現在,一種類似帳篷、充滿柔性的建築越來越多地出現在城市廣場、大型公園和街邊景點,其豐富的造型、優美的曲線吸引了大眾的目光,這就是被譽為21世紀建築的膜結構。中國園林網5月23日消息:現在,一種類似帳篷、充滿柔性的建築越來越多地出現在城市廣場、大型公園和街邊景點,其豐富的造型、優美的曲線吸引了大眾的目光,這就是被譽為21世紀建築的膜結構。
膜結構是一種特殊的現代建築結構,它是以高強度柔韌性薄膜材料與張拉體係相結合,形成的具有一定剛度的空間結構體,是集建築學、結構力學、精細化工與材料科學為一體的高科技工程,廣泛應用於體育健身設施、文化娛樂設施、交通運輸設施、工農業建築及標誌性建築中。在發達國家,膜結構應用已有50多年的曆史,發展勢頭強勁;在我國,其理論和實踐才剛剛起步。
膜結構建築中最常用的膜材料是PTFE膜材料和PVC膜材料。PTFE膜材料是指在用極細的玻璃纖維編織成的基布上塗抹PTFE(聚四氟乙烯)樹脂而形成的複合材料,其特點是:強度高、耐久性好、防火阻燃、自潔性好,而且不受紫外光的影響,使用壽命在20年以上;具有高透光性,透光率為13%,而且透過膜材料的光線是自然散漫光,不會產生陰影,也不會發生眩光;對太陽能的反射率為73%,因而吸收熱量少,即使在夏季太陽暴曬的情況下,建築內部也不會受太大影響。PVC 膜材料是在聚酯纖維編織的基布上塗抹PVC(聚氯乙烯)樹脂而形成的複合材料,PVC膜材料的強度及防火性與PTFE 相比具有一定差距,使用年限一般在7到15年。為了解決PVC膜材料的自潔性問題,通常在PVC 塗層上再塗抹PVDF(聚偏氟乙烯)形成PVDF 膜材料。

根據結構形式的不同,膜結構可分為3類:骨架式膜結構、充氣式膜結構和張拉式膜結構。骨架式膜結構是在鋼架或其他材料的骨架上鋪裝膜材料,由此構成屋頂或外牆壁的構造形式。造型包括平麵形,單曲麵形,和以鞍形為代表的雙曲線形。充氣式膜結構是向由膜結構構成的室內充入空氣,並保持室內空氣的壓力始終大於室外空氣壓力,由此使膜材料處於張力狀態來抵抗負載及外力的構造形式,分單層結構和雙層結構兩種形式。張拉式膜結構是通過拉索將膜材料張拉於結構上而形成的構造形式,膜表麵通過自身曲率變化達到內外力平衡。
膜結構建築除能滿足傳統的一般功能要求外,還具有如下顯著優勢:
一、經濟。膜結構建築的造價僅為傳統建築造價的1/3至1/2 ,張拉結構的造價根據不同的跨度和設計方案差異較大,但與傳統建築方式相比,其價格效益比都非常明顯。同時,由於膜材具有一定的透光率,白天可減少照明強度和時間,能很好地節約能源,夜間彩燈透射形成的絢爛景觀也能達到很好的廣告宣傳效果。
二、工期短。膜結構建築工程中所有加工和製作均在工廠內完成,可減少現場施工時間,避免出現施工交叉。與傳統建築方式相比,膜結構建築的施工周期至少可縮短一半,一般項目可在兩個月內竣工,施工期間不影響其他工程的施工進度。

三、跨度大。膜結構建築中使用的膜材料很輕,每平方米的重量隻有1公斤左右,因此膜結構可以從根本上克服傳統結構在大跨度(無支撐)建築上實施所遇到的困難,並能創造開闊的無遮擋可視空間,有效增加空間使用麵積。目前膜結構建築的最大跨度已超過200米。
四、造型獨特,呈現富於變幻、新奇誘人的視覺效果,其運用範圍不僅限於體育或展覽建築,還向房屋及景觀建築等各個方麵擴展。膜結構工程規模可大可小,有街頭小品,也有候機大廳、體育場;壽命可長可短,可以是臨時性展篷,也可以是30年以上的長期建築;色彩可素可花,膜材料像布一樣可以染成各種花色,尤其是膜材料的半透明性能,使夜空中的膜建築在燈光照射下,呈現出夢幻般的色彩。
五、自潔性:膜結構建築中采用具有防護塗層的膜材料,因此具有良好的自潔效果,可利用雨水的自然衝刷進行建築物的外觀清潔,同時也確保了建築的使用壽命。另外,膜結構還具有便於運輸、易更新及不易積雪等優點。