場時根據底座型材的測量數據，與每
個氣枕配套包裝，按照圖紙對鋁芯進行單獨編號。
２）曲面底座型材區域的鋁芯為整個曲線長度。
在加工完成后根據曲面曲線將單根鋁芯切割為多
個小段，以方便運輸和現場安裝。
３）即便是輕微彎曲的底座型材也可妨礙鋁芯
旋轉，在材料進場前都可切割成多個小段。鋁芯安
裝前通過對比鋁芯平面圖和氣枕圖確定位置。在
特殊情況下，鋁芯內表面有小毛刺，在安裝前要進
行細微檢查，對小毛刺進行打磨處理，避免毛刺對
膜材邊緣的破壞。
４）將準備好的鋁芯放在已安裝好的底座型材
上，以便氣枕展開后直接使用。
３?? ２?? ４?? ２　鋁芯安裝
１）在氣枕上安裝鋁芯是一項團隊合作工作，在
施工前做好技術交底和班前交底。
２）檢查氣枕端寬度和形狀，以便輕松從鋁芯
滑過。
３）拉緊黑繩邊緣，使鋁芯膜材變平滑，消除黑
繩扭結。
４）在首先滑動到氣枕的鋁芯端涂抹潤滑劑。
只能使用水基潤滑劑，可使用少量肥皂水。
５）向下滑動鋁芯，如氣枕過長，可從兩端同時
裝鋁芯。
６）裝配過程中塑料尾端件會掉出來，此時停止
裝配，并將松動或對不齊的插入件裝好。這樣可避
免在裝配氣枕時出現膜材刮破。
７）安裝過程中，觀察鋁芯膜材滑動情況。確保
鋁芯端部無刮劃。如膜材被卡住，應停止安裝并取
出膜材。
８）安裝完鋁芯后氣枕較重，增加的重量可能會
損害氣枕邊緣，一定要做好保護，必要時，在氣枕下
做臨時支撐。
３?? ２?? ５　安裝ＥＴＦＥ 氣枕
３?? ２?? ５?? １　打開氣枕包裝并放置到指定位置
氣枕包裝位于框架高度時，用柔性的作業平臺
支撐。首先打開和放置氣枕，使之與框架匹配。通
常氣枕閥門將指示所需方向。閥門應與供氣系統
排氣口相配，同時檢查總體布置圖。
３?? ２?? ５?? ２　安裝鋁芯
氣枕打開后，安裝鋁芯。由于３０８ 單體氣枕較
長，根據以往施工只在最先需要安裝鋁芯的邊緣上
安裝鋁芯，安裝前首先使用肥皂水濕潤鋁芯，將鋁
芯從打開的氣枕邊緣插入，在安裝時將氣枕邊緣黑
色邊繩拉緊拉平并穿過鋁芯，如圖８ 所示。
圖８　安裝鋁芯
Ｆｉｇ． ８　Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｍａｎｄｒｅｌ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ
３?? ２?? ５?? ３　氣枕拉伸
１）將穿好鋁芯氣枕的第１ 個角安裝到底座型
材中，安裝過程中必須同時考慮到其他幾個邊。
２）拉伸氣枕到正確位置，將鋁芯放在底座型材
上。前幾個拐角和邊緣很容易放置到正確位置，但
是膜材產生的張力越多，鋁芯就需要更大拉力及壓
力放進底座型材槽中，故使用拉力器、橡皮錘將其
安裝到正確位置。３０８ 單體ＥＴＦＥ 氣枕大部分近似
于長方形，少數有尖銳角部，對于不同形狀的氣枕
有不同的安裝順序，有尖銳角部氣枕安裝順序如圖
９ 所示。完成后，整個框架上的膜材應拉伸均勻，不
能出現過緊和過松的區域。
３?? ２?? ６　安裝壓蓋及膠條
在氣枕安裝過程中使用小塊的壓蓋型材將其
固定，避免鋁芯從型材槽中跳出，臨時壓蓋型材還
可以防止膜材移動。膠條與壓蓋安裝后，用螺栓對
壓蓋進行固定，兩相鄰壓蓋間預留５ｍｍ 間隙以便防
２０１６ Ｎｏ． １５ 潘潤軍：某大型游樂項目 ＥＴＦＥ 膜結構安裝技術 　５
圖９　有尖銳角部氣枕安裝順序
Ｆｉｇ． ９　Ａｉｒ ｐｉｌｌｏｗ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｓｅｑｕｅｎｃｅ
ｗｉｔｈ ａｃｕｔｅ ａｎｇｌｅ
水密封。施工時螺栓完全擰緊到壓蓋中，且不得損
害橡膠墊圈。不得弄斷橡膠密封。如因螺栓上的
負載過高導致橡膠墊圈損壞，則應進行更換。
膠條與壓蓋施工完成后對壓蓋進行密封，施工
方法為：①在氣枕邊緣相鄰接縫使用遮蔽膠帶；②
將膠槍噴嘴調整為正確開口寬度，擠兌合適數量的
密封膠，確保覆蓋壓蓋端的所有斜切接觸面；③佩
戴手套抹平密封膠；④密封膠干燥后揭掉遮蔽膠帶。
３?? ２?? ７　安裝充氣管道及設備調試
充氣管道安裝時，沿鋼結構外圍用不銹鋼抱箍
固定在原結構上，充氣管道接口用硅膠進行密封，
再用夾具進行緊固，防止漏氣（見圖１０）。按深化圖
紙位置安裝充氣泵，在充氣泵安裝位置做離地１０ｃｍ
的鋼架基礎，以防設備積水浸泡。充氣設備周邊
２０ｃｍ 以上應無遮擋，要保持設備周圍空氣流動通
暢。充氣泵出廠已按要求進行設置，安裝完畢后對
充氣泵內氣壓設置進行檢查，通電前檢查各開關是
否復位準確，通電后觀察指示燈是否正常指示。充
氣設備運行正常后連接充氣管，一端封堵，檢查每
個接頭是否漏氣。
充氣泵安裝正常后連接主充氣管道，對管道進
行清潔預沖２４ｈ，去除管道內灰塵。清潔完畢后連
接充氣軟管，對氣枕進行充氣。充氣管與膜連接處
有感應裝置，當氣枕內部壓力達到規定值后感應裝
置啟動，停止氣枕充氣。
３?? ２?? ８　安裝安全螺栓
安全螺栓用于膜材維護和表面清理。安全螺
栓安裝在特定的轉接件上，貫穿底座、壓蓋（見圖
１１）。為保證壓蓋表面與安全螺栓接觸位置不漏
圖１０　充氣管道安裝
Ｆｉｇ． １０　Ｇａｓ ｆｉｌｌｅｄ ｐｉｐｅ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ
水，安全螺栓設置壓蓋與膠片，并做密封處理。
圖１１　安裝安全螺栓
Ｆｉｇ． １１　Ｓａｆｅｔｙ ｂｏｌｔｓ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ
４　結語
目前影響我國膜結構應用的因素主要有：①膜
材料的耐久、耐火、自潔、透光、隔熱等方面性能與
國外膜材料相差甚遠；②沒有開發出商業性的膜結
構分析計算機輔助設計系統；③膜結構分析設計的
理論還不夠成熟和完善。本工程對ＥＴＦＥ 氣枕在曲
面異形鋼結構上的安裝方法可為類似工程提供
借鑒。
參考文獻：
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規程：ＣＥＣＳ１５８∶ ２０１５［Ｓ］． 北京：中國計劃出版社，２０１５．
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［Ｓ］． 北京：中國建筑工業出版社，２０１２．
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建筑，２００９（１０）：１０５?１０９．
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浙江大學，２００５．
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與建筑，２０１１（４）：９?１０．

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