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膜结构采光顶的原理和应用

发布时间:2023-11-27 17:06:53作者:景秀浏览量:822

       膜结构采光顶是一种利用薄膜材料和钢结构或其他支撑体系构成的建筑形式,具有轻巧、透光、美观等特点。膜结构采光顶可以用于各种类型的建筑,如体育馆、展览馆、商场、车站、机场等,为室内空间提供自然光线和舒适的氛围。本文将介绍膜结构采光顶的定义、分类、优缺点和应用实例。


膜结构采光顶


       膜结构采光顶是一种以薄膜材料为主要承重和覆盖元件,与钢结构或其他支撑体系相配合,形成一定的空间形态和功能的建筑形式。薄膜材料是一种具有高强度、低密度、高柔性和高透光性的新型建筑材料,常见的有聚四氟乙烯(PTFE)、聚酯(PES)、聚氯乙烯(PVC)等。膜结构采光顶的支撑体系可以是钢结构、索结构、气压结构、混凝土结构等,根据不同的设计要求和场地条件,选择合适的形式和尺寸。


       根据薄膜材料的形状和受力方式,膜结构采光顶可以分为以下几种类型:


       悬挂膜结构:如同一张张巨大的风帆,悬挂在空中,为建筑提供了稳固的遮盖和优美的造型。例如,[伦敦奥林匹克公园]的屋顶就是一种悬挂膜结构,其由PVC薄膜和钢索结构组成,形成一个波浪状的形状,覆盖了场馆的大部分区域,为观众提供了良好的视野和遮阳效果,同时也具有很强的标志性和象征性。


       拉索膜结构:如同一片片轻盈的云彩,散落在天空,为建筑提供了透明的覆盖和灵活的形态。例如,[慕尼黑奥林匹克公园]的屋顶就是一种拉索膜结构,其由PVC薄膜和钢索结构组成,形成一个平面或曲面的形状,覆盖了体育馆、游泳馆和其他建筑的大部分区域,为室内提供了充足的采光和通风,同时也具有很高的美观性和动感。


       气压膜结构:如同一颗颗明亮的珍珠,闪耀在水中,为建筑提供了坚固的覆盖和温暖的氛围。例如,[日本富士山下的富士山温泉]的屋顶就是一种气压膜结构,其由ETFE薄膜和气压结构组成,形成一个球形或椭球形的形状,为室内提供了柔和的自然光线和恒定的温度,同时也具有很强的抗雪能力和隔热性。


       膜结构采光顶的优点主要有以下几点:


       节能:膜结构采光顶可以有效地利用自然光线,减少人工照明的能耗,同时也可以利用薄膜材料的反射和隔热性,调节室内的温度和湿度,降低空调的能耗,从而达到节能的目的。


       环保:膜结构采光顶的自重很小,对基础的要求也较低,可以减少建筑材料的使用量和废弃量,降低建筑对环境的影响,同时也可以减少人工照明和空调的污染排放,保护环境的质量。


       创新:膜结构采光顶的柔性很高,可以根据设计的需要,形成各种曲线和曲面的形状,展示建筑的创意和个性,同时也可以与其他建筑元素和场地环境相协调,创造出独特的空间效果和氛围。


       膜结构采光顶的缺点主要有以下几点:


       成本:膜结构采光顶的建造成本较高,主要是因为薄膜材料的价格较高,同时也需要专业的设计和施工团队,以及较复杂的支撑体系和连接方式,因此膜结构采光顶的投资回收期较长,需要考虑经济的可行性。


       维护:膜结构采光顶的维护成本较高,主要是因为薄膜材料的清洁和更换较困难,同时也需要定期的检查和维修,以及较专业的管理和保养人员,因此膜结构采光顶的运营费用较高,需要考虑管理的有效性。


       适应性:膜结构采光顶的适应性较低,主要是因为薄膜材料的性能和形状受到环境因素的影响,如温度、湿度、紫外线等,因此膜结构采光顶的适应性较低,主要是因为薄膜材料的性能和形状受到环境因素的影响,如温度、湿度、紫外线等,因此膜结构采光顶的使用范围和寿命受到一定的限制,需要考虑气候的适宜性。


      应用实例

       膜结构采光顶在世界各地的建筑中都有广泛的应用,以下是一些典型的例子:


       [广州大学城体育中心]:广州大学城体育中心是2010年广州亚运会的主场馆之一,其屋顶由PVC薄膜和钢索结构组成,形成一个巨大的花瓣状的形状,覆盖了体育馆、游泳馆和综合馆的大部分区域,为室内提供了良好的采光和通风,同时也具有很强的造型感和动态感。


       [北京国家大剧院]:北京国家大剧院是中国最大的艺术表演中心,其外形由ETFE薄膜和钢结构组成,形成一个椭圆形的巨型壳体,环绕着一片人工湖泊,为室内提供了柔和的自然光线和优美的景观,同时也具有很高的节能性和环保性。


       [上海世博会中国馆]:上海世博会中国馆是2010年上海世博会的标志性建筑,其屋顶由PTFE薄膜和钢结构组成,形成一个倒置的金字塔的形状,象征着中国的传统文化和现代发展,为室内提供了充足的采光和隔热,同时也具有很高的抗震性和耐候性。