膜结构作为一种空间结构形式,.早可以追溯到远古。人类用木头搭建结构骨架,覆盖上兽皮或草席,用绳子或石块固定在地上,建成简易的房子。
近代膜结构,受到马戏团大型帐篷的启发,并随着新型膜材料和高强钢索的研发,以自由、轻巧、柔美,充满力量感的造型,在建筑领域的应用越来越广泛。
此外,因为膜结构建造快、方便安装和拆卸,特别适用于小型、临时的或使用年限较短的建筑。
1 . 材料
建筑中.常用的膜材料主要有PTFE膜、PVC膜和ETFE膜三种。膜材的选择往往取决于建筑物的功能、防火要求、设计寿命和投资额。
PTFE 在极细的玻璃纤维(3微米)编织成的基材上,涂覆聚四氟乙烯等材料。
..性建筑的..膜材料,使用寿命在20~30年以上;
强度高、耐久性好、自洁性好,且不受紫外光的影响;
高透光性,且透过的光线为自然散漫光,不产生阴影和眩光;
反射率高,热吸收量少;
燃烧性能A 级;
PTFE在1979年左右出现后,从各方面改善了膜材的特性,使得膜结构从帐篷或临时性建筑,发展到..性建筑。
PVC 以尼龙织物为基材,涂覆PVC 或其他树脂。
早期的膜材,使用年限一般为7到15年;
强度及防火性与PTFE相比具有一定差距;
自洁性较差,可在PVC涂层上再涂PVDF树脂;
另一种涂有Tio2(二氧化钛)的PVC膜,具有极高的自洁性;
燃烧等级B1 级,不及PTFE膜;
ETFE 乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜,非织物类。
耐久性好,15年以上恶劣气候,力学和光学性能不改变;
耐磨、耐高温、耐腐蚀,绝缘性;
密度小,抗拉强度高,破断伸长率达300%;
表面非常光滑,..的自洁性能,灰尘、污迹随雨水冲刷而除去;
阻燃材料,熔后收缩但无滴落物。
以膜构成的空间有无穷无尽的可能和魅力。综合考虑功能与形态、造型与力、材料、系统、节点、织物裁剪、施工方法等等,膜结构设计也是一种妙趣横生的探索过程。