随着人们对空间膜结构这种建筑形式逐渐认知,越来越多的园林工程开始选用膜结构。由于工程甲方大多是初次接触这种项目,在选择产品和施工单位时往往会陷入误区,尤其容易被低廉的价位所迷惑。记者近日走访了我国膜结构方面的专家,请他们就膜结构产品的选购和施工提了一些建议。
首先,膜结构建筑一开始就要求结构师和建筑师密切配合,制定相应的方案体系,结构师和建筑师能否很好配合,是膜结构建筑能否最终实现设计初衷的关键。
其次,要根据项目选择相应的结构。根据结构形式的不同,膜结构可分为3类:骨架式膜结构、充气式膜结构和张拉式膜结构。骨架式膜结构是自身封闭的、稳定的骨架与膜材料共同组成一个结构受力体系,适用于各种建筑小品,如伞亭类。充气式膜结构是向由膜结构构成的空间内充入空气,并保持内部空气的压力始终大于外部空气压力,由此使膜材料处于张力状态来抵抗负载及外力,分单层结构和双层结构两种形式,适应于各种温室的建造,透光、保温,节能效果显著。张拉式膜结构是通过拉索将膜材料张拉于结构上而形成的构造形式,膜表面通过自身曲率变化达到内外力平衡。张拉式膜结构是现代膜结构建筑的最为常用的形式,膜面一般为负高斯曲面,造形丰富、自然流畅、曲面柔美,倍受建筑师们的青睐,适用于大型体育场馆等设施的建设。但这种结构体系受力分析复杂,对施工精度要求高,因此,其设计计算、加工制作及施工工艺难度都较大。
然后,要根据不同的结构确定膜材。当前市场上常见的膜材有三种:P TFE (聚四氟乙烯)膜材、PVC(聚氯乙烯)膜材以及加面层的 PVC膜材。 PTFE 膜材是由 PTFE 涂层和玻璃纤维基层复合而成,品质卓越,价格也较高,适用于永久性建筑,使用年限可长达50年之久。英国的伊甸园大温室就是采用此种材料建造的。PVC膜材是由 PVC 涂层和聚酯纤维基层复合而成,应用广泛,价格适中,适用于建造半永久性建筑。加面层的PVC膜材是在 PVC 膜材表面涂覆聚偏氟乙烯或聚氟乙烯,性能优于纯PVC膜材,价格相应略高于纯PVC膜材,使用年限最长可以达到20年。此外,同样的膜材由于加工工艺不同,质量差别也很大。如采用分子高频焊接的膜材,焊缝强度比母材的强度还要高。采用热合技术加工的膜材,其焊缝强度不及母材强度的80%,这也是为什么膜结构会从焊缝开裂的原因。此外,选用骨架式膜结构的还要特别注意预应力的施加情况。为了让膜具有一定的刚度,骨架体系提供给膜的支撑一般要有一定的曲度,并应设置向膜中施加预应力的机构。有的企业偷工减料,不施加预应力或预应力施加不合适,结果造成伞亭兜风、易撕裂,出现布袋现象,风吹雪压就可能导致整个体系倾覆。而施加了合适预应力的膜建筑,抗风能力强,硬度强度高,即使人立在上面都不会出现问题。