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揭开膜结构神秘的面纱!
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杭州膜结构

时间 : 2019-12-31 13:07 浏览量 : 20

1970年在日本大阪国际博览会上的美国馆和富士馆都采用了膜结构,这在建筑行业引起了轰动。在随后的几十年中,建筑膜结构得到了快速发展。

膜结构主要由钢和电缆组成,与该结构结合的膜材料正逐渐变得功能化和智能化。

膜材料具有轻巧,自由,美观的优点。透光,节能,环保,优良的阻燃性能;自洁性防污性能;安全,寿命长。基于这些优点,建筑膜材料脱颖而出。这种膜结构被称为“ 21世纪建筑”,用于大型体育场馆,入口走廊,购物场所,赌场,停车场,展览场馆,植物园和其他建筑物。

|膜结构施工中最常用的膜材料

PTFE膜材料

PTFE膜材料是指在由极细玻璃纤维织成的基布上涂布PTFE(聚四氟乙烯)树脂而成的复合材料。

其特点是:强度高,耐久性好,防火阻燃,自洁性好,不受紫外线影响,使用寿命超过20年;透光率高,透光率13%,薄膜透明。材料的光是自然漫射光,不会产生阴影或眩光。太阳能的反射率为73%,因此吸收的热量更少。即使在夏天暴露在阳光下,建筑物的内部也不会受到太大影响。

目前,国外这类膜材料的开发和应用已经比较成熟,德国的梅勒和Verseidag,日本的大横桥,中兴化学工业有限公司,日本的Chemfab等制造商很多。美国和沙特阿拉伯的ObeiKan。

国内有宁波天塔聚氟玻璃纤维有限公司和台州维维聚合物有限公司等。

上海万民体育馆

上海体育场看台顶棚的膜材料为进口的玻璃纤维织物,表面涂有聚四氟乙烯(PTFE)材料,是一种组合的膜结构体系。

这是我国首次将膜结构应用于大型永久性建筑,标志着膜结构建筑被我国各行各业的人们认可为新型建筑结构,并为我国拉开了帷幕。膜结构在我国的广泛应用。

PVC薄膜材料

PVC膜材料是通过将PVC(聚氯乙烯)树脂涂覆在聚酯纤维编织的基布上而形成的复合材料。PVC膜材料的强度和耐火性与PTFE相比有一定差距,使用寿命一般为7至15年。

为了解决PVC膜材料的自洁性问题,通常将PVDF(聚偏二氟乙烯)应用于PVC涂层以形成PVDF膜材料。

伦敦碗

伦敦奥林匹克体育场在奥林匹克运动会和残奥会期间是一个有80,000个座位的体育场,比赛后被转换为一个25,000个座位的体育场。人字形柱支撑外部压缩环桁架,内部张紧环采用缆索,并在其间径向布置双层径向缆索以形成缆索网,并覆盖112片PVC膜以形成顶篷,典型的索系支撑式膜结构。这个体育场是有效利用资源的重量级人物,比其他体育场使用的钢材少75%。

ETFE建筑膜

ETFE建筑膜直接由ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)原料制成。ETFE不仅具有优异的耐冲击性,电性能,热稳定性和耐化学性,而且还具有较高的机械强度和良好的加工性能。

近年来,ETFE膜材料的应用可以在许多方面替代其他产品,并显示出强大的优势和市场前景。

这种薄膜材料具有很好的透光率,被称为“软玻璃”,重量轻,仅是同等尺寸玻璃的1%。韧性好,抗拉强度高,不易撕裂,延展性大于400%;耐候性和耐化学腐蚀性,熔化温度高达200℃。可以有效利用自然光,节约能源;它具有良好的声学性能。

自清洁功能使表面不容易被弄脏,雨水冲洗可以带走少量污染的污垢。清洁周期约为5年。

另外,ETFE薄膜可以预先制成薄膜气泡,便于施工和维护。

ETFE也有缺点。例如,外部环境容易损坏材料并引起空气泄漏,并且维护成本高。但是,随着大型体育场馆,旅游场所和候车厅的建设,ETFE突出了其优势。

目前,生产这种膜的公司很少。仅有ASAHIGLASS(AGC),日本的Asahi Glass和德国的Kewell等少数公司可以提供ETFE膜。在发达国家这种膜的研发和应用只有十个。几年的历史。

燕窝

北京奥运会场馆的“鸟巢”和“水立方”膜结构使用ETFE膜材料。它是目前中国最大的ETFE膜结构建筑,膜材料为进口产品。“鸟巢”采用双层膜结构,外层采用ETFE防止雨,雪和紫外线,内层采用聚四氟乙烯,达到保温,防凝结,隔音,发光的目的。

“水立方”采用双层ETFEWABCDSW结构,共有1437个空气枕,每个空气枕看起来都像“水泡”。空气枕可通过控制膨胀量来调节遮光度和透光率,并有效利用自然光。,节约能源,并具有良好的隔热和回声消除功能。

建筑膜结构分类

骨架膜结构

骨架型膜结构是将膜材料铺在钢框架或其他材料的框架上,从而形成屋顶或外壁的结构形式。建模包括平面形状,单个弯曲形状和以鞍形表示的双曲线形状。

弗雷·奥托(Frei Otto)可能是世界上第一位使用支撑膜结构来建造大空间的建筑师。他设计的德国馆融合了高强度金属电缆和聚合物材料制成的薄膜。大空间建筑。

慕尼黑奥林匹克体育场

正是德国馆的成功激发了1972年慕尼黑奥林匹克体育场的结构和建筑风格的设计。

这种结构的特点是该结构非常简单,易于组装和拆卸,与传统结构相比成本较低。它的屋顶覆盖有半透明的特殊柔性化学材料。

充气膜结构

充气式膜结构是将空气填充到由膜结构组成的房间中的结构,室内空气的压力总是大于室外空气的压力,从而使膜材料处于张力下以抵抗空气的侵蚀。负载和外力。它分为单层结构和双层结构两种形式。

这种膜结构可以从根本上克服大跨度(无支撑)建筑物中传统结构所遇到的困难,并可以创建巨大的无障碍视觉空间。

它具有外形轻巧,阻燃,生产容易,安装快捷,节能,易用,使用安全等优点,在世界范围内得到了广泛的应用。

还值得一提的是,在阳光下,被薄膜覆盖的建筑物内部充满了自然的散射光,光亮的表面与阴影之间没有强烈的反差,室内空间的视觉环境开放和谐。 。到了晚上,建筑物中的灯光透过屋顶膜照亮了夜空,建筑物的形状展现出梦幻般的效果。

这种结构特别适用于大型体育馆,入口走廊,素描,公共休闲娱乐广场,展览馆,购物中心和其他领域。

国家大剧院

张拉式膜结构

张拉式膜结构是通过电缆将膜材料张拉施加到结构上而形成的结构形式。膜表面通过自身的曲率变化实现内力和外力的平衡。

在阳光下,被薄膜覆盖的建筑物内部充满了自然的漫射光,发亮的表面与阴影之间没有强烈的反差,室内空间的视觉环境是开放而和谐的。到了晚上,建筑物中的灯光透过屋顶膜照亮了夜空,建筑物的形状展现出梦幻般的效果。

张拉膜结构特别适合建造城市地标的屋顶,例如运动和娱乐场所,购物中心和需要广告效果的餐厅。

柏林奥林匹克体育场

柏林奥林匹克体育场屋顶的悬臂采用钢结构,钢构件上覆盖有薄膜。在半透明的膜下,几乎看不到主要支撑结构的钢桁架。桁架结构长68米。轻巧的屋顶由20个倾斜的钢柱支撑。直径仅为25厘米的钢柱有效地确保了支架的视角不会受到干扰。

|膜结构建筑的优势

1.经济

膜结构建筑的成本仅为传统建筑成本的1/3至1/2。张拉结构的成本因跨度和设计方案的不同而有很大差异,但与传统的施工方法相比,其价格效益比非常明显。

同时,由于膜材料具有一定的透光率,白天可以减少照明强度和时间,从而节省能源,而夜间透过彩色光形成的绚丽风景也可以达到很好的效果。广告效果。

2.施工周期短

膜结构施工项目的所有加工和生产均在工厂完成,可以减少现场施工时间,避免施工重叠。

与传统的施工方法相比,膜结构房屋的施工周期至少可以缩短一半。通常,该项目可以在两个月内完成,并且在施工期间不会影响其他项目的施工进度。

3.大跨度

膜结构建筑中使用的膜材料非常轻巧,每平方米仅重约1公斤,因此该膜结构可以从根本上克服在大跨度(无支撑)建筑中实施传统结构时遇到的困难,畅通无阻的可见空间有效地增加了空间使用面积。

目前,膜结构建筑的跨度已超过200米。

4.独特的形状

呈现出变化多端,新颖而诱人的视觉效果,其应用范围不仅限于体育或展览建筑,而且还扩展到房屋和景观建筑等各个方面。

膜结构项目的规模可大可小,设有街道物品,候车厅和体育场;寿命可以长短不一,可以是临时的展览棚,也可以是30年以上的长期建筑物。该材料可以染成各种颜色,例如布,尤其是膜材料的半透明特性,这使得夜空中的膜建筑在光线下呈现出梦幻般的色彩。

5.自洁性

膜结构房屋采用带保护膜的膜材料,具有良好的自洁效果,自然冲洗雨水可用于清洁建筑物的外观,同时也保证了建筑物的使用寿命。

此外,膜结构还具有运输方便,易更新,不易积雪的优点。


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