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)特性和造價經(jīng)濟等特性。因此膜結(jié)構(gòu)的誕生,就迅速在世界各地發(fā)展起來。在中國膜結(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建筑的周邊基礎(chǔ)上,從而形成一一個相對密閉的空間結(jié)構(gòu)。

然后再通過智能風控系統(tǒng)向結(jié)構(gòu)內(nèi)部輸送過濾后的空氣,使充氣膜結(jié)構(gòu)內(nèi)部與外部產(chǎn)生壓力差來保持膜結(jié)構(gòu)體系的剛度。同時智能壓力控制系統(tǒng)可使結(jié)構(gòu)維持結(jié)構(gòu)的內(nèi)外壓,保證結(jié)構(gòu)維持所設計的形狀及穩(wěn)定性。充氣膜只需利用氣壓來支撐,及鋼索作為輔助材，從而獲得更大的空間。充氣膜同時具有施工快捷、經(jīng)濟效益高,因此在建筑領(lǐng)域應用也越來越廣，下面我們就來說一下膜結(jié)構(gòu)設計,尤其是充氣式膜結(jié)構(gòu)的概念設計。

充氣膜結(jié)構(gòu)在方案設計時,先復核現(xiàn)場尺寸,根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境確定出入口、安全逃生門]及機房的布局。確定這些后進行深化設計,深化設計主要包括體形設計、初始平衡形狀分析、荷載分析、裁剪分析等四大問題。完成整體設計后就可以確定建筑平面形狀尺寸、三維造型、凈空體量,確定各控制點的坐標、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)建筑的應用起源于國外,盛行于中國。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用最多的也是體育場館、停車棚、景觀小品、高速收費站、體育場膜結(jié)構(gòu)看臺等大型公共設施上。

膜結(jié)構(gòu)廣泛適應市場的優(yōu)勢:

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)建筑與周圍環(huán)境的融合性很強,結(jié)構(gòu)簡捷,視覺感很好 ,外部曲率變化是任何建筑無法比擬的,內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡潔視覺感極佳,分體現(xiàn)自然美與技術(shù)美。

二: .節(jié)能性能優(yōu)越

膜材的透光率能達到7-30% , ETFE的透光率能夠達到90%以上,素有"軟玻璃"之稱。膜材完全能滿足室內(nèi)光線的需要,從而大大的降低了電能耗。同時膜材透過的光線去掉了強光,過濾的紫外線為漫射光,很柔和,讓人感覺很舒服。同時光線很利于室內(nèi)樹木、植物生長的需要,這樣滿足了人們親近自然、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類型的膜材對太陽熱能可反射掉70% ,膜材本身吸收17% ,傳熱13%。這樣對于夏季較熱地區(qū)的場館節(jié)約能耗效果相當明顯。試想大跨度空間的制冷也是很大的一個問題,能源維護費用很高,膜材的隔熱性能很好的解決了這一問題。

四:膜材的保問題

膜結(jié)構(gòu)保內(nèi)襯具有很好的保作用,而且加上保內(nèi)襯以后透光率應能達到10% ( 左右) , 仍能滿足室內(nèi)采光的需要。對于候車室、候機大廳、泳館展覽館、體育館類建筑是最上佳的選擇?？紤]到既能保而且能夠滿足采光需要,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

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

六:造價經(jīng)濟

相對傳統(tǒng)的看臺、車棚、雨棚、候車室、屋面穹頂而言,膜結(jié)構(gòu)相對于其他結(jié)構(gòu)造價不是高而是低。由于膜結(jié)構(gòu)建筑屋頂較輕,相應減少了主體維護體系、基礎(chǔ)體系的用材量,同時無需二二次維護裝修,省去了裝修費用,而且省掉將來很多維護費用,還減少了電能費用。

七:環(huán)境保護

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