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揭開膜結構神秘的麵紗!
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杭州膜結構

時間 : 2019-12-31 13:07 瀏覽量 : 21

1970年在日本大阪國際博覽會上的美國館和富士館都采用了膜結構,這在建築行業引起了轟動。在隨後的幾十年中,建築膜結構得到了快速發展。

膜結構主要由鋼和電纜組成,與該結構結合的膜材料正逐漸變得功能化和智能化。

膜材料具有輕巧,自由,美觀的優點。透光,節能,環保,優良的阻燃性能;自潔性防汙性能;安全,壽命長。基於這些優點,建築膜材料脫穎而出。這種膜結構被稱為“ 21世紀建築”,用於大型體育場館,入口走廊,購物場所,賭場,停車場,展覽場館,植物園和其他建築物。

|膜結構施工中最常用的膜材料

PTFE膜材料

PTFE膜材料是指在由極細玻璃纖維織成的基布上塗布PTFE(聚四氟乙烯)樹脂而成的複合材料。

其特點是:強度高,耐久性好,防火阻燃,自潔性好,不受紫外線影響,使用壽命超過20年;透光率高,透光率13%,薄膜透明。材料的光是自然漫射光,不會產生陰影或眩光。太陽能的反射率為73%,因此吸收的熱量更少。即使在夏天暴露在陽光下,建築物的內部也不會受到太大影響。

目前,國外這類膜材料的開發和應用已經比較成熟,德國的梅勒和Verseidag,日本的大橫橋,中興化學工業有限公司,日本的Chemfab等製造商很多。美國和沙特阿拉伯的ObeiKan。

國內有寧波天塔聚氟玻璃纖維有限公司和台州維維聚合物有限公司等。

上海萬民體育館

上海體育場看台頂棚的膜材料為進口的玻璃纖維織物,表麵塗有聚四氟乙烯(PTFE)材料,是一種組合的膜結構體係。

這是我國首次將膜結構應用於大型永久性建築,標誌著膜結構建築被我國各行各業的人們認可為新型建築結構,並為我國拉開了帷幕。膜結構在我國的廣泛應用。

PVC薄膜材料

PVC膜材料是通過將PVC(聚氯乙烯)樹脂塗覆在聚酯纖維編織的基布上而形成的複合材料。PVC膜材料的強度和耐火性與PTFE相比有一定差距,使用壽命一般為7至15年。

為了解決PVC膜材料的自潔性問題,通常將PVDF(聚偏二氟乙烯)應用於PVC塗層以形成PVDF膜材料。

倫敦碗

倫敦奧林匹克體育場在奧林匹克運動會和殘奧會期間是一個有80,000個座位的體育場,比賽後被轉換為一個25,000個座位的體育場。人字形柱支撐外部壓縮環桁架,內部張緊環采用纜索,並在其間徑向布置雙層徑向纜索以形成纜索網,並覆蓋112片PVC膜以形成頂篷,典型的索係支撐式膜結構。這個體育場是有效利用資源的重量級人物,比其他體育場使用的鋼材少75%。

ETFE建築膜

ETFE建築膜直接由ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)原料製成。ETFE不僅具有優異的耐衝擊性,電性能,熱穩定性和耐化學性,而且還具有較高的機械強度和良好的加工性能。

近年來,ETFE膜材料的應用可以在許多方麵替代其他產品,並顯示出強大的優勢和市場前景。

這種薄膜材料具有很好的透光率,被稱為“軟玻璃”,重量輕,僅是同等尺寸玻璃的1%。韌性好,抗拉強度高,不易撕裂,延展性大於400%;耐候性和耐化學腐蝕性,熔化溫度高達200℃。可以有效利用自然光,節約能源;它具有良好的聲學性能。

自清潔功能使表麵不容易被弄髒,雨水衝洗可以帶走少量汙染的汙垢。清潔周期約為5年。

另外,ETFE薄膜可以預先製成薄膜氣泡,便於施工和維護。

ETFE也有缺點。例如,外部環境容易損壞材料並引起空氣泄漏,並且維護成本高。但是,隨著大型體育場館,旅遊場所和候車廳的建設,ETFE突出了其優勢。

目前,生產這種膜的公司很少。僅有ASAHIGLASS(AGC),日本的Asahi Glass和德國的Kewell等少數公司可以提供ETFE膜。在發達國家這種膜的研發和應用隻有十個。幾年的曆史。

燕窩

北京奧運會場館的“鳥巢”和“水立方”膜結構使用ETFE膜材料。它是目前中國最大的ETFE膜結構建築,膜材料為進口產品。“鳥巢”采用雙層膜結構,外層采用ETFE防止雨,雪和紫外線,內層采用聚四氟乙烯,達到保溫,防凝結,隔音,發光的目的。

“水立方”采用雙層ETFEWABCDSW結構,共有1437個空氣枕,每個空氣枕看起來都像“水泡”。空氣枕可通過控製膨脹量來調節遮光度和透光率,並有效利用自然光。,節約能源,並具有良好的隔熱和回聲消除功能。

建築膜結構分類

骨架膜結構

骨架型膜結構是將膜材料鋪在鋼框架或其他材料的框架上,從而形成屋頂或外壁的結構形式。建模包括平麵形狀,單個彎曲形狀和以鞍形表示的雙曲線形狀。

弗雷·奧托(Frei Otto)可能是世界上第一位使用支撐膜結構來建造大空間的建築師。他設計的德國館融合了高強度金屬電纜和聚合物材料製成的薄膜。大空間建築。

慕尼黑奧林匹克體育場

正是德國館的成功激發了1972年慕尼黑奧林匹克體育場的結構和建築風格的設計。

這種結構的特點是該結構非常簡單,易於組裝和拆卸,與傳統結構相比成本較低。它的屋頂覆蓋有半透明的特殊柔性化學材料。

充氣膜結構

充氣式膜結構是將空氣填充到由膜結構組成的房間中的結構,室內空氣的壓力總是大於室外空氣的壓力,從而使膜材料處於張力下以抵抗空氣的侵蝕。負載和外力。它分為單層結構和雙層結構兩種形式。

這種膜結構可以從根本上克服大跨度(無支撐)建築物中傳統結構所遇到的困難,並可以創建巨大的無障礙視覺空間。

它具有外形輕巧,阻燃,生產容易,安裝快捷,節能,易用,使用安全等優點,在世界範圍內得到了廣泛的應用。

還值得一提的是,在陽光下,被薄膜覆蓋的建築物內部充滿了自然的散射光,光亮的表麵與陰影之間沒有強烈的反差,室內空間的視覺環境開放和諧。 。到了晚上,建築物中的燈光透過屋頂膜照亮了夜空,建築物的形狀展現出夢幻般的效果。

這種結構特別適用於大型體育館,入口走廊,素描,公共休閑娛樂廣場,展覽館,購物中心和其他領域。

國家大劇院

張拉式膜結構

張拉式膜結構是通過電纜將膜材料張拉施加到結構上而形成的結構形式。膜表麵通過自身的曲率變化實現內力和外力的平衡。

在陽光下,被薄膜覆蓋的建築物內部充滿了自然的漫射光,發亮的表麵與陰影之間沒有強烈的反差,室內空間的視覺環境是開放而和諧的。到了晚上,建築物中的燈光透過屋頂膜照亮了夜空,建築物的形狀展現出夢幻般的效果。

張拉膜結構特別適合建造城市地標的屋頂,例如運動和娛樂場所,購物中心和需要廣告效果的餐廳。

柏林奧林匹克體育場

柏林奧林匹克體育場屋頂的懸臂采用鋼結構,鋼構件上覆蓋有薄膜。在半透明的膜下,幾乎看不到主要支撐結構的鋼桁架。桁架結構長68米。輕巧的屋頂由20個傾斜的鋼柱支撐。直徑僅為25厘米的鋼柱有效地確保了支架的視角不會受到幹擾。

|膜結構建築的優勢

1.經濟

膜結構建築的成本僅為傳統建築成本的1/3至1/2。張拉結構的成本因跨度和設計方案的不同而有很大差異,但與傳統的施工方法相比,其價格效益比非常明顯。

同時,由於膜材料具有一定的透光率,白天可以減少照明強度和時間,從而節省能源,而夜間透過彩色光形成的絢麗風景也可以達到很好的效果。廣告效果。

2.施工周期短

膜結構施工項目的所有加工和生產均在工廠完成,可以減少現場施工時間,避免施工重疊。

與傳統的施工方法相比,膜結構房屋的施工周期至少可以縮短一半。通常,該項目可以在兩個月內完成,並且在施工期間不會影響其他項目的施工進度。

3.大跨度

膜結構建築中使用的膜材料非常輕巧,每平方米僅重約1公斤,因此該膜結構可以從根本上克服在大跨度(無支撐)建築中實施傳統結構時遇到的困難,暢通無阻的可見空間有效地增加了空間使用麵積。

目前,膜結構建築的跨度已超過200米。

4.獨特的形狀

呈現出變化多端,新穎而誘人的視覺效果,其應用範圍不僅限於體育或展覽建築,而且還擴展到房屋和景觀建築等各個方麵。

膜結構項目的規模可大可小,設有街道物品,候車廳和體育場;壽命可以長短不一,可以是臨時的展覽棚,也可以是30年以上的長期建築物。該材料可以染成各種顏色,例如布,尤其是膜材料的半透明特性,這使得夜空中的膜建築在光線下呈現出夢幻般的色彩。

5.自潔性

膜結構房屋采用帶保護膜的膜材料,具有良好的自潔效果,自然衝洗雨水可用於清潔建築物的外觀,同時也保證了建築物的使用壽命。

此外,膜結構還具有運輸方便,易更新,不易積雪的優點。