膜结构是一种现代建筑形式,结合了建筑学、结构力学、材料科学及计算机技术等多个领域,展现了很高的技术水准。这种结构的曲面可以根据建筑师的创意和整体环境的需要进行灵活调整,从而创造出独具特色的标志性工程。
在艺术性方面,膜结构充分发挥了建筑师的想象力,展现出了结构构件清晰受力的美感。这种设计不仅美观,同时也尽可能地优化了成本,展现出其经济学的优势。膜材的透光特性使得白天可以自然采光,从而减少了照明的需要,有效节能。而到了夜晚,膜结构通过彩灯的透射呈现出绚丽的视觉效果,成为一种强有力的广告宣传工具。
膜结构的优势还在于其大跨度设计,能够克服传统建筑在无支撑大跨度方面的局限,创造出宽敞的无遮挡空间,增加了可使用的面积。此外,膜建筑的自洁特性也十分显著,采用特殊涂层的膜材可以有效进行自我清洁,同时延长建筑物的使用寿命。
从工期角度来看,膜建筑的施工效率相对较高。所有的加工和制作工作一般在工厂进行,能够有效缩短现场施工时间并减少施工期间的交叉作业带来的困扰。
膜结构广泛应用于各类大型公共设施,比如体育场馆、机场大厅、展览中心、购物中心等,同时也适合用作休闲设施及各种标志性建筑。膜材料的工艺性使得其在制作复杂的空间曲面时具有很大优势,可以通过钢骨架或索具实现各种形态,展现膜材料在受力成形方面的独特之美。
膜结构所使用的材料主要由基布和涂层两部分构成。常用的膜材分为三大类:PVC膜材、PTFE膜材和ETFE膜材。
PVC膜材由聚酯纤维涂覆聚氯乙烯(PVC),为了提升性能,通常在表面附加聚偏四氟乙烯(PVDF)涂层,以增强抗老化和自洁能力,使用寿命可达约25年,适用于半永久性建筑。
PTFE膜材则由玻璃纤维涂覆聚四氟乙烯(Teflon)。PTFE材料具有较高的强度和良好的自洁性及耐久性,应用寿命一般在30年以上,适合用于永久性建筑,但造价较高,裁剪和加工要求精度较高。
ETFE膜材是一种乙烯四氟乙烯共聚物,兼具良好的性能和易加工性,具有耐溶剂和耐辐射的特性。作为膜结构的第三大类产品,ETFE膜材在国外的一些体育场馆和温室中已有应用。在中国,膜结构建筑设计和施工起步较晚,目前主要采用PVC膜材,偶尔使用PTFE膜材,而ETFE膜材在2008年奥运场馆建设中获得了广泛关注。








