充气膜的前世今生
日期：2017-04-19
膜结构是轻型空间结构的一个重要分支，除丰富多彩的造型外，还有优异的建筑特性、结构特性、和适宜的经济型，因此膜结构的诞生，就迅速在世界各地发展起来。而膜结构建筑主要分为张拉膜结构、骨架膜结构、充气膜结构、索桁架膜结构、张拉整体与索穹顶膜结构。 充气膜结构是一个相对密闭的空间结构，与传统空间结构建筑不一样的是，它通过风机向结构内部鼓风送气，使膜结构内外保持一定的压力差，以保证膜结构体系的刚度，维持所设计的形状。 同时压力控制系统可使结构维持一定的内外压，保证结构稳定性。
1917年，英国W.Lanchester 发明了一种充气膜结构作为右外医院建筑屋面，这是一种安装便捷、造价经济的屋面体系，但是他本人并未建成。 1946年，英国人Walter Bird建成第一个现代充气膜结构，多普勒雷达穹顶（Doppler Radome），直径15m，矢高18.3m，采用以玻璃纤维为基布氯丁二烯橡胶为涂层的膜材。1950~1970年间，相继在美国、德国等地建造了大量类似穹顶，最大直径达到60m。 1970年日本大阪世博你（EXPO’70）为膜结构发展提供了契机。因日本多地震，且展馆多位于软土低级，因此，展馆宜采用轻结构体系。由David Geiger完成结构设计的美国馆，首次建成了大跨低轮廓充气膜结构，平面为139m×78m的椭圆。 1972年~1984年，由David Geiger设计，Birdair公司在美国建成银色穹顶（Silver Dome，220m×159m）等7座巨大型充气膜结构，但多数膜结构被证明大跨度的膜结构难以有效抵抗恶劣气候条件。 1988年，日本建成东京穹顶（Toyko Dome）。虽然充气膜结构技术达到了一个新的台阶，但之后世界各地再也没有建造过巨大型充气膜结构建筑。 充气膜结构在索穹顶体系出现之前，创造了段大跨建筑的辉煌发展史。 充气膜结构做一种新型的空间建筑，具有传统建筑无法比拟的优势。特别对于需要大面积大空间的作业厂区，它比任何建筑更具有优势，因此它可广泛应用在需要大跨度作业空间。 因此它可应用于大面积作业车间、仓库、体育场馆、展览馆等。
充气膜结构体育馆应用及优势 充气膜结构是目前世界上解决大跨度项目施工最流行的工程结构，该结构通过压力控制系统向建筑物内充气，使覆盖膜体产生一定的预张应力而形成建筑体的结构体系。 “气承式”充气膜结构是现代建筑结构形式中的一种，“气承式” 是指用空气支撑的建筑。将设计、制作成型的建筑膜体，固定在基础梁的周边，通过机械系统向室内空间充气，使膜面逐渐膨胀成稳定形态，并承受外部荷载与作用的一种建筑形式。室内外压力差一般在250帕左右，相当于住宅楼1层到9层大气压差，普通人生理上并无感觉。靠压力差使膜结构体稳定以抵抗外界风、雨、雪荷载，因无需任何梁、柱支撑，故可获得最大的使用空间。白天用自然光可不用照明。充气体育馆的三层膜结构保温技术，相当于传统三七墙的保温K值，制冷和供暖的能耗只用传统建筑的三分之一。因此，充气膜结构建筑已成为世界上最节能的建筑形式。自动供风系统采用调频技术，根据室外风压自动调节供风量，保障以最经济的方式运行。充气体育馆室内压力为自动化控制，略高于室外。因此，空气密度大、相对含氧量高。所以，欧美国家将充气体育馆普遍应用于学校和居民社区体育馆。
■ 独特的无梁柱设计：由于是气压承载，气承膜结构内并无梁柱。空间高跨比为1/4～1/2。
■ 力学性能：中等强度的PVC膜，其厚度仅0.61mm，但它的拉伸强度相当于钢材的一半。膜材的弹性膜量较低，这有利于膜材形成复杂的曲面造型。
■ 光学性能：膜材料可滤除大部分紫外线，防止内部物品褪色。其对自然光的透射率可达25%，透射光在结构内部产生均匀的漫射光，无阴影，无眩光，具有良好的显色性。夜晚在周围环境光和内部照明的共同作用下，膜结构表面发出自然柔和的光辉，令人陶醉。
■ 声学性能：一般膜结构对于低于60hz的低频几乎是“透明”的。
■ 防火性能：如今广泛使用的膜材料能很好地满足对于防火的需求，具有卓越的阻燃和耐高温性能，达到中国、法国、德国、美国、日本等多国标准。
■ 保温节能：气承膜结构外围护是单一材料，不分外墙和屋面，没有冷桥。外围护可采用单层膜、双层膜以及内部加挂保温层等等。根据不同用途可灵活设计。利用气承膜结构的高反射率、轻质保温材料以及全密封结构，气承膜结构比普通建筑节能70%以上。
■ 自洁性能：经过特殊表面处理的pvc膜材具有很好的自洁性能，雨水会在其表面聚成水珠流下，使膜材表面得到自然清洗。
■ 室内洁净空间：由于室内气压大于室外气压，室外灰尘难以进入室内。在机械系统部分加装空气过滤器后，就可以用非常廉价的方式达到高洁净度要求。
■ 现场施工周期：一般短于25天。 立志环保事业 小薄膜担当重大责任 华北地区 充气膜技术领导者 ！
