膜結(jié)構(gòu)類型
從結(jié)構(gòu)形式上大致可分為骨架式、張拉式、充氣式膜結(jié)構(gòu)3種形式
1.骨架式膜結(jié)構(gòu)(Frame Supported Structure)
以鋼構(gòu)或是集成材構(gòu)成的屋頂骨架后,在其上方張拉膜材的構(gòu)造形式,下部支撐結(jié)構(gòu)安定性高,因屋頂造型比較單純,開口部不易受限制,且經(jīng)濟(jì)效益高等特點(diǎn),廣泛適用于任何大小規(guī)模的空間。
2.張拉式膜結(jié)構(gòu)(Tension Suspension Structure)
以膜材、鋼索及支柱構(gòu)成,利用鋼索與支柱在膜材中導(dǎo)入張力以達(dá)安定的形式。除了可實(shí)踐具有創(chuàng)意、創(chuàng)新且美觀的造型外,也是最能展現(xiàn)膜結(jié)構(gòu)精神的構(gòu)造形式。近年來,大型跨距空間也多采用以鋼索與壓縮材料構(gòu)成鋼索網(wǎng)來支撐上部膜材的形式。其施工精度要求高,結(jié)構(gòu)性能強(qiáng),且具豐富的表現(xiàn)力。
3.充氣式膜結(jié)構(gòu)(Pneumatic Structure)
充氣式膜結(jié)構(gòu)是將膜材固定于屋頂結(jié)構(gòu)周邊,利用送風(fēng)系統(tǒng)讓室內(nèi)氣壓上升到一定壓力后,使屋頂內(nèi)外產(chǎn)生壓力差,以抵抗外力,因利用氣壓來支撐,及鋼索作為輔助材,無需任何梁、柱支撐,可得更大的空間,施工快捷,經(jīng)濟(jì)效益高,但需維持進(jìn)行24小時(shí)送風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),在持續(xù)運(yùn)行及機(jī)器維護(hù)費(fèi)用的成本上較高。
膜材料
用于膜結(jié)構(gòu)建筑中的膜材是一種具有強(qiáng)度,柔韌性好的薄膜材料,是由纖維編織成織物基材,在其基材兩面以樹脂為涂層材所加工固定而成的材料,中心的織物基材分為聚酯纖維及玻璃纖維,而作為涂層材使用的樹脂有聚氯乙烯樹脂(PVC)、硅酮(silicon)及聚四氟乙烯樹脂(PTFE),織物基材及涂層材分別具有影響下列的功能性質(zhì)。
織物基材——抗拉強(qiáng)度,抗撕裂強(qiáng)度,耐熱性,耐久性,防火性。
涂 層 材——耐候性,防污性,加工性,耐水性,耐品,透光性。
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膜結(jié)構(gòu)特性:
◇ 聲學(xué)性能
一般膜結(jié)構(gòu)對(duì)于低于60Hz的低頻幾乎是透明的,對(duì)有特殊吸音要求的結(jié)構(gòu)可以采用具有FABRASORB裝置的膜結(jié)構(gòu),這種組合比玻璃具有更強(qiáng)的吸音效果。
◇ 保溫性能
單層膜材料的保溫性能與磚墻相同,優(yōu)于玻璃。同其他材料的建筑一樣,膜建筑內(nèi)部也可以采用其他方式調(diào)節(jié)其內(nèi)部溫度。例如:內(nèi)部加掛保溫層,運(yùn)用空調(diào)采暖設(shè)備等。
◇ 防火性能
如今廣泛使用的膜材料能很好地滿足對(duì)于防火的需求,具有卓越的阻燃和耐高溫性能,達(dá)到法國(guó)、德國(guó)、美國(guó)、日本等多國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。
◇ 力學(xué)性能
中等強(qiáng)度的PVC膜:其厚度僅0.61mm,但它的拉伸強(qiáng)度相當(dāng)于鋼材的一半。中等強(qiáng)度的PTFE膜:其厚度僅0.8mm,但它的拉伸強(qiáng)度已達(dá)到鋼材的水平。膜材的彈性模量較低,這有利于膜材形成復(fù)雜的曲面造型。
◇ 光學(xué)性能
膜材料可濾除大部分紫外線,防止內(nèi)部物品褪色。其對(duì)自然光的透射率可達(dá)25%,透射光在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生均勻的漫射光,無陰影,無眩光,具有良好的顯色性,夜晚在周圍環(huán)境光和內(nèi)部照明的共同作用下,膜結(jié)構(gòu)表面發(fā)出自然柔和的光輝,令人陶醉。
◇ 自潔性能
PTFE膜材和經(jīng)過特殊表面處理的PVC膜材具有很好的自潔性能,雨水會(huì)在其表面聚成水珠流下,使膜材表面得到自然清洗
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