膜結(jié)構(gòu)是什么，膜結(jié)構(gòu)材料介紹

　　如今隨著新技術(shù)的不斷應(yīng)用與成熟，膜結(jié)構(gòu)建筑已經(jīng)廣泛的出現(xiàn)在各個地方，作為一種新穎的建筑形式與傳統(tǒng)的建筑有著非常明顯的區(qū)別。

　　對于技術(shù)要求更高，膜結(jié)構(gòu)建筑是依靠膜材與支承結(jié)構(gòu)(包括鋼結(jié)構(gòu)、索系結(jié)構(gòu))之間通過支承張拉等作用形成特定的空間結(jié)構(gòu)并維持的預(yù)張力以抵御外載荷的。

　　膜結(jié)構(gòu)建筑是集力學(xué)、建筑學(xué)、化工、計算機、藝術(shù)等多學(xué)科與一體的建筑形式。

　　既然是一種新的建筑形式而且得到了越來越多人的親睞，那么其有較傳統(tǒng)建筑形式非常大的優(yōu)勢，那么今天小編就跟大家盤點一下膜結(jié)構(gòu)建筑。

　　01.

　　膜材性能

　　膜材的高性能是膜結(jié)構(gòu)多變造型的基礎(chǔ)，膜結(jié)構(gòu)對膜材有以下性能要求：

　　(1)高抗張拉強度;

　　(2)高抗撕裂強度;

　　(3)材料尺寸的穩(wěn)定性，即對伸長率的要求;

　　(4)抗彎折性，要有的柔軟度;

　　(5)要有較高的透明度和放射太陽光的能力;

　　(6)耐久性，包括防水、耐熱、抗腐、自潔性;

　　(7)防火性能;

　　(8)可加工性，便于裁剪和拼接。

　　02.

　　膜材材質(zhì)

　　1、PTFE膜材料

　　PTFE膜材料是指在用極細的玻璃纖維編織成的基布上涂抹PTFE(聚四氟乙烯)樹脂而形成的復(fù)合材料。

　　其特點是：強度高、耐久性好、防火阻燃、自潔性好，而且不受紫外光的影響，使用壽命在25年以上;

　　具有高透光性，透光率為13%，而且透過膜材料的光線是自然散漫光，不會產(chǎn)生陰影，也不會發(fā)生眩光;

　　對太陽能的反射率為73%，因而吸收熱量少，即使在夏季太陽暴曬的情況下，建筑內(nèi)部也不會受太大影響。

　　2、PV DF 膜材料

　　PVC 膜材料是在聚酯纖維編織的基布上涂抹PVC(聚氯乙烯)樹脂而形成的復(fù)合材料，PVC膜材料的強度及防火性與PTFE 相比具有差距，使用年限一般在7到15年。

　　為了解決PVC膜材料的自潔性問題，通常在PVC 涂層上再涂抹PVDF(聚偏氟乙烯)形成PVDF膜材料。

　　3、ETFE建筑膜材

　　ETFE建筑膜材由ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)生料直接制成。

　　ETFE不僅具有優(yōu)良的抗沖擊性能、電性能、熱穩(wěn)定性和耐化學(xué)腐蝕性，而且機械強度高，加工性能好。

　　近年來，ETFE膜材的應(yīng)用在很多方面可以取代其他產(chǎn)品而表現(xiàn)出強大的優(yōu)勢和市場前景。

　　這種膜材透光性特別好，號稱“軟玻璃”，質(zhì)量輕，只有同等大小玻璃的1%;韌性好、抗拉強度高、不易被撕裂，延展性大于400%;

　　耐候性和耐化學(xué)腐蝕性強，熔融溫度高達200℃;可有效的利用自然光，節(jié)約能源;良好的聲學(xué)性能。

　　自清潔功能使表面不易沾污，且雨水沖刷即可帶走沾污的少量污物，清潔周期大約為 5年。

　　另外，ETFE膜可在現(xiàn)成預(yù)制成薄膜氣泡，方便施工和維修。

　　ETFE也有不足，如外界環(huán)境容易損壞材料而造成漏氣，維護費用高等，但是隨著大型體育館、游客場所、候機大廳等的建設(shè)，ETFE更突顯自己的優(yōu)勢。

　　目前生產(chǎn)這種膜材的公司很少，只有ASAHIGLASS(AGC)、日本旭硝子、德國科威爾等少數(shù)幾家公司可以提供ETFE膜材，這種膜材的研發(fā)和應(yīng)用在國外發(fā)達也不過十幾年的歷史。

　　03

　　結(jié)構(gòu)形式

　　1、骨架式膜結(jié)構(gòu)

　　骨架式膜結(jié)構(gòu)是在鋼架或其他材料的骨架上鋪裝膜材料，由此構(gòu)成屋頂或外墻壁的構(gòu)造形式。造型包括平面形，單曲面形，和以鞍形為代表的雙曲線形。

　　所謂支撐膜結(jié)構(gòu)實際上就是帳篷的放大，在這之前因為材料和技術(shù)的原因我們無法將帳篷做的足夠大而且耐用。

　　弗雷·奧托可能是世界上早采用支撐膜結(jié)構(gòu)來構(gòu)建大空間的建筑師，他設(shè)計的德國館是用強度的金屬索與用高分子聚合材料做成的薄膜一起組合起來的具有足夠大的空間的建筑。

　　這種結(jié)構(gòu)的特點是結(jié)構(gòu)非常簡潔，便于組裝和拆卸，與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)比起來有相對低廉的造價。它的屋面用特種柔性化學(xué)材料敷貼，呈半透明狀。

　　2、充氣式膜結(jié)構(gòu)

　　充氣式膜結(jié)構(gòu)是向由膜結(jié)構(gòu)構(gòu)成的室內(nèi)充入空氣，并保持室內(nèi)空氣的壓力始終大于室外空氣壓力，由此使膜材料處于張力狀態(tài)來抵抗負載及外力的構(gòu)造形式，分單層結(jié)

　　構(gòu)和雙層結(jié)構(gòu)兩種形式。

　　這種膜結(jié)構(gòu)可以從根本上克服傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)在大跨度(無支撐)建筑上實現(xiàn)時所遇到的困難，可創(chuàng)造巨大的無遮擋的可視空間。

　　其造型自由輕巧、阻燃、制作簡易、安裝快捷、節(jié)能、易于、使用安全等優(yōu)點，因而使它在世界各地受到廣泛應(yīng)用。

　　另外值得一提的是，在陽光的照射下，由膜覆蓋的建筑物內(nèi)部充滿自然漫射光，無強反差的著光面與陰影的區(qū)分，室內(nèi)的空間視覺環(huán)境開闊和諧。

　　夜晚，建筑物內(nèi)的燈光透過屋蓋的膜照亮夜空，建筑物的體型顯現(xiàn)出夢幻般的效果。

　　這種結(jié)構(gòu)形式特別適用于大型體育場館、入口廊道、小品、公眾休閑娛樂廣場、展覽會場、購物中心等領(lǐng)域。

　　3、張拉式膜結(jié)構(gòu)

　　張拉式膜結(jié)構(gòu)是通過拉索將膜材料張拉于結(jié)構(gòu)上而形成的構(gòu)造形式，膜表面通過自身曲率變化達到內(nèi)外力平衡。

　　在陽光的照射下，由膜覆蓋的建筑物內(nèi)部充滿自然漫射光，無強反差的著光面與陰影的區(qū)分，室內(nèi)的空間視覺環(huán)境開闊和諧。

　　夜晚，建筑物內(nèi)的燈光透過屋蓋的膜照亮夜空，建筑物的體型顯現(xiàn)出夢幻般的效果。

　　張拉膜結(jié)構(gòu)特別適合用來建造城市標志性建筑的屋頂，如體育與娛樂性場館，需有廣告效應(yīng)的商場、餐廳等。

　　04.

　　膜結(jié)構(gòu)的施工安裝一般步驟：

　　(1) 工序交接：在基礎(chǔ)工程或主體結(jié)構(gòu)施工完成后，進行膜支承結(jié)構(gòu)的安裝，并完成局部補油漆、進行防火處理等;

　　(2) 界面檢查：測量支承結(jié)構(gòu)及連接節(jié)點的幾何尺寸位置并與設(shè)計值比較，對比找形結(jié)果進行必要的修正：若膜面尚未工廠加工，則按修正后的形狀進行裁剪設(shè)計，加工制作膜面;

　　若膜面先于支承結(jié)構(gòu)完工已開始制作，應(yīng)通過其他方案如更換連接件規(guī)格等來糾正偏差，再運輸至現(xiàn)場;

　　(3) 場地準備：清理現(xiàn)場，在地面鋪墊保護材料;

　　(4) 人員準備：向工人講解工序及分工;

　　(5) 鋪展膜面：進行如在膜面穿鋼索、打孔、安裝膜角節(jié)點板或膜夾板等準備工作;

　　(6) 張拉準備：對安裝現(xiàn)場有可能對膜材料產(chǎn)生傷害的部位進行防護處理;在支承結(jié)構(gòu)上綁扎繩網(wǎng)以臨時支承展開的膜面;

　　(7) 膜面安裝：準備工作就緒后，吊裝機械久違，吊裝并對角點做臨時固定;

　　(8) 膜面張拉：逐步均衡張拉，給膜面施加預(yù)張力;

　　(9) 張拉調(diào)整：對邊角及有褶皺的區(qū)域進行局部張拉調(diào)節(jié)，并終固定膜面及節(jié)點;

　　(10) 配套安裝：完成雨水系統(tǒng)安裝及防水覆蓋等;

　　(11) 清場交工：清理內(nèi)外膜表面。

　　05.

　　標志性的膜結(jié)構(gòu)建筑經(jīng)典工程

　　隨著膜結(jié)構(gòu)建筑的普及，越來越多的人開始關(guān)注這個領(lǐng)域。膜結(jié)構(gòu)的快速發(fā)展也讓世人震驚。

　　那么,國外膜結(jié)構(gòu)經(jīng)典工程有哪些?有哪些膜結(jié)構(gòu)建筑可以作為標志性的經(jīng)典工程?接下來小編帶領(lǐng)大家好好領(lǐng)略一番!

　　1、德國漢堡網(wǎng)球場

　　德國漢堡網(wǎng)球場膜結(jié)構(gòu)展開面積約10000平方米，采用PVC(PVDF面層)膜材。

　　屋頂是可開合式膜結(jié)構(gòu)，這種屋頂能確保在任何季節(jié)舉行網(wǎng)球比賽，避免重要賽事因天氣原因中斷或延遲。

　　2、英國泰晤士河千年穹頂

　　千年穹頂1999年底建成，其造型很奇特，它有12根穿出屋面高達100米的桅桿，屋蓋采用圓球形的張拉膜結(jié)構(gòu)。

　　膜面支承在72根輻射狀的鋼索上，遠遠望去像一個白色的大帳篷。

　　3、美國丹佛國際機場候機大廳

　　美國丹佛國際機場的特別之處在于屋頂用特殊布料覆蓋及采用張拉膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計，令人聯(lián)想到冬天受冰雪覆蓋的落基山脈。

　　4、日本愛知世博會

　　2005年日本愛知世博會膜結(jié)構(gòu)建筑超過50萬平方米，其中日本館代表著當時膜結(jié)構(gòu)的水平。

　　5、Khan Shatyr娛樂中心

　　Khan Shatyr娛樂中心150米高的懸索帳篷是世界上高的拉力結(jié)構(gòu)，也是這座中亞城市的高建筑。

　　用EFTE材料制作的穹頂覆蓋了10萬平方米的面積，包括一座公園、一座水上公園和一座上部平臺以及無數(shù)娛樂休閑和零售設(shè)施等。

　　6、柏林奧林匹克體育場

　　柏林奧林匹克體育場中屋頂設(shè)計屬于高水平的設(shè)計，懸挑的鋼結(jié)構(gòu)和張拉膜的使用，使頂棚顯得尤為輕質(zhì)。

　　7、德國慕尼黑安聯(lián)球場

　　安聯(lián)競技場的外墻體由2874個菱形膜結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其中1056個在比賽中可以發(fā)光。

　　當體育場中比賽的球隊發(fā)生變化時，墻體的顏色就可以隨之改變。

　　膜結(jié)構(gòu)具有自清潔、防火、防水以及隔熱性能，內(nèi)部保持350帕斯卡的大氣壓。

　　白天膜結(jié)構(gòu)在陽光下閃爍著微光，有種魔幻的視覺效果;夜間在照明系統(tǒng)的映襯下，每個膜結(jié)構(gòu)都可以閃耀成紅藍白三色。

　　8、倫敦奧林匹克體育場

　　倫敦奧林匹克體育場在奧運和殘奧期間是8萬座位的體育場，賽后轉(zhuǎn)換成一個2.5萬座位的體育場。

　　人字形柱支承外壓縮環(huán)桁架，內(nèi)張力環(huán)采用索，其間輻射布置雙層徑向索形成索網(wǎng)，上覆112片PVC膜材張緊形成罩蓬，是典型的索系支承式膜結(jié)構(gòu)。

　　現(xiàn)如今，國內(nèi)索膜結(jié)構(gòu)的發(fā)展進入一個新階段，很多省市及高校都建立起專門的體育館網(wǎng)架工程，而網(wǎng)架與鋼膜結(jié)構(gòu)的搭配堪稱，尤其是膜結(jié)構(gòu)工程新穎的造型成為各地區(qū)的標志性建筑，未來體育館在索膜及索網(wǎng)結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>