膜結構體育場采用PTFE涂層玻璃纖維膜或PVC/PVDF膜材,兼具輕量化(自重僅為傳統(tǒng)材料1/30)、高透光率(15%-90%可調)和高反射率,顯著降低能耗并提升觀賽舒適度。表面自清潔涂層技術減少維護成本,部分材料滿足B1級防火標準和極端氣候(如-30℃至50℃溫差、12級臺風)適應性。
膜結構體育場的優(yōu)勢:膜結構體育場具有建筑性能優(yōu)越、節(jié)能環(huán)保高效、施工與維護便捷、施工與維護便捷、空間利用與美觀性好。其細節(jié)分別在于,建筑性能優(yōu)越,結構輕巧,跨度大,采用高強度薄膜材料,自重僅為傳統(tǒng)結構的二十分之一,大大減輕建筑物負荷,可設計出更大跨度空間,降低基礎工程投資,有效利用場地空間。抗風抗震,安全性高,具有良好的空氣動力學性能,能有效抵抗強風,其柔性結構在地震中表現(xiàn)出良好的抗震性能,確保體育場在自然災害中的安全性。防水隔熱,耐候性強,膜材料具有優(yōu)異的防水性能,能有效防止雨水滲透,同時具備良好的保溫隔熱性能,能有效降低室內(nèi)外溫差,抵御各種惡劣天氣,使用壽命可達 30 年以上;節(jié)能環(huán)保高效,光學性能優(yōu)越,具有優(yōu)異的透光性,能夠自然采光,減少能源消耗,同時其反射性能可降低熱量吸收,有助于降低室內(nèi)溫度,實現(xiàn)節(jié)能減排。材料可回收利用,膜材料可回收利用,符合綠色建筑理念,帶來顯著的經(jīng)濟效益;施工與維護便捷,施工速度快,可以在工廠內(nèi)預制膜結構和支架,然后運至現(xiàn)場進行組裝和安裝,大大縮短建造周期。維護成本低,膜結構具有自潔功能,表面不易沾染灰塵和污垢,減少了維護成本和維護工作量;空間利用與美觀性好,高效利用空間,膜結構頂棚可以在不增加建筑體積的前提下,為體育館提供更大的使用面積,有效地利用了空間。獨特視覺效果,外形可以設計成各種形狀和顏色,創(chuàng)造出獨特的視覺效果,如盧賽爾體育場的膜結構呈現(xiàn)出阿拉伯金色碗狀造型,提升了體育場的藝術價值和城市形象。
膜結構體育場技術實施要點:在設計階段需結合場地氣候條件(如降雨量、風速)選擇膜材類型,并采用數(shù)字建模技術模擬荷載分布。施工流程,鋼構骨架預加工后現(xiàn)場組裝,膜材通過熱合焊接形成曲面,最后以智能吊點矩陣精準固定,確保防水性與結構穩(wěn)定性。運維管理配置智能監(jiān)測系統(tǒng)(如應力傳感器、環(huán)境監(jiān)測模塊),實時追蹤膜材形變與老化,延長使用壽命至30年以上。
膜結構體育場的結構類型:膜結構體育場結構類型主要有張拉式膜結構、骨架式膜結構、充氣式膜結構。其中張拉式膜結構的特點是通過鋼索或骨架施加預應力,形成雙曲面造型,如馬鞍形、錐形等,適合大跨度覆蓋,視覺效果輕盈,例如慕尼黑安聯(lián)球場;骨架式膜結構依賴剛性骨架,如鋼構、桁架等支撐,膜材作為覆蓋層,施工相對簡便,像北京某羽毛球館采用的就是這種結構;充氣式膜結構通過氣壓維持形態(tài),適合臨時場館,但維護成本較高,中新天津生態(tài)城氣膜體育中心就是充氣式膜結構的代表。
膜結構體育場的材料通常選擇PTFE涂層玻璃纖維膜、PVC涂層聚酯纖維膜和ETFE氣枕膜。其中PTFE涂層玻璃纖維膜的特點是耐久性強,使用壽命可達25年以上,自潔性好,適合永久性場館,三亞國際體育產(chǎn)業(yè)園體育場就采用了 PTFE 膜結構材料。PVC涂層聚酯纖維膜成本低、可塑性強,但壽命相對較短,約10-15年,需要定期維護。ETFE氣枕膜透光率高,可達 95%,重量輕,常用于部分透光頂蓋,如北京 “水立方”。
膜結構技術正推動體育場館向輕量化、智能化、可持續(xù)化發(fā)展,結合光伏膜材集成和動態(tài)形態(tài)調節(jié)技術,未來或可進一步實現(xiàn)能源自給與場景適應性升級。