膜結構有造型輕巧自由、美觀;透光、節能、環保,優良的阻燃性能;防污自潔性能;安全、壽命長等優點。
基于(yu)這些(xie)優點,建筑(zhu)膜材脫穎(ying)而(er)出,膜結構被稱為“21世紀(ji)的(de)建筑(zhu)”,應用于(yu)大型(xing)體育場(chang)館、入口廊道、購物(wu)場(chang)、娛樂場(chang)、停車場(chang)、展覽會場(chang)、植(zhi)物(wu)觀光園等建筑(zhu)。
膜結(jie)構(gou)建筑中最常用的膜材料
PTFE膜(mo)材料
PTFE膜材(cai)料(liao)是指(zhi)在(zai)用極細(xi)的玻璃(li)纖維(wei)編織成的基布上(shang)涂(tu)抹PTFE(聚四氟乙烯)樹脂而形成的復合材(cai)料(liao)。
其(qi)特點是:強度高、耐久(jiu)性好(hao)、防火(huo)阻燃、自潔性好(hao),而且不(bu)(bu)受(shou)紫外(wai)光的(de)影(ying)響,使用壽命在(zai)20年以上;具有(you)高透(tou)光性,透(tou)光率為(wei)13%,而且透(tou)過膜(mo)材料的(de)光線是自然散漫光,不(bu)(bu)會產生陰影(ying),也不(bu)(bu)會發生眩光;對太(tai)陽能的(de)反射率為(wei)73%,因而吸(xi)收熱量少(shao),即(ji)使在(zai)夏季太(tai)陽暴曬的(de)情(qing)況下,建筑內部也不(bu)(bu)會受(shou)太(tai)大影(ying)響。
上海(hai)體育場(chang)看臺罩篷的膜材(cai)料為進口(kou)玻璃纖維(wei)織物涂敷聚四氟乙烯涂層(PTFE)材(cai)料,為組合式(shi)膜結(jie)構體系。
這是膜(mo)結構首次在我國(guo)(guo)應用(yong)于大(da)型(xing)永(yong)久性建筑(zhu),標志著(zhu)膜(mo)結構建筑(zhu)作(zuo)為一種新(xin)的(de)建筑(zhu)結構被我國(guo)(guo)各界人士的(de)認(ren)可,拉(la)開了膜(mo)結構建筑(zhu)在我國(guo)(guo)廣泛應用(yong)的(de)帷幕。
PVC膜材料(liao)
PVC 膜材料是在(zai)聚酯纖維(wei)編織的基(ji)布上涂抹PVC(聚氯乙烯)樹脂而(er)形成(cheng)的復合材料,PVC膜材料的強度及防火性與PTFE 相比具有一(yi)定差(cha)距,使用(yong)年限一(yi)般在(zai)7到15年。
為(wei)了解決PVC膜(mo)材料的自潔性(xing)問題,通常在(zai)PVC 涂(tu)層上再涂(tu)抹PVDF(聚(ju)偏氟乙烯)形成PVDF膜(mo)材料。
倫敦奧林(lin)匹克體育(yu)場(chang)在奧運和殘奧期(qi)間是(shi)8萬(wan)座(zuo)位(wei)的(de)體育(yu)場(chang),賽后轉換成一(yi)個2.5萬(wan)座(zuo)位(wei)的(de)體育(yu)場(chang)。
人字(zi)形柱(zhu)支承外壓縮環桁架,內張力(li)環采用索,其間輻(fu)射布(bu)置雙層徑向索形成(cheng)索網,上覆112片(pian)PVC膜(mo)(mo)材張緊(jin)形成(cheng)罩蓬(peng),是典型(xing)的索系支承式膜(mo)(mo)結構。
該場館對于(yu)資(zi)源的(de)高(gao)效利用是屬于(yu)重量級(ji)的(de),比其它(ta)體育場減用了75%的(de)鋼材。
ETFE建(jian)筑膜材(cai)
ETFE建(jian)筑(zhu)膜材由ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)生料直(zhi)接(jie)制(zhi)成。ETFE不僅具有優良的抗沖(chong)擊性能、電性能、熱穩定性和耐(nai)化學腐蝕性,而且機械強度高,加工性能好。
近年來,ETFE膜材(cai)的應用在很多方(fang)面可以取代其他產品(pin)而(er)表(biao)現出強大的優(you)勢和(he)市場前景。
這種膜(mo)材透光性(xing)(xing)特別好,號(hao)稱“軟玻(bo)璃(li)(li)”,質量輕,只有同等(deng)大小玻(bo)璃(li)(li)的1%;韌性(xing)(xing)好、抗拉強度高、不易被(bei)撕(si)裂,延展性(xing)(xing)大于(yu)400%;耐(nai)(nai)候性(xing)(xing)和耐(nai)(nai)化學腐蝕性(xing)(xing)強,熔融(rong)溫(wen)度高達200℃;可有效的利用(yong)自然(ran)光,節(jie)約能源;良好的聲學性(xing)(xing)能。
自清潔功能(neng)使表面不(bu)易沾(zhan)污,且雨(yu)水(shui)沖刷(shua)即可(ke)帶(dai)走(zou)沾(zhan)污的少量污物,清潔周期大約為(wei)5年。
另外,ETFE膜可在現(xian)成預制成薄膜氣泡,方(fang)便施工和維修。
陜西膜結構工程
ETFE也有不(bu)足,如外界環境容易損壞材(cai)料而造成漏(lou)氣,維護費用高等(deng),但是(shi)隨著大(da)型(xing)體育館(guan)、游客場(chang)所、候機大(da)廳等(deng)的建設,ETFE更突顯自己的優勢。
目前生產這(zhe)種(zhong)膜(mo)材(cai)(cai)的公(gong)司(si)很少,只(zhi)有ASAHIGLASS(AGC)、日本旭硝子、德(de)國(guo)科威爾等少數(shu)幾家(jia)公(gong)司(si)可以提供ETFE膜(mo)材(cai)(cai),這(zhe)種(zhong)膜(mo)材(cai)(cai)的研(yan)發和應用(yong)在(zai)國(guo)外發達國(guo)家(jia)也不過十幾年的歷史。
北京奧運(yun)會(hui)場館(guan)“鳥巢”和“水立方”膜(mo)(mo)結構采用ETFE膜(mo)(mo)材(cai),是目前(qian)國內最大(da)的ETFE膜(mo)(mo)材(cai)結構建筑,膜(mo)(mo)材(cai)采用進(jin)口產品。“鳥巢”采用雙層(ceng)膜(mo)(mo)結構,外(wai)層(ceng)用ETFE防雨雪防紫外(wai)線,內層(ceng)用PTFE達到保(bao)溫、防結露、隔音和光效(xiao)的目的。
“水(shui)立(li)方”采用雙層(ceng)ETFE充(chong)氣膜結構(gou),共1437塊(kuai)氣枕,每(mei)一塊(kuai)都好(hao)像一個(ge)“水(shui)泡泡”,氣枕可以(yi)通過控制充(chong)氣量的(de)多少,對遮(zhe)光度和透(tou)光性(xing)進行調(diao)節,有效地利用自然(ran)光,節省能源(yuan),并且(qie)具有良好(hao)的(de)保溫(wen)隔熱、消除回聲功能。
膜結構(gou)的特點
(1)藝術性:
充分發揮建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)師的(de)想象(xiang)力(li),又(you)體現結構構件清晰受(shou)力(li)之(zhi)(zhi)美(mei)(mei)。多變(bian)的(de)支撐結構和柔性(xing)膜材使建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)物造型更加(jia)多樣化,新穎美(mei)(mei)觀(guan),同時體現結構之(zhi)(zhi)美(mei)(mei),且色彩豐(feng)富(fu),可創造更自由的(de)建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)形體和更豐(feng)富(fu)的(de)建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)語(yu)言。膜結構更是一座雕塑,一件藝術品,給人美(mei)(mei)的(de)視覺享受(shou)。其(qi)(qi)柔美(mei)(mei),其(qi)(qi)曲線,其(qi)(qi)剛(gang)柔并濟,其(qi)(qi)豐(feng)富(fu)造型,其(qi)(qi)潔白無瑕讓人眼前(qian)一亮,回味悠長。
(2)透光(guang)性(xing)
透(tou)(tou)光(guang)(guang)(guang)(guang)性(xing)是現代膜(mo)結構最被廣泛認可的(de)(de)(de)特性(xing)之一。白天,陽光(guang)(guang)(guang)(guang)透(tou)(tou)過(guo)膜(mo)面(mian)使建(jian)筑(zhu)物內充滿(man)夜(ye)(ye)自然漫(man)射(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)。夜(ye)(ye)晚(wan),室內燈光(guang)(guang)(guang)(guang)透(tou)(tou)過(guo)膜(mo)面(mian)給(gei)空增添了夢幻(huan)般的(de)(de)(de)夜(ye)(ye)景。當膜(mo)結構用于體育館(guan)、娛樂設施時,可以實現全天內的(de)(de)(de)舒適(shi)相結合的(de)(de)(de)理(li)想的(de)(de)(de)商(shang)業空間。膜(mo)材的(de)(de)(de)透(tou)(tou)光(guang)(guang)(guang)(guang)性(xing)可以為建(jian)筑(zhu)提供所需(xu)的(de)(de)(de)照(zhao)度,這對于建(jian)筑(zhu)節能十(shi)分重要。對于一些要求(qiu)光(guang)(guang)(guang)(guang)照(zhao)多且亮度高的(de)(de)(de)商(shang)業建(jian)筑(zhu)等尤為重要。通過(guo)自然采(cai)光(guang)(guang)(guang)(guang)與人工采(cai)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)綜合利用,膜(mo)材透(tou)(tou)光(guang)(guang)(guang)(guang)性(xing)可為建(jian)筑(zhu)設計提供更大的(de)(de)(de)美(mei)學創作(zuo)空間。夜(ye)(ye)晚(wan),透(tou)(tou)光(guang)(guang)(guang)(guang)性(xing)將膜(mo)結構變成了光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)雕塑(su)。即使光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)透(tou)(tou)射(she)只有幾(ji)個百分點,膜(mo)屋面(mian)對于人眼來說依(yi)然是發亮和透(tou)(tou)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de),具有輕型屋面(mian)的(de)(de)(de)觀感。
(3)經濟實用性(xing)
由于膜材具有(you)一定的(de)透(tou)光率,白天可減少(shao)照明(ming)強度和(he)時間(jian),能(neng)很(hen)好(hao)地節約能(neng)源。同時夜(ye)間(jian)彩燈(deng)透(tou)射形(xing)成(cheng)的(de)絢爛景(jing)觀也能(neng)達到很(hen)好(hao)的(de)廣告宣傳效益。同時膜建(jian)筑奇(qi)特的(de)造型和(he)夜(ye)景(jing)效果有(you)明(ming)顯的(de)“建(jian)筑可識性(xing)”和(he)商業效應(ying),其價格效益比更(geng)高。
(4)大跨(kua)度
膜(mo)結(jie)構(gou)建筑中所(suo)使用的(de)(de)(de)膜(mo)材料很輕,每(mei)平(ping)方(fang)米的(de)(de)(de)重量只有(you)(you)1公(gong)斤(jin)左右(you)。因此膜(mo)結(jie)構(gou)可(ke)以(yi)(yi)從根(gen)本上克服傳(chuan)(chuan)統結(jie)構(gou)在(zai)無(wu)柱(zhu)大(da)(da)跨度建筑上所(suo)遇到的(de)(de)(de)困難(nan),可(ke)以(yi)(yi)創(chuang)造出巨(ju)大(da)(da)的(de)(de)(de)無(wu)柱(zhu)大(da)(da)空(kong)(kong)間。膜(mo)結(jie)構(gou)可(ke)以(yi)(yi)從根(gen)本克服傳(chuan)(chuan)統結(jie)構(gou)在(zai)大(da)(da)跨度(無(wu)支(zhi)撐)建筑上實(shi)現所(suo)遇到的(de)(de)(de)困難(nan),可(ke)創(chuang)造巨(ju)大(da)(da)的(de)(de)(de)無(wu)遮擋可(ke)視空(kong)(kong)間,有(you)(you)效增加空(kong)(kong)間使用面積。張力(li)結(jie)構(gou)自(zi)(zi)重小的(de)(de)(de)原(yuan)因在(zai)于它依靠預(yu)應力(li)形態而(er)非材料來(lai)保持結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)穩定性(xing)。從而(er)使其(qi)(qi)自(zi)(zi)重比傳(chuan)(chuan)統建筑結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)小得(de)多,但卻具有(you)(you)良好的(de)(de)(de)穩定性(xing)。建筑師可(ke)以(yi)(yi)利(li)用其(qi)(qi)輕質大(da)(da)跨的(de)(de)(de)特點(dian)設計和組織結(jie)構(gou)細部構(gou)件,將其(qi)(qi)輕盈和穩定的(de)(de)(de)結(jie)構(gou)特性(xing)有(you)(you)機地統一起來(lai)。
(5)抗災、救災威力大。防火(huo)性和耐久性
膜(mo)材(cai)料(liao)(liao)與其(qi)(qi)他建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)材(cai)料(liao)(liao)相比要(yao)(yao)輕的(de)(de)多(duo),屋(wu)頂采(cai)用(yong)了膜(mo)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)物,具(ju)有極強的(de)(de)抗(kang)震性(xing)及良好(hao)的(de)(de)安(an)全性(xing)。而(er)且,在(zai)發生災害時(shi)(shi),采(cai)用(yong)了膜(mo)結構(gou)的(de)(de)多(duo)功(gong)能(neng)(neng)設施及體育館,其(qi)(qi)無(wu)柱而(er)明(ming)亮的(de)(de)大空間(jian),可以用(yong)來(lai)作為(wei)臨時(shi)(shi)的(de)(de)避難場所(suo)、急救中(zhong)心(xin)、抗(kang)災指揮部等(deng)(deng)。因此,在(zai)危急之時(shi)(shi),膜(mo)結構(gou)建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)可以保(bao)護人們的(de)(de)安(an)全。結構(gou)建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)具(ju)有耐(nai)熱性(xing)、耐(nai)氣候性(xing)、耐(nai)藥(yao)物性(xing)、高(gao)強度、防火等(deng)(deng)特性(xing),而(er)且不易老化,經過長(chang)期使(shi)用(yong)仍能(neng)(neng)保(bao)持(chi)其(qi)(qi)最初(chu)時(shi)(shi)的(de)(de)強度。如(ru)今廣泛使(shi)用(yong)的(de)(de)膜(mo)材(cai)料(liao)(liao)能(neng)(neng)很(hen)好(hao)地滿足對于防火的(de)(de)需(xu)求(qiu),具(ju)有卓越(yue)的(de)(de)阻(zu)(zu)燃和耐(nai)高(gao)溫(wen)性(xing)能(neng)(neng),達(da)到法國(guo)、德國(guo)、美(mei)國(guo)、日本(ben)等(deng)(deng)多(duo)國(guo)標準。膜(mo)結構(gou)建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)所(suo)采(cai)用(yong)的(de)(de)膜(mo)材(cai)具(ju)有卓越(yue)的(de)(de)阻(zu)(zu)燃性(xing)和耐(nai)高(gao)溫(wen)性(xing),故能(neng)(neng)很(hen)好(hao)的(de)(de)滿足防火要(yao)(yao)求(qiu)。由于結構(gou)自(zi)重輕,又為(wei)柔(rou)性(xing)結構(gou)且有較大變形(xing)能(neng)(neng)力,故抗(kang)震性(xing)能(neng)(neng)好(hao)。工期短:膜(mo)材(cai)裁(cai)剪。拼合成型及骨架的(de)(de)鋼(gang)結構(gou)、鋼(gang)索(suo)均在(zai)工廠加(jia)工制(zhi)作,現場只需(xu)組裝,施工簡便,故施工周期比傳統建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)短。
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