、膜结构种类:骨架式、充气式、张拉式薄膜结构.
c、膜结构特点:
体 轻:由于膜结构采用的材料和结构确定了膜结构是一种轻型结构,与其他传统的建筑结构形式相比膜结构非常轻。
寿命长:膜结构建筑物属于半永久性的建筑。现在世界上使用最早的膜结构建筑已有30多年的历史,仍在使用中。它的钢质骨架只要做好防腐涂装,及时维护,便可永久使用。建筑用的膜材是一种高级的复合材料,具有良好的力学性能,强度高、耐老化,只要结构设计合理,膜结构建筑的安全使用寿命可长达50年。
自洁性:建筑用的膜材料表面无静电,对尘埃物没有吸附力,因此不易沾灰,即使落上一点灰尘也很容易被风雨除去。依次膜结构建筑总是以亮洁的表面出现在我们的视野中。
大跨度:可建成无中间支撑柱的大跨度建筑,一些大型公众活动场所,体育场馆,要求室内形成无立柱,大面积的开阔空间,这就给建筑师提出一个大难题。采用膜结构的屋顶,问题就大大简化了。因为单位面积的膜很轻,大大减轻了骨架的承重。必要时只要用室内外空气的微小压差就可以撑起很轻的屋顶。
工艺性好:膜材是柔性材料一些用刚性材料难以制造的复杂的空间曲面,采用膜结构就方便多了。膜材即可以靠钢骨架的支撑,也可以靠索具的张拉来生成各种各样的空间曲面。用膜结构生成的曲面光顺、柔和,又可以清晰地体现出膜的受力成形之美。
工期短:骨架的制作,面料的加工都是在工厂里进行的,因此大大缩短了工地现场的施工周期,减轻了工地现场多工种交叉作业,互相干扰的情况。
◇ 声学性能
一般膜结构对于低于60Hz的低频几乎是透明的,对有特殊吸音要求的结构可以采用具有FABRASORB装置的膜结构,这种组合比玻璃具有更强的吸音效果。
◇ 保温性能
单层膜材料的保温性能与砖墙相同,优于玻璃。同其他材料的建筑一样,膜建筑内部也可以采用其他方式调节其内部温度。例如:内部加挂保温层,运用空调采暖设备等。
◇ 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,达到法国、德国、美国、日本等多国标准。
◇ 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。 中等强度的PTFE膜:其厚度仅0.8mm,但它的拉伸强度已达到钢材的水平。 膜材的弹性模量较低,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。
◇ 自洁性能
PTFE膜材和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。
膜材料的选定
建筑膜结构的膜材,依涂层材不同大致可分为PVC膜与PTFE膜,膜材的正确选定应考虑其建筑的规模大小、用途、形式、使用年限及预算等综合因素后决定。
1、PVC膜(PVC-Coated Polyester) 膜结构建筑中的膜材是一种具有强度,柔韧性好的薄膜材料,是由纤维 编织成织物基材,在其基材两面以树脂为涂层材所加工固定而成的材料,中心的织物基材分为聚酯纤维及玻璃纤维,而作为涂层材使用的树脂有聚氯乙烯树脂(PVC),硅酮(silicon)及聚四氟乙烯树脂(PTFE),在力学上织物基材及涂层材分别具有影响下列的功能性质。
织物基材——抗拉强度,抗撕裂强度,耐热性,耐久性,防火性。涂 层 材——耐候性,防污性,加工性,耐水性,耐品,透光性。
2、PVDF膜
PVDF是二氟化树脂(Polyvinylidene Fluoride)的略称,在PVC膜表面处理上加以PVDF树脂涂层的材料称为PVDF膜。PVDF膜与一般的PVC膜比较,耐用年限改善至15~20年左右。
3、PVF 膜材
PVF是一氟化树脂(Polyvinyl Fluoride)的略称。PVF膜材是在PVC膜的表面处理上以PVF树脂做薄膜状薄片(laminate)加工,比PVDF膜的耐久性更佳,更具有防沾污的优点。但因为加工性、施工性与防火性都不佳,所以使用用途受到限制。
4、PTFE膜材
PTFE膜是在超细玻璃纤维织物上,涂以聚四氟乙烯树脂而成的材料。PTFE膜最大的特点就是耐久性、防火性与防污性高。但PTFE膜与PVC膜比较,材料费与加工费高,且柔软性低,在施工上为避免玻璃纤维被折断,须有专用工具与施工技术。
耐久性:涂层材的PTFE对酸、碱等化学物质及紫外线非常安定,不易发生变色或破裂。玻璃纤维在经长期使用后,不会引起强度劣化或张力减低。膜材颜色一般为白色、透光率高,耐久性在35年以上。
PVC膜材在材料及加工上都比PTFE膜便宜,且具有材质柔软,易施工的优点。但在强度、耐用年限、防火性等性能上较PTFE膜差。PVC膜材是由聚脂纤维织物加上PVC涂层(聚氯乙烯)而成,一般建筑用的膜材,是在PVC涂层材的表面处理上,涂以数micron厚的压克力树脂(acrylic),以改善防污性。但是,经过数年之后就会变色、污损、劣化。一般PVC膜的耐用年限,依使用环境不同在8~10年。为了改善PVC膜材的耐侯性,近年来已研发出以氟素系树脂于PVC涂层材的表面处理上做涂层,以改善其耐侯性及防污性的膜材。 |