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概述:
充氣膜結(jié)構(gòu)是指在以高分子材料制成的薄膜制品中充入空氣后形成的結(jié)構(gòu)。
我們常說的的充氣膜結(jié)構(gòu)一般指氣承式膜結(jié)構(gòu)(Air-supported Membrane Structure),即是通過送風(fēng)向建筑物內(nèi)充氣(常為室外氣壓的1.001~1.003倍),使室內(nèi)外保持一定的壓力差從而支撐覆蓋膜體并保持其穩(wěn)定的形狀。
另一種充氣膜結(jié)構(gòu)(Inflated Membrane Structure)根據(jù)其外觀形式也稱為氣肋式、氣囊式膜結(jié)構(gòu),即向單個膜構(gòu)件內(nèi)充氣(常為室外氣壓的2~7倍),使其保持足夠的內(nèi)外壓差。構(gòu)件單個或組合在一起作為類似于梁、拱、平板等受力結(jié)構(gòu)構(gòu)件。這種結(jié)構(gòu)對膜材自身的氣密性要求很高,需不斷地向膜構(gòu)件內(nèi)充氣以保持必要的內(nèi)壓。
特點:
1. 氣承式膜結(jié)構(gòu)是最輕質(zhì)的結(jié)構(gòu)形式。由于跨中不需要任何支撐,因此適用于超大跨度的建筑,理論跨度甚至可達(dá)數(shù)千米,現(xiàn)實應(yīng)用中跨度達(dá)到幾百米,常適用于大型體育館、展覽廳等。
2. 膜材具備一定的透光性(常7%~20%),可以充分利用自然光,節(jié)約能源。
3. 氣承式空氣膜結(jié)構(gòu)充氣之后的曲面主要類似于圓球面或圓柱面,沒有太多的選擇余地。
4. 構(gòu)造簡單、施工方便、移動靈活。
5. 室內(nèi)需設(shè)置氣壓自動調(diào)節(jié)系統(tǒng),以及時地調(diào)整室內(nèi)外氣壓,從而適應(yīng)外部荷載的變化。
設(shè)計選用要點:
1. 排水——膜面應(yīng)保持不低于20%的排水(積雪)坡度,同時應(yīng)盡可能使表面排水均勻以減少膜材表面的污染差異。
2. 保溫——單層膜材的保溫性能大致相當(dāng)于單層玻璃,用于寒冷地區(qū)的有保溫需求的充氣膜結(jié)構(gòu)應(yīng)采用雙層、多層膜結(jié)構(gòu),兩層之間應(yīng)至少有250~300mm的空氣層。
3. 結(jié)露——充氣膜結(jié)構(gòu)應(yīng)用于游泳館、植物園等室內(nèi)濕度大的建筑時,應(yīng)注意結(jié)露的產(chǎn)生,可以采用空氣循環(huán)系統(tǒng)等措施解決。
4. 防火——對于永久建筑,盡可能選擇A級不燃的PTFE膜材。選擇難燃的PVC膜材時應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆阑鸫胧?,如遠(yuǎn)離可能的起火點。
5. 聲學(xué)——膜材對聲波的反射強(qiáng),同時隔聲性能差(特別是單層),因此一般適用于對隔聲要求不高的建筑。