膜结构的设计与建造近年来越来越受到重视,其核心材料为膜材料,主要由基布和涂层两部分组成。膜材料通常分为PVC膜材、PTFE膜材和ETFE膜材三大类。
PVC膜材的结构为聚酯纤维涂覆聚氯乙烯(PVC),为了提高其性能,表面可进一步涂覆一层聚偏四氟乙烯(PVDF),从而增强抗老化性和自洁能力,其使用寿命可达到约25年。此种膜材普遍用于构建半开放式建筑。
PTFE膜材是由玻璃纤维涂覆聚四氟乙烯(Teflon)制成,具有强度高、弹性模量大等优良特性,且具备出色的耐久性和耐火性,然而其价格相对较高,且难以折叠,裁剪制作精度要求较高,使用寿命可以达到30年以上,适用于开放式建筑。
ETFE膜材,即乙烯四氟乙烯共聚物,具有优良的性能及易加工性,还具备很好的耐溶剂和耐辐射性能。作为第三大膜材类型,ETFE膜材已在部分国外体育场馆和温室中广泛应用。在中国,膜材结构建筑的设计和施工起步相对较晚,目前多数膜结构采用PVC膜材,PTFE膜材的使用相对较稀,ETFE膜材在2008年奥运场馆建设中逐渐受到关注和青睐。
膜结构建筑不仅在艺术性上展现了建筑师的想象力,同时也体现了结构构件的受力之美。其经济性体现在膜材的透光率,白天可降低照明需求,从而有效节约能源,而夜间的彩灯透过膜材形成美丽的景观,亦具备良好的广告宣传效果。
不仅如此,膜结构的大跨度性能使其能够克服传统建筑在大跨度(无支撑)设计中的困难,创造出开阔的无遮挡空间,提升空间使用效率。同时,膜材的自洁性能使建筑物得以保持良好的外观,延长使用寿命。
膜建筑工艺旨在缩短工期,所有加工和制作均在工厂内进行,有效降低现场施工时间并减少施工交叉,整个过程相较于传统建筑更为迅速。在大型公共设施,如体育场馆、机场大厅、展览中心等,以及休闲与工业设施、标志性建筑等方面,膜建筑的应用前景广阔。
最后,膜材的良好工艺性使得建筑师能够设计出流畅且复杂的空间曲面,膜结构的支撑不仅依赖于钢骨架,还可以借助索具产生丰富多样的空间效果。不论是细腻的曲面,还是结构的受力美,都体现了膜结构的独特魅力。








