膜结构是一种现代化的建筑形式,结合了建筑学、结构力学、精细化工、材料科学和计算机技术等多个领域,呈现出极高的技术含量。膜结构的曲面设计灵活多变,能够根据建筑师的创意和环境要求打造出具有标志性的工程。
艺术性方面,膜结构充分发挥建筑师的创造力,同时展现出结构构件之间受力的美感。经济性是膜结构的另一个特点,膜材的透光性能在白天能够减少照明的使用,从而有效节约能源。晚上,膜材的彩灯效果又能创造绚丽的视觉景观,帮助提升广告宣传效果。
膜结构的大跨度特性使其能够克服传统建筑在无支撑大空间使用上的局限,创造出宽敞的无遮挡视觉空间,从而扩大了使用面积。在自洁性能方面,膜建筑采用具有防护涂层的膜材,保证了良好的自洁效果,并延长了建筑使用寿命。
膜建筑的施工周期相对较短,这是因为其所有的加工与制作均在工厂内完成,减少了现场施工的时间,并且避免了施工过程中的交叉干扰。这使膜建筑适用于各种大型公共设施,如体育场馆的屋顶系统、机场大厅、展览中心和购物中心等,同时也适合用于休闲设施和标志性建筑。
膜材的工艺性非常优越,膜材是柔性材料,能够实现一些用刚性材料难以制造的复杂空间曲面。膜结构可以依靠钢骨架支撑或索具张拉,从而生成各种曲面,这些曲面既光顺又柔和,明确展示出膜的受力形态之美。
膜材料一般由基布和涂层两部分组成。基布通常使用聚酯纤维和玻璃纤维材料,而涂层主要是聚氯乙烯(PVC)和聚四氟乙烯(PTFE)。常见的膜材可以分为三大类:PVC膜材、PTFE膜材和ETFE膜材。
PVC膜材是聚酯纤维涂覆聚氯乙烯(PVC)的,表面可涂覆聚偏四氟乙烯(PVDF)以提升抗老化和自洁能力,通常可维持约25年的使用寿命。用PVC膜材建造的膜结构一般属于半永久性建筑。
PTFE膜材是玻璃纤维涂覆聚四氟乙烯(Teflon),具有高强度、高弹性模量、自洁能力以及优秀的耐久性和耐火性能,使用寿命一般超过30年,但价格相对较贵并且制作要求高,适用于更高级的建筑设计。
ETFE膜材是乙烯四氟乙烯共聚物,兼具聚四氟乙烯的优良性能和乙烯的易加工性,同时具备耐溶剂和耐辐射的特性。ETFE膜材作为建筑材料的第三类别,已经在国外的某些体育场馆和温室中得到应用。尽管我国膜材结构建筑起步较晚,但在2008年奥运会场馆建设中,ETFE膜材成为了受到广泛关注的材料。








