膜结构是一种现代化的建筑结构形式,它融合了建筑学、结构力学、材料科学等多种学科,展现出极高的技术含量。这种结构的独特之处在于其曲面形式可以根据建筑师的设计需求进行任意变化,形成与环境相结合的标志性工程。
在艺术性方面,膜结构不仅展示了建筑师的创造力,同时也体现了结构构件受到的力量之美。这种美感在视觉上给人留下深刻的印象,提升了建筑的整体价值。
从经济性的角度来看,膜材料具有一定的透光性,白天能够有效降低照明需求,从而达到节能的效果。而在夜晚时,灯光透过膜材形成的绚丽景观也为建筑带来了良好的宣传效果。
膜结构的一个显著优点是能够实现大跨度设计,克服传统建筑在大跨度无支撑结构上面临的挑战,创造出开阔的可视空间,极大地增加了空间的使用面积。
膜材料还具有良好的自洁性能。这种自洁性是通过采用具有防护涂层的膜材来实现的,从而保证了建筑的使用寿命。
在施工周期方面,由于膜建筑的所有加工和制作过程均在工厂内完成,意味着施工现场的时间可以大大缩短。这不仅避免了施工交叉的情况,还使得膜建筑的工程周期相对传统建筑更短。
膜结构可广泛应用于大型公共设施,涵盖体育场馆的屋顶、机场大厅、展览中心、购物中心及其他休闲设施和工业建筑等。这一灵活性使得膜结构可以承托非常轻的屋顶。
膜材的工艺特性使其能够形成一些用刚性材料难以制造的复杂空间曲面。膜材的支撑可依靠钢骨架或是索具的张拉,形成多样化的空间曲面,展现出膜材受力的美感。
膜材料主要由基布和涂层两部分构成。基布通常使用聚酯纤维以及玻璃纤维,而涂层材料一般为聚氯乙烯(PVC)和聚四氟乙烯(PTFE)。膜材大致可以分为三类:PVC膜材、PTFE膜材和ETFE膜材。
PVC膜材是由聚酯纤维涂覆聚氯乙烯制成。为提升其性能,表面常涂有聚偏四氟乙烯涂层,增强抗老化和自洁效果,其使用寿命可达25年。
PTFE膜材是由玻璃纤维涂覆聚四氟乙烯而成。其特点包括高强度、良好的自洁性和耐久性,寿命可超过30年,适合应用于重要建筑。
ETFE膜材是由乙烯和四氟乙烯共聚而成,具备优良的性能,易于加工且具有耐溶剂和辐射特性。作为建筑结构中的新材料,ETFE膜材已在国外一些体育场馆和温室中得到应用,在我国的建筑设计上也逐渐受到重视,尤其在2008年奥运场馆建设中,ETFE膜材备受青睐。