膜结构作为一种新兴的建筑形式,融合了建筑学、结构力学、材料科学与计算机技术等多个领域的知识,展现出了极高的技术水平。这种结构的曲面设计可以根据建筑师的创意进行调整,结合周围环境,打造出具有标志性的工程。
艺术性方面,膜结构让建筑师的想象力得以充分施展,结构的美感在受力之下显露无遗。经济性同样突出,膜材具备良好的透光性,白天能够有效减少照明需求,从而节约能源。同时,在夜晚,灯光透过膜材形成的绚丽场景也为广告宣传提供了良好的平台。
膜结构最大的优势之一是大跨度的应用,无支撑的设计克服了传统建筑所面临的困难,创造出巨大的无遮挡视觉空间,有效提升了空间的使用效率。此外,膜建筑还具有自洁性,选用的膜材配备有防护涂层,确保建筑的清洁和使用寿命。
膜建筑的项目工期相对较短,这得益于所有的加工和制作均在工厂内完成,从而减少了现场施工的时间和交叉作业的情况。膜结构被广泛应用于大型公共场所,如体育场馆、机场大厅、展览中心、购物中心及平台等场合,同时也适用于休闲设施和标志性建筑。
工艺性方面,膜材作为柔性材料,易于实现复杂的空间曲面,而传统刚性材料则难以制造这些形状。膜材料可以在钢骨架的支撑下,或者通过索具的张拉来构建各种各样的空间形式,展现出其独特的受力美感。由于膜材料的基布和涂层组合,可以使用不同的膜材来满足建筑的需求。
膜材料主要包括PVC膜材、PTFE膜材和ETFE膜材三大类。其中,PVC膜材由聚酯纤维涂覆聚氯乙烯,经过改进其表面有PVDF涂层,能够提升抗老化和自洁能力,其使用寿命约为25年。PTFE膜材则是玻璃纤维涂覆聚四氟乙烯,表现出高强度和优良的耐久性,寿命通常在30年以上,更适用于全封闭建筑。ETFE膜材作为最新的一类建筑膜材料,具备优良的性能,如耐溶剂和耐辐射,已经在国外的一些体育场馆和温室中得到了有效应用。
尽管中国在膜材料结构建筑的设计与施工上起步较晚,但PVC膜材依然占据了市场的主流,而PTFE和ETFE膜材的应用逐渐在增多。在2008年北京奥运场馆建设中,ETFE膜材成为了广受欢迎的材料,表现出其在膜结构建筑中的无限潜力。