外立面材料盘点10——膜结构

来源：2024新澳门开门时间：2025-03-31 阅读量：49

柔性美与曲线美——膜结构

膜结构又叫张拉膜结构，是21世纪最具代表性的建筑形式。打破了纯直线建筑风格的模式，以其独有的优美曲面造型，简洁、明快、刚与柔、力与美的组合，同时给建筑设计师提供了更大的想象和创造空间。

1、膜结构的常见种类：

ETFE膜材、PVC膜材、PTFE膜结构、PVDF膜结构、充气膜结构...

2、材料特性：

优点：

① 大跨度。膜结构自重轻、抗震性能好，可不需要内部支承，创造巨大的无遮挡可视空间，有效增加空间使用面积；

② 艺术性。突破传统的建筑结构类型，以造型学、色彩学为依托，可结合自然条件，充分发挥想象力，根据创意建造出传统建筑难以实现的曲线及各种造型，富有时代气息，体现结构构件受力之美。配合灯光易形成夜景，给人以现代美的享受；

③ 经济性。具有一定的透光率，白天可减少照明强度和时间，节约能源；夜间彩灯透射可形成绚烂的景观。而且，膜结构易于拆卸、搬迁，特别是在建造短期应用的大跨度建筑时，更为经济；

④ 安全性。具有阻燃性和耐高温性，能很好地满足防火要求；属柔性结构，不易整体倒塌；自重轻，抗震性能较好；

⑤ 自洁性。膜建筑中采用具有防护涂层的膜材，落到膜材表面的灰尘可以靠雨水的冲洗而达到良好的自洁效果，同时保证建筑的使用寿命；

⑥ 工期短。膜片的裁剪、钢索及钢结构等的制作均在工厂完成，减少现场施工时间；

⑦ 适用广。适用地域广阔；小到单人帐篷、花园小品，大到覆盖几万、几十万平方米的建筑；

缺点：

① 耐久性差：一般的膜材使用寿命为15～25年；

② 隔热性差，隔音效果较差；

③ 抵抗局部荷载能力差；

④ 环保问题：使用的膜材不可再生的，一旦达到使用年限，拆除的膜材便成为城市垃圾而无法处置，正在研制开发膜材的可回收利用，并已取得了一定的进展；

3、应用案例（因篇幅原因，简单举例2-3个项目）

衢州体育场罩棚的上表面采用半透光的PTFE膜结构，下表面采用了带有微孔的PTFE，这样的构造设计和材料选择增强了罩棚的降噪性能。

项目实景图 © CreatAR Images

下表面采用了带有微孔的PTFE © Aogvision

杭州亚运会棒垒球场馆上方巨大的罩棚采用双向桁架结构系统，最大处悬挑16米，由纤细的钢柱支撑。顶面覆盖带二氧化钛涂层的PTFE膜，总面积达到2.1万平方米。

轻盈的膜结构顶 © 赵强

膜结构分析图© UAD

罩棚底面则覆盖曲面白色穿孔铝板，天光透过罩棚漫射于场馆，营造丰富的光影层次。

湖北随州南站在单元体外侧覆盖了ETFE膜材。ETFE膜材拥有良好的耐久性、阻燃性及透光性能，但是对拉力和温度变化较为敏感，为保证建筑中“叶片”最终形成饱满、光滑的曲面形态，项目团队需要对索网系统和膜材的张拉有着极其精准的控制。

车站夜间外观 ©施峥

依托BIM及3D现场扫描技术，对相关节点及构造进行了多处优化创新，形成了一整套技术措施，精准完成 “叶片”各部分组件的设计与安装。

最后，简单总结下立面建材未来发展趋势：

① 轻质高强，从笨重性走向轻型且强度高的板材和结构；

② 选择多样化：从品种稀少走向多种类型的板材及丰富的色彩（目前有将近60种板材应用在外墙）；

③ 提高材料的耐久性：使用耐久性比较强的建筑材料不仅可以延长使用寿命，降低维护保养费用，还会提高建筑物的整体水平。

④ 灵活快捷的施工技术：将构件及制品尺寸大型化、标准化，便于工业化生产，加快施工进度

⑤ 绿色环保：大力开发各类优质节能建材，是节约能源、降低能耗、保护生态环境的迫切要求，同时对实现可持续发展具有现实而深远的意义；

⑦ 更趋向于智能化：可自动调节室内空气湿度和温度的智能材料，身处建筑空间中健康、舒适；...

结语：

总之，建材行业未来的发展前景广阔。建材企业需要加大技术研发投入，提高产品质量和环保水平，以适应市场的需求变化，实现可持续发展。