膜结构是一种创新的建筑形式,将建筑学、结构力学、材料科学以及计算机技术融为一体,具有极高的技术含量。这种结构的曲面设计可灵活应对建筑师的创意需求,从而与整体环境相结合,打造出独特的标志性建筑。
艺术性方面,膜结构能够充分展现建筑师的创造力,同时体现结构构件的优美性和受力美感。
在经济性方面,由于膜材具备良好的透光性,白天可以有效减少照明需求,节省能源。同时,夜间通过灯光照射形成的色彩斑斓的景观,也能为建筑带来良好的广告效益。
膜结构最大的优势是其大跨度特性,可以解决传统结构在大跨度建筑设计中面临的难题,从而创造出宽广的无遮挡可视空间,提升空间使用效率。
膜建筑还具备自洁性,在膜材上采用防护涂层,可以实现良好的自洁效果,延长建筑的使用寿命。
在工期短的优势上,由于膜结构的加工和制作大多数在工厂内完成,减少了现场施工时间,避免了施工过程中的交叉干扰,相比传统建筑工程大大缩短了施工周期。
膜结构广泛应用于各类大型公共设施,如体育场馆的屋顶系统、机场、展览中心及购物中心等,同时也适用于休闲设施、工业设施以及标志性建筑等。膜结构的设计灵活,可以实现多种轻量级屋顶形式。
膜材的优良工艺性使得其能够形成一些使用刚性材料难以制造的复杂曲面,这种柔性材料可以通过钢骨架支撑或通过张拉索具形成多样的空间形态。膜构造出的曲面光滑、柔和,能清晰呈现膜材的受力成形之美。
膜结构所采用的膜材料主要由基布和涂层两部分组成。基布通常为聚酯纤维或玻璃纤维,涂层材料包括聚氯乙烯(PVC)和聚四氟乙烯(PTFE)。常见的膜材分为三个主要类别: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(PVC)制成。为了提升其性能,通常在表面添加聚偏四氟乙烯(PVDF)涂层,从而增强抗老化和自洁性能,其使用寿命可达到约25年。采用PVC膜材建造的膜结构通常是半永久性建筑。
PTFE膜材是由玻璃纤维涂覆的聚四氟乙烯(Teflon),其强度高、弹性模量大且具备优良的自洁和耐火性能,虽然价格较高且不易折叠,对裁剪和制作精度要求高,寿命一般可达30年以上,适合用于永久性建筑。
ETFE膜材则是由乙烯四氟乙烯共聚物(Ethyiene-tetrafluoroethylene)制成,兼具聚四氟乙烯的优异性能和乙烯的加工优势,具备耐溶剂与耐辐射的特性。ETFE膜材是继PVC和PTFE膜材后,适用于建筑的新型材料,目前在一些国外体育场馆及温室已有应用,而在我国膜结构建筑设计和施工中仍处于起步阶段。
总体而言,膜结构凭借其独特的技术特性与灵活的设计理念,正在逐渐成为现代建筑行业的新宠。








