焦亮:膜结构建筑需“量体裁衣”

2013/6/24 11:52:35 Broadwell 行业资讯

自上世纪70年代以来,膜结构在国外已逐渐应用于体育建筑、商场、展览中心、交通服务设施等大跨度建筑中。膜结构已成为结构设计选型中的一个主要方案,成为化纤纺织品应用的一个重要领域,在中国建筑结构中也有长足的进展,而中国的很多膜材生产企业也迅速成长起来,为膜结构建筑的发展提供了强大的材料支撑。本期专题,畅言网采访了深圳市博德维建筑技术有限公司营销总监焦亮先生,他对膜材的特点、使用以及选择等方面都为我们做了深入的剖析。

畅言网:

首先请您谈谈膜结构行业以及贵公司发展的基本状况。

焦亮(深圳市博德维建筑技术有限公司营销总监):

我们公司主要做的是气承式膜结构,膜结构建筑主要分4-5种类别,包括框架膜结构、索膜结构等,比如鸟巢和水立方,鸟巢的看台部分是用钢结构做好以后用膜给覆盖上去,它属于框架膜,上海很多大型的体育馆大部分看台都是这样做的。像水立方这种建筑就是气膜和框架膜的结合,气膜和框架膜的结合是先将框架结构搭建起来,然后再用膜覆在表面,表面里面有六边形的气枕,再配上一个气泵,作为建筑的外墙,它是一个维护结构,而且它和气囊是连接在一起的。还有一种气肋式膜结构,它是在两层膜中间充气,就像大家见过的充气拱门,也是属于自支撑的,我们也把这个作为建筑的维护结构,但是这种结构是在空间里面充气,而不是在两个层面的中间,这样的话我们可以在一个密封的空间里面靠大气压差把整体建筑支撑起来,就像一个大型的轮胎,然后我们在“轮胎”上面开了一些门以及一些用于观察的窗户,然后做了些风道,因为人们在里面活动需要氧气供应,毕竟它是一个密闭结构,所以它要有增压系统、气压调节系统等,保证人们在里面的舒适度。做气承式膜结构的国外公司很多,国外是从上世纪五、六十年代在军队里已经开始大面积使用这种结构了。因为这种气承式膜结构最大跨度能达到180米,中间没有任何梁柱,没有硬支撑,所以它的使用面积很大,建设速度也很快,造价也不高,很受业主的青睐。

因为我们这种材料不仅是放在屋顶,也可以做墙壁。这种膜材有一些物理特性,就是抗冲击力、抗撕裂强度,也具有耐脏性、隔绝紫外线、耐酸碱性等特点。像水立方使用的膜材就比较较贵了,它是不能折的,折了之后就会碎,它的韧性主要是靠里边一种玻璃丝实现的,而我们的产品是由聚酯纤维构成的,不容易被折断。

畅言网:

水立方的外立面是可以改变颜色的,气承式膜结构是否也有这个特点呢?

焦亮:

也可以,我们产品的颜色是可以任选的,但是目前用得比较多的还是白色、灰色、土黄色,这种是常规的,其它绚丽的颜色比较少,主要原因是太过绚丽的色彩会让人产生目盲反应。在其他方面,气承式膜结构的优点就太多了,第一,它所承载的是大跨度、大空间,像刚才提到的最大跨度可以做到180米,而且可以承载250公斤每平米的积雪,抗风等级可以达到160米每秒,相当于17级台风这种速度。这完全是靠一个网状钢缆来解决的,相当于膜材把力全部传到钢缆上,让钢缆受力,从而使膜材的受力大大减小。另外,我们在产品里面还要加一个自动控制系统,自动控制系统根据外界环境的变化而变化,比如正常运行时气承式膜结构的压力约为250帕,如果室外有大风,就会通过自动控制系统把整个建筑变成一个钢性的建筑,让压力和钢网共同起作用。人在这样的建筑里面生活是完全靠新风的补充,我们在大型的商场和写字楼里面也是靠风道来解决这个问题的。

畅言网:

在施工方面,气承式膜结构建筑是否有很高的难度,或者是否需要一些特殊的手法?

焦亮:

施工起来非常简单,比如业主要建一座20-30米高的建筑,通常情况下是得一层一层地网上搭脚手架,而我们这个产品就不存在这个问题,只是做一个圈梁,然后把膜材固定在这个圈梁上,再往里面充气就可以了。我们没有高空作业,个别的一些高空作业也只是为了加装一些辅助设备,比如在做安装照明灯、加保温棉等工作的实话需要到屋顶上面进行穿线或者打孔。

畅言网:

这类建筑的采暖、制冷等问题如何解决?

焦亮:

就像普通的空调一样,我们通过一套空调机组首先把空气温度降下来,然后通过风道、风机直接吹到建筑中,这样既解决了建筑内部的通风问题,也解决了供暖或者制冷问题。这种全封闭结构还有一个好处——在风道里面加装几层过滤网或者加一些附尘设备,很容易就保证了空间的洁净度。

畅言网:

它的采光问题是如何解决的呢?

焦亮:

采光一般是可以根据模材的特性来选定的,如果采光要求比较高的话,就可以使用透光膜材,透光膜的透光率能够达到30%。还有一种是不透光膜,不透光膜就要完全靠灯光照明来解决采光问题了。

畅言网:

它的耐久性以及美观度怎样?

焦亮:

膜材的寿命大概都是在20-30年,大部分都是跨度超过200米的,跨度小的建筑寿命就会比较长。目前我们国内做的单一气承式膜结构最大跨度是110米,而且完全采用的是国产膜材。

畅言网:

当这种气承式膜结构材料受到损坏时是如何补救的呢?

焦亮:

这个膜材本身抗冲击力还是比较强的,但是它很怕尖锐的物体,但是有了钢网系统之后,一般的小孔洞对它影响比较小,就像轮胎上扎了一个孔之后,基于它本身的弹性,它会慢慢漏气,这样的话我们会通过充其量很大的机电设备来弥补。如果是有大的孔洞之后,风机就会通过不停的启动而报警,从而提醒工作人员去解决问题,如果孔洞很大,我们会先用石膏布把它遮住,让它的漏气量降下来,然后维修人员再爬上去用胶粘上就可以了。

畅言网:

作为膜结构材料生产厂家的代表,您对设计师在选择膜结构方面有哪些建议?

焦亮:

作为建筑膜料,它的拉伸强度非常重要,跨度越大,扎口位置的拉力也越大,所以在选择材料时是必须匹配的。如果是将耐拉强度很大的膜材用在很小跨度的建筑上则会有很大浪费的,这样的话就会产生不必要的工程造价;如果是将拉力很小的膜材用在很大跨度的建筑上就法承载过大的负荷。这是需要计算出来的,计算结果出来之后,再给厂家订制。如果是制订化的建筑,这种膜材必须和生产厂家进行很好的沟通才行,设计师需要让厂家生产出满足其抗拉强度的膜材,否则建筑是不过关的,过两年这种维修成本就会增加很多。

摘自《畅言网》