膜結(jié)構(gòu)——21世紀(jì)的寵兒

字號:

大阪萬國博覽會中的美國館采用不著氣承式空氣膜結(jié)構(gòu)。這個擬橢圓、軸線尺寸為140m*83.5m的展覽館是世界上第一個大跨度的膜結(jié)構(gòu),而且是首次采用了聚氯乙烯(PVC)涂層的玻璃纖維織物。作為一種真正的現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu),大阪萬國博物會的展覽館標(biāo)志著膜結(jié)構(gòu)時代的開始。從自以后,膜結(jié)構(gòu)在世界范圍內(nèi)得到了迅猛的發(fā)展。從跨度來說,美國寵提亞克的“銀色穹頂”氣承式空氣膜結(jié)構(gòu)的平面有234.9m*183m,開始采用聚氯乙烯(PVC)涂層的玻璃纖維織物,類似的大型體育館在北美就建了九座。從面積來說,沙特阿拉伯吉大機(jī)場大廳的懸掛膜結(jié)構(gòu)占地42萬平方米。作為膜結(jié)構(gòu)的一種新形式,索穹頂于1988年首先用在漢城奧運(yùn)會的體操館與擊劍館,其后又在一些體育建筑中得到推廣,例如1996年亞特蘭大奧運(yùn)會的“佐治亞穹頂”,擬橢圓形的尺寸達(dá)240m*193m.為了慶祝新千年的到來,英國在倫敦建成了直徑達(dá)320m的“千氣穹頂”。整個展覽大廳總面積為8萬平方米。覆蓋其上的是72塊聚氯乙烯(PVC)涂層的玻璃纖維織物板,千年穹頂以其獨(dú)特的膜結(jié)構(gòu),顯示了當(dāng)今建筑技術(shù)與材料科學(xué)的發(fā)展水平。
    中國現(xiàn)代空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展受到了西方國家先進(jìn)技術(shù)的影響。近幾年來,在膜結(jié)構(gòu)應(yīng)用上顯示了活躍的趨勢。雖然一開始工程規(guī)模不大,但已逐漸擴(kuò)展到更大的面積和跨度。所采用的技術(shù)與材料在某種程度上還要依靠國外,但預(yù)計會有更多的工程依靠自己的力量來完成。
    1)膜材
    膜結(jié)構(gòu)只有在材料問題行到解決之后才得以大量推廣應(yīng)用,因此關(guān)鍵問題是要提供滿足功能要求、耐久性好與經(jīng)濟(jì)的膜材。用于膜結(jié)構(gòu)有二種主要建筑織物,即涂敷聚四氟乙烯(PTFE)的玻璃纖維織物和涂敷聚氯乙烯(PVC)的聚脂織物。PTFE玻璃纖維織物具有強(qiáng)度高、半透明、耐火不燃以及自潔性好的特點。雖然材料的保證年限是25年,但按照實際使用的經(jīng)驗,實際使用壽命將會更長。玻璃纖維膜材的缺點是價格較貴。PVC聚脂織物與玻璃纖維織物相比,其強(qiáng)度等性能稍差,使用年限也較短,但價格卻很便宜,大約在1/5左右。為了改進(jìn)其性能可在涂層外再加一層面層,聚氟乙烯(PVF)或聚偏氟乙烯(PVDF)。這種面層能保護(hù)織物抵搞紫外線的侵蝕,并改進(jìn)其自潔性。
    目前國內(nèi)有好多廠家都能生產(chǎn)PVC 涂層的聚脂織物,但其性能尚未完全達(dá)到建筑織物的要求,作為建筑用的永久性材料尚需進(jìn)一步提高。最近有些公司正在試制PVC面層的聚酯織物和PTFE玻璃纖維織物,外觀與性能都大有改進(jìn)。
    2)發(fā)展前景
    從多年國內(nèi)外的實踐經(jīng)驗來看,膜結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)大的生命力,必將是21世紀(jì)建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展的主流。預(yù)計最能發(fā)揮膜結(jié)構(gòu)優(yōu)勢的應(yīng)用領(lǐng)域有:
    1,需要自然采光的公共建筑,如體育館、訓(xùn)練房、展覽廳等,膜材的透性能很好地解決采光問題,又可節(jié)約能源,并給人以生種處于大自然環(huán)境中的感覺。