膜結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu)的重要分支,除豐富多彩的造型外,還具有出色的大空間、大跨度的結(jié)構(gòu)特性和造價(jià)經(jīng)濟(jì)等特性。因此膜結(jié)構(gòu)的誕生,就迅速在世界各地發(fā)展起來(lái)。在中國(guó)膜結(jié)構(gòu)建筑主要分為張拉膜結(jié)構(gòu)、骨架膜結(jié)構(gòu)、充氣膜結(jié)構(gòu)、索桁架膜結(jié)構(gòu)和索穹頂膜結(jié)構(gòu)。

與傳統(tǒng)空間結(jié)構(gòu)建筑不一樣的是,充氣膜結(jié)構(gòu)是將膜材固定于目標(biāo)建筑的周邊基礎(chǔ)上,從而形成一一個(gè)相對(duì)密閉的空間結(jié)構(gòu)。

然后再通過(guò)智能風(fēng)控系統(tǒng)向結(jié)構(gòu)內(nèi)部輸送過(guò)濾后的空氣,使充氣膜結(jié)構(gòu)內(nèi)部與外部產(chǎn)生壓力差來(lái)保持膜結(jié)構(gòu)體系的剛度。同時(shí)智能壓力控制系統(tǒng)可使結(jié)構(gòu)維持結(jié)構(gòu)的內(nèi)外壓,保證結(jié)構(gòu)維持所設(shè)計(jì)的形狀及穩(wěn)定性。充氣膜只需利用氣壓來(lái)支撐,及鋼索作為輔助材，從而獲得更大的空間。充氣膜同時(shí)具有施工快捷、經(jīng)濟(jì)效益高,因此在建筑領(lǐng)域應(yīng)用也越來(lái)越廣，下面我們就來(lái)說(shuō)一下膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),尤其是充氣式膜結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)。

充氣膜結(jié)構(gòu)在方案設(shè)計(jì)時(shí),先復(fù)核現(xiàn)場(chǎng)尺寸,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境確定出入口、安全逃生門(mén)]及機(jī)房的布局。確定這些后進(jìn)行深化設(shè)計(jì),深化設(shè)計(jì)主要包括體形設(shè)計(jì)、初始平衡形狀分析、荷載分析、裁剪分析等四大問(wèn)題。完成整體設(shè)計(jì)后就可以確定建筑平面形狀尺寸、三維造型、凈空體量,確定各控制點(diǎn)的坐標(biāo)、結(jié)構(gòu)形式及選用膜材和施工方案。

膜結(jié)構(gòu)建筑在中膜結(jié)構(gòu)建筑的應(yīng)用起源于國(guó)外,盛行于中國(guó)。這主要得益于膜材料從PVC、PVDF、PTFE及ETFE (可用于永久性建筑)的材料技術(shù)更新加快,膜材加工工藝技術(shù)的不斷提升。張拉膜建筑給人們的印象應(yīng)用最多的也是體育場(chǎng)館、停車(chē)棚、景觀小品、高速收費(fèi)站、體育場(chǎng)膜結(jié)構(gòu)看臺(tái)等大型公共設(shè)施上。

膜結(jié)構(gòu)廣泛適應(yīng)市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì):

一:建筑外形

建筑師可充分發(fā)揮想象,膜結(jié)構(gòu)建筑給建筑師以更大想象的空間。建筑是區(qū)域文化的一種體現(xiàn),膜結(jié)構(gòu)建筑與周?chē)h(huán)境的融合性很強(qiáng),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)捷,視覺(jué)感很好 ,外部曲率變化是任何建筑無(wú)法比擬的,內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔視覺(jué)感極佳,分體現(xiàn)自然美與技術(shù)美。

二: .節(jié)能性能優(yōu)越

膜材的透光率能達(dá)到7-30% , ETFE的透光率能夠達(dá)到90%以上,素有"軟玻璃"之稱(chēng)。膜材完全能滿(mǎn)足室內(nèi)光線(xiàn)的需要,從而大大的降低了電能耗。同時(shí)膜材透過(guò)的光線(xiàn)去掉了強(qiáng)光,過(guò)濾的紫外線(xiàn)為漫射光,很柔和,讓人感覺(jué)很舒服。同時(shí)光線(xiàn)很利于室內(nèi)樹(shù)木、植物生長(zhǎng)的需要,這樣滿(mǎn)足了人們親近自然、走向自然,即在室內(nèi)如同在室外的感受,即節(jié)能又生態(tài)。

三:隔熱性能.

膜材料具有很好的隔熱性能, PVDF、PTFE類(lèi)型的膜材對(duì)太陽(yáng)熱能可反射掉70% ,膜材本身吸收17% ,傳熱13%。這樣對(duì)于夏季較熱地區(qū)的場(chǎng)館節(jié)約能耗效果相當(dāng)明顯。試想大跨度空間的制冷也是很大的一個(gè)問(wèn)題,能源維護(hù)費(fèi)用很高,膜材的隔熱性能很好的解決了這一問(wèn)題。

四:膜材的保問(wèn)題

膜結(jié)構(gòu)保內(nèi)襯具有很好的保作用,而且加上保內(nèi)襯以后透光率應(yīng)能達(dá)到10% ( 左右) , 仍能滿(mǎn)足室內(nèi)采光的需要。對(duì)于候車(chē)室、候機(jī)大廳、泳館展覽館、體育館類(lèi)建筑是最上佳的選擇?？紤]到既能保而且能夠滿(mǎn)足采光需要,很多建筑還可以采用膜結(jié)構(gòu)和其他建筑相結(jié)合的方法。

五:隔音降噪

一般說(shuō)來(lái) , 一種材料的吸音能力是由它的噪音減低系數(shù)來(lái)決定的。膜材料對(duì)于降低頻率噪音是很明顯的,因此對(duì)建筑范圍內(nèi)的噪音頻率和回聲可以很好的阻隔,吸音效果很好。尤其是在候機(jī)大廳、候車(chē)室、展覽館的作用優(yōu)勢(shì)就更加體現(xiàn)出來(lái)。在高速公路出入口膜結(jié)構(gòu)雨篷的作用同樣很明顯。同樣的汽車(chē)在彩鋼板及膜材建筑的收費(fèi)站下反聲幾乎差倍。

六:造價(jià)經(jīng)濟(jì)

相對(duì)傳統(tǒng)的看臺(tái)、車(chē)棚、雨棚、候車(chē)室、屋面穹頂而言,膜結(jié)構(gòu)相對(duì)于其他結(jié)構(gòu)造價(jià)不是高而是低。由于膜結(jié)構(gòu)建筑屋頂較輕,相應(yīng)減少了主體維護(hù)體系、基礎(chǔ)體系的用材量,同時(shí)無(wú)需二二次維護(hù)裝修,省去了裝修費(fèi)用,而且省掉將來(lái)很多維護(hù)費(fèi)用,還減少了電能費(fèi)用。

七:環(huán)境保護(hù)

膜材的使用減少了空間用鋼量,減少了二次污染,施工現(xiàn)場(chǎng)減少了沙、石料、鋼結(jié)構(gòu)焊接等用量,施工現(xiàn)場(chǎng)很環(huán)保,同時(shí)膜結(jié)構(gòu)進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)后只需張拉就位,施工工期較短。