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相关知识： 膜结构的种类和选择

一、膜结构是什么

膜结构又叫张拉膜结构，是一种建筑与结构结合的结构体系，是采用高强度柔性薄膜材料与辅助结构通过一定方式使其内部产生一定的预张应力，并形成应力控制下的某种空间形状，作为覆盖结构或建筑物主体，并具有足够刚度以抵抗外部荷载作用的一种窄间结构类型。

膜结构是20世纪中期发展起来的一种新型建筑结构类型，它打破了纯直线建筑风格的模式，以其独有的优美曲面造型，简洁、明快、刚与柔、力与美的组合，给人耳目一新的感觉，同时给建筑设计师提供了更大的想象和创造空间。

二、膜结构的优点

1、大跨度。膜结构自重轻、抗震性能好，可以不需要内部支承，克服了传统结构在大跨度（无支撑）建筑上实现所遇到的困难，可创造巨大的无遮挡可视空间，有效增加空间使用面积。

2、艺术性。膜结构突破了传统的建筑结构类型，以造型学、色彩学为依托，可结合自然条件，充分发挥建筑师的想象力，根据创意建造出传统建筑难以实现的曲线及各种造型，且色彩丰富，富有时代气息，体现结构构件受力之美。配合灯光易形成夜景，给人以现代美的享受。

3、经济性。膜材料具有一定的透光率，白天可减少照明强度和时间，节约能源；夜间彩灯透射可形成绚烂的景观。而且，膜结构能够拆卸，易于搬迁，特别是在建造短期应用的大跨度建筑时，更为经济。

4、安全性。膜材料具有的阻燃性和耐高温性，能很好地满足防火要求；膜结构属柔性结构，能够承受很大的位移，不易整体倒塌；膜结构自重轻，抗震性能比较好。

5、自洁性。膜建筑中采用具有防护涂层的膜材，本身不发黏，落到膜材表面的灰尘可以靠雨水的自然冲洗而达到良好的自洁效果，同时保证建筑的使用寿命。

6、工期短。膜片的裁剪、钢索及钢结构等的制作均在工厂完成，减少现场施工时间，可与下部钢筋混凝土结构或构件等同时进行，避免施工交叉，在施工现场只是钢索、钢结构及膜片的连接安装定位及张拉的过程，故现场施工安装、迅速快捷，相对传统建筑工程工期较短。

7、适用广。从气候条件看，膜结构建筑适用的地域广阔；从规模上看，可以小到单人帐篷、花园小品，大到覆盖几万、几十万平方米的建筑。甚至有人曾设想覆盖一个小城，实现人造自然。

三、膜结构的缺点

1、耐久性差。一般的膜材使用寿命为15～25年，与传统的混凝土及钢材相比有较大的差距，与“百年大计”的设计理念不同。

2、隔热性差。如果强调透光性，只能用单层膜，隔热性就差，因而冬天冷、夏天热，需要空调。

3、隔音效果较差。单层膜结构只能用于隔音要求不高的建筑。

4、抵抗局部荷载能力差。屋面会在局部荷载作用下形成局部凹陷，造成雨水或雪的淤积，使屋盖在淤积处的荷载增加，可能导致屋盖撕裂（帐蓬结构）或翻转（充气结构）。

5、维护难。充气结构还需要不停地送风，因此维护和管理特别重要。另外。气承式充气结构必须是密闭的空间，不宜开窗。

6、环保问题。使用的膜材都是不可再生的，一旦达到使用年限，拆除的膜材便成为城市垃圾而无法处置，正在研制开发膜材的可回收利用，并已取得了一定的进展。

四、膜结构的种类有哪些

1、按膜材料分类

（1）聚酯纤维膜：由聚酯纤维织成的高强度膜材料，适用于中小型建筑和景观遮阳。

（2）聚氯乙烯膜：由聚氯乙烯树脂加工制成的膜材料，适用于大型室内和室外建筑。

（3）乙烯-四氟乙烯共聚物膜：由乙烯-四氟乙烯共聚物织成的高强度膜材料，适用于大型室内和室外建筑。

2、按辅助结构分类

（1）骨架膜结构：以钢架支撑的膜结构，结构稳固，适用于大型室内和室外建筑。

（2）张拉膜结构：以张拉索和支柱支撑的膜结构，造型轻盈、多样，适用于商业、住宅、景观等场所。

（3）充气膜结构：将空气引入膜材料中，使膜材料膨胀并形成建筑结构的形态，适用于大型室内和室外建筑。

3、按建筑形态分类

（1）球形膜结构：以球形为基础形态的膜结构，通常用于景观雕塑和小型建筑。

（2）伞形膜结构：以伞形为基础形态的膜结构，适用于商业、住宅等场所。

（3）气垫膜结构：以气垫为基础形态的膜结构，适用于大型室内和室外建筑。

五、膜结构怎么选择

1、膜材料的性能

膜材料是膜结构的核心部分，它决定了膜结构的强度、耐久性、防火性、防污性等。常用的膜材料有聚酯纤维涂层玻璃纤维（PVC）、聚四氟乙烯（PTFE）、乙烯四氟乙烯共聚物（ETFE）等。不同的膜材料有不同的特点和适用范围，我们应该根据项目的要求和预算，选择合适的膜材料。

2、膜结构的形式

膜结构有很多种形式，比如张拉膜结构、气压膜结构、索网膜结构等。不同的形式有不同的受力方式和空间效果，我们应该根据场地的条件和功能的需求，选择合适的形式。

3、膜结构的尺寸

膜结构的尺寸影响了膜结构的稳定性和美观性，我们应该根据场地的大小和高度，选择合适的尺寸。一般来说，膜结构的跨度越大，需要的支撑结构越少，但是也越容易受到风力的影响；膜结构的高度越高，需要的索杆越长，但是也越容易产生大面积的阴影。

4、膜结构的颜色

膜结构的颜色影响了膜结构的视觉效果和环境适应性，我们应该根据场地的背景和气候条件，选择合适的颜色。一般来说，浅色的膜结构可以反射更多的阳光，降低室内温度，但是也容易显得单调；深色的膜结构可以吸收更多的阳光，提高室内温度，但是也容易显得沉重。

5、膜结构的安装和维护

膜结构的安装和维护是一个复杂而专业的过程，我们应该选择有经验和资质的施工单位和服务商，确保品牌膜结构的质量和安全。我们还应该定期对膜结构进行检查和清洁，及时发现和处理问题，延长膜结构的使用寿命。