膜結構（Membrane Structure）是20世紀中期發展起來的一種新型建築結構形式，是由多種高強薄材料及加強構件（鋼架、鋼柱和鋼索）通過一定方式使其內部產生一定預張應力以形成一種作為覆蓋結構的空間形狀，並能承受外荷載作用的一種空間結構形式。張拉膜是膜結構的一種表現形式,張拉膜是用高強度柔性薄膜材料與支撐體系相結合形成具有一定剛度的穩定曲面，能承受一定外載的空間結構形式。其造型自由、輕巧、柔美，充滿力量感等優點，使它得到廣氾應用，隨着人們對張拉膜的需求大量增加，膜結構公司也不斷的發展，張拉膜建築也不斷的走向多樣化、正規化;張拉膜也成為新的膜結構建築。從設計上講，張拉膜有:骨架式膜結構、張拉式膜結構、充氣式膜結構三種結構方式。由結構方式可知張拉膜的結構特性：輕質、透光性、柔性、雕塑感、安全性、可展性和自適應性、可移動性和臨時性、抵禦天氣的影響等。
      張拉膜選用的膜結構材料是以聚酯纖維基布或PVDF、PVF、PTFE等不同的表面塗層，配以優質的PVC組成的具有穩定的形狀, 並可承受一定載荷的建築紡織品。它的壽命因不同的表面塗層而異，一般可達成12—50年。因此膜結構具有很好的耐久性、防污性、防火性等。
正因為以上這些優點，張拉膜大量應用於:工程應用體育設施—體育場館、健身中心等;交通設施—機場、火車站、公交車站、高速公路收費站、加油站、膜結構車棚等;文化設施—展覽/會議中心、劇場、博物館、動物園、水族館等;景觀設施—建築入口、泳池小品、小區長廊、戶外廣場、公園小品、標識性建築等;商業設施—購物中心、餐廳、步行街等。

    膜結構是一種新型、時尚的建築結構，眾所週知的國家體育館“鳥巢”和“水立方”正是採用遼種引領時尚潮流，跨時代風格的建築結構形式。

骨架膜結構建築:  骨架為鋼性結構，自成穩定體系，膜體做為遮避材料，膜與骨架多為硬邊界連接。

張拉膜建築: 過鋼柱及鋼支撐及鋼索張拉成形，其造型非常優美靈活。

膜結構特點： 膜結構建築是一種全新的建築結構形式，它以優質的建築織物為材料，利用柔性鋼索或支撐結構將膜面繃緊，形成互反曲面，從而形成有一定剛度與張力，能覆蓋大跨度的結構體系。

造型的藝朮性：
    既能充分發揮建築師的想象力，又能體現結構構件清晰受力之美。
良好的自潔性：
    膜建築工程採用具有防護塗層的膜材，可使建築有良好自潔效果，同時保証建築的使用壽命。
施工的快捷性：
    膜建築工程中所有材料加工和製作均在工廠內完成，現場只進行半成品的組裝，因此施工簡便快捷，施工週期短。
良好的經濟性：
    由於膜材具有一定的透光率，白天可以減少照明強度和時間，因此比較節約能源，降低了長期使用的費用，同時夜間彩燈透射形成的絢麗的景觀，也能達到很好的廣告宣傳效益。
結構的重輕：
    一般膜材的重量為1千克每平方米，非常適合於大跨度空間結構。

膜材介紹

膜結構所使用的膜材料由基布和塗層兩部分組成。基布主要採用聚酯纖維和玻璃纖維材料，塗層材料主要為聚氯乙烯（PVC）和聚四氟乙烯（Teflon）常用膜材分為PVC膜材、PTFE膜材、ETFE膜材三大類。
PVC膜材
		為聚酯纖維塗覆聚氯乙烯（PVC），為改善其性能，可在其表面塗一層聚偏四氟乙烯（PVDF）塗層，提高其抗老化和自潔能力，其壽命可達到25年左右。用PVC膜材建造的膜結構屬於半永久建築。
PTFE膜材
	為玻璃纖維塗覆聚四氯乙烯（Teflon）。PTFE材料強度高、彈性模量大、自潔、耐久、耐火性能好，但價格較貴，不易折疊，對裁剪製作精度要求高，壽命一般在30年以上。適用於永久建築。
ETFE膜材
	ETFE（Ethyiene-tetrafluoe thylene）是乙烯四氟乙烯共聚物，既具有類似聚四氟乙烯的優良性能，又具有類似乙烯的易加工性能還有耐溶劑和耐輻射的性能。     ETFE膜材是繼PVC膜材，PTFE膜材之後用於建築結構的第三大類產品，已在國外一些體育場館，溫室中得就應用。我國膜材結構建築的設計、施工起步較晚。目前大量膜工程採用PVC膜材，偶然有PTFE膜材，很少有ETFE膜材，但是ETFE膜材在我國2008年奧運場館建設中成為了熱門材料。     藍嶺公司是目前國內唯數不多，具有ETFE膜設計製作、安裝的廠家之一。
ETFE膜材的特點
	1、具有較好的抗斷裂，抗撕裂強度； 2、長度方向和垂直方向的強度比較平衡； 3、很好的抗自然老化能力，十年以上的抗自然測試表明它在力學、光學性能上沒什麼改變；
		4、透光率高，可大於95%； 5、膜材均勻性好； 6、很好的抗化學能力，能在特殊環境下使用，能抵抗多數的酸和碱； 7、抵抗溫度變化，能直接暴露下-200--+150溫度中； 8、阻燃性好，絕緣性能好； 9、抗冰雹衝擊，抗磨損性能好；抗飛沙、沙塵室外適用。

膜材的分類介紹及選用：

 

 

           

1、PVC膜（PVC-Coated Polyester）　膜結構建築中的膜材是一種具有強

 

度，柔韌性好的薄膜材料，是由纖維編織成織物基材，
 
在其基材兩面以樹脂為塗層材所加工固定而成的材料，中心的織物基材分為

 

聚酯纖維及玻
 
璃纖維，而作為塗層材使用的樹脂有聚氯乙烯樹脂（PVC）,硅酮(silicon)及聚四氟乙烯樹脂
 
（PTFE），在力學上織物基材及塗層材分別具有影響下列的功能性質。 

 
織物基材——抗拉強度，抗撕裂強度，耐熱性，耐久性，防火性。塗 層 材——耐候性，
 
防污性，加工性，耐水性，耐品，透光性。 

      膜材料的選定
建築膜結構的膜材，依塗層材不同大致可分為PVC膜與PTFE膜，膜材的正確選定應考慮其
 
建築的規模大小、用途、形式、使用年限及預算等綜合因素后決定。
 

 

 

             

2、PVDF膜

 

       PVDF是二氟化樹脂（Polyvinylidene Fluoride）的略稱，在PVC膜表面處理上加以PVDF樹

 

脂塗層的材料稱為PVDF膜。PVDF膜與一般的PVC膜比較，耐用年限改善至15~20年左

 

右。

 

3、PVF 膜材     PVF是一氟化樹脂（Polyvinyl

 

            Fluoride）的略稱。PVF膜材是在PVC膜的表面處理上以PVF樹脂做薄膜狀薄片

 

（laminate）加工，比PVDF膜的耐久性更佳，更具有防沾污的優點。但因為加工性、施工

 

性與防火性都不佳，所以使用用途受到限制。

 

 

4、膜（PTFE Coated Fiberglass）

 

      PTFE膜是在超細玻璃纖維織物上，塗以聚四氟乙烯樹脂而成的材料。PTFE膜最大的特點

 就是耐久性、防火性與防污性高。但PTFE膜與PVC膜比較，材料費與加工費高，且柔軟性

 

低，在施工上為避免玻璃纖維被折斷，須有專用工具與施工技術。

    耐久性：塗層材的PTFE對酸、碱等化學物質及紫外線非常安定，不易發生變色或破裂。

 

玻璃纖維在經長期使用后，不會引起強度劣化或張力減低。膜材顏色一般為白色、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，且具有材質柔軟，易施工的優點。但在強度、

 

耐用年限、防火性等性能上較PTFE膜差。PVC膜材是由聚脂纖維織物加上PVC塗層（聚氯

 

乙烯）而成，一般建築用的膜材，是在PVC塗層材的表面處理上，塗以數micron厚的壓克

 

力樹脂(acrylic)，以改善防污性。但是，經過數年之後就會變色、污損、劣化。一般PVC膜

 

的耐用年限，依使用環境不同在8~10年。為了改善PVC膜材的耐侯性，近年來已研發出以

 

氟素系樹脂于PVC塗層材的表面處理上做塗層,以改善其耐侯性及防污性的膜材。

膜材特性：

力學性能：
   中等強度的PVC膜：其厚度僅為0.6mm，但它拉伸強度相當于鋼材一半。中等強度PTFE膜：其厚度僅0.8mm，但它的拉伸強度已達到鋼材的水平，膜材的彈性膜量較低，這有利於膜材形成複雜的曲面造型。
自潔性能：
   PTFE膜材和經過特殊表面處理的PVC膜材具有很好的自潔性能，雨水會在其表面聚成水珠流下，使膜材表面得到自然清洗。
光學性能：
   膜材料可濾除大部分紫外線，防止內部物品褪色，其對自然光的透射率可達15%，透射光在結構內部照產生均勻的漫射光，無陰影，無眩光，具有良好的顯色性，夜晚在週圍環境光和內部照明的共同作用下，膜結構表面發出自然柔和的光輝，令人陶醉。
聲學性能：
   一般膜結構對於低於60HZ的低頻幾乎是透明的，對於有特殊吸音要求的結構可以採用具有FABRASORB裝飾的膜結構，這種組合比玻璃具有更強的吸音效果。
保溫性能：
   單層膜材的保溫性能優于玻璃，同其它材料一樣，膜建築內部也可採用其它方式調節其內部溫度，例如：內部加保溫層。
防火性能：
   如今廣氾使用的膜材料能很好的滿足對防火的要求，具有卓越的阻燃和耐高溫性能，達到法國、德國、美國、日本等多國標準。

 

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