膜結構是建筑結構中最新發(fā)展起來的一種形式，它以性能優(yōu)良的織物為材料，或是向膜內(nèi)充氣，由空氣壓力支撐膜面，或是利用柔性鋼索或剛性支撐結構將面繃緊，從而形成具有一定剛度、能夠覆蓋大跨度空間的結構體系。自從1970年代以來， 膜結構在國外已逐漸應用于體育建筑、商場、展覽中心、交通服務設施等大跨度建筑中。 膜結構已成為結構設計選型中的一個主要方案。成為化纖紡織品應用的一個重要領域。近年來在中國建筑 結構中也有長足的進展。 大阪萬國博覽會中的美國館采用了氣承式空氣 膜結構。這個擬橢圓形、軸線尺寸為140m×83.5m的展覽館是世界上第一個大跨度的 膜結構，而且是首次采用了聚氯乙烯(PVC)涂層的玻璃纖維織物。

      作為一種真正的現(xiàn)代工程結構，大阪萬國博覽會的展覽館標志著 膜結構時代的開始。自此以后， 膜結構在世界范圍內(nèi)得到了迅猛的發(fā)展。從跨度來說,美國龐提亞克的"銀色穹頂"氣承式空氣 膜結構的平面有234.9m×183m,開始采用聚四氟乙烯(PTFE)涂層的玻璃纖維織物，類似的大型體育館在北美就建了九座。從面積來說,沙特阿拉伯吉大機場候機大廳的懸掛膜結構占地42萬m2。作為 膜結構一種新形式，索穹頂于1988年首先用在漢城奧運會的體操館與擊劍館，其后又在一些體育建筑中得到推廣。千年穹頂以其獨特的 膜結構，顯示了當今建筑技術與材料科學的發(fā)展水平。

      目前國內(nèi)有好多廠家都能生產(chǎn)有PVC涂層聚酯織物，但其性能尚未能完全達到建筑織物的要求，作為建筑用的永久性材料尚需進一步提高。據(jù)悉最近有些公司正在試制有PVDF面層的聚酯織物和PTFE玻璃纖維織物，外觀與性能都大有改進。近一段時間來,國外媒體表現(xiàn)出了對中國建筑設計前所未有的關注。2005年12月23日的美國《商業(yè)周刊》評選出了中國十大新建筑奇跡,包括北京奧體主會場、國家游泳中心、北京首都國際機場、上海世界金融中心、國家大劇院、中央電視臺、上海崇明東灘生態(tài)城、當代MOMA、長城腳下的公社、東海大橋(上海)。其中地處北京的建筑就有七家之多。“中國正逐步成為當今最具有創(chuàng)意性建筑和工程設計的舞臺。”中國建筑事業(yè)的發(fā)展,正在為今日最頂尖建筑及工藝技術創(chuàng)造一個舞臺。報道首先分析了中國新建筑崛起的經(jīng)濟原因和外部環(huán)境。文章說,當全球矚目北京2008年奧運會時,不單是世界上最快以及最具實力的運動員們正在為爭取最高榮譽而加緊努力,新一代的創(chuàng)新建筑也正在北京的土地上拔地而起。由于蒸蒸日上的經(jīng)濟的強大支持,世界上最大的航空港、有節(jié)能環(huán)保的建筑及世界上最高的室外觀光臺等將很快一一落戶中國。文章列舉評選結果說,2008年以前完工的國家游泳中心(水立方)、國家體育場(鳥巢)、國家大劇院等中國公眾十分熟悉的知名場館更理所當然地進入了“十大”之列。從對它們的評價與介紹中可以看到評選者對追求環(huán)保、自然的推崇。比如被稱為“水立方”的國家游泳中心,是節(jié)能環(huán)保型的建筑。游泳池內(nèi)的水將由太陽能加熱,泳池的雙重過濾裝置可實現(xiàn)水的再利用,就連多余的雨水也將被收集和儲存在地下的水池中。復雜的工程系統(tǒng)和彎曲的鋼結構使得外部結構像一個泡沫,這種獨特的結構設計使得“水立方”幾乎經(jīng)得起任何地震的襲擊。文章介紹“鳥巢”時寫道,為讓北京奧運會主會場這個有著91000個座位的、可能是至今最大的環(huán)保型體育場獲得自然通風,建筑師從自然中獲得了靈感,獨創(chuàng)了一個未完全密封,但同樣能為觀眾和運動員遮風擋雨的外殼。體育場的外觀猶如一個由枝條編織而成的鳥巢;而其內(nèi)部,從休息室到飯店,每一個分開的空間都是一個獨立的單元,從而使自然空氣的流通成為可能。文章指出,作為全國最具流行色彩的城市,北京吸引了很多知名建筑大師成就事業(yè)。入選的北京“長城腳下的公社”,是由12名亞洲杰出建筑師設計建造的當代建筑藝術作品。北京“當代MOMA”的設計表明了環(huán)保創(chuàng)新技術在住宅中應用和它所代表的建筑發(fā)展新趨勢,堪稱大型可持續(xù)發(fā)展住宅建筑的典范。它采用世界上最大的地源熱泵系統(tǒng),將用來幫助這個由第20層的咖啡館、干洗店等系列服務設施連接起來的8幢建筑組成的小區(qū)，采用最為節(jié)能的方式保持恒濕恒溫,這是這座建筑的一大亮點。住宅單元還有一大亮點,就是可再利用廢水,將廚房和洗臉盆的廢水過濾,衛(wèi)生間循環(huán)利用。

張拉整體結構

      （Tensegrity）是由一組連續(xù)的拉桿和連續(xù)的或不連續(xù)的壓桿組合而成的自應力、自支撐的網(wǎng)狀桿系結構，其中“不連續(xù)的壓桿”的含義是壓桿的端部互不接觸，即一個節(jié)點上只連接一個壓桿。Tensegrity是美國建筑師R.B.Fuller首先提出的一種結構思想，他認為宇宙的運行就是按照張拉整體的原理進行的，即萬有引力是一個平衡的張力網(wǎng)，各個星球是這個網(wǎng)中的一個個 孤立點。這種結構體系中的索網(wǎng)就相當于宇宙中的萬有引力，獨立的受壓桿件 相當于宇宙中的星球20世紀60年代隨著現(xiàn)代柔性建筑材料的發(fā)展，建筑師們從帳篷著一最古老的簡單建筑結構出發(fā)，構造出了魔幻般的形式——膜結構。它可以構成單曲面，多曲面等不同建筑結構形式，滿足了建筑師們對建筑與美學高度統(tǒng)一的要求。

      柔性材料具有透光和防紫外線功能，在一些室外建筑和環(huán)境小品中得到廣泛的應用。正是由于這一特征，夜間的燈光設計使膜結構具有鮮明的環(huán)境標志特征。 優(yōu)美造型的膜材，不銹鋼配件和緊固件加上設計輕巧合理，表面處理嚴格的鋼結構支撐，塑造出形式美觀，設計合理的膜結構，在當今世界范圍內(nèi)的建筑環(huán)境設計中占有舉足輕重的地位。

場館看臺及娛樂空間

      近年來，隨著建筑空間觀念的日益深化以及科學手段的不斷提高，“回歸自然”、“沐浴自然之溫馨”已是現(xiàn)代建筑環(huán)境學發(fā)展的主流。室內(nèi)外的視線越來越模糊，出現(xiàn)了許多亦內(nèi)亦外、相互滲透的不定空間，如：大廳裝飾、天井、四季廳、動植物園、公園廣場、觀景臺、舞臺、體育場館、體育看臺、文化娛樂場所等。由于膜材的光透性，白天陽光可以透過膜材形成慢射光，使膜覆蓋空間內(nèi)達到和室外幾乎一樣的自然效果，因此膜結構能創(chuàng)造出與自然環(huán)境相媲美的空間形式。

      一個城市的中心區(qū)反映一個城市的地理風貌和民族風情，同時，也是一個城市文化發(fā)展程度的標志。而景觀設計要求其具有廣泛的可讀性、雅俗共賞，既有超凡脫俗的藝術價值，又能使大眾喜聞樂見與大眾息息相通。膜結構以其輕盈飄逸的造型、柔美并帶有力量的曲線和大跨度和大空間的鮮明個性和標識性，應用于城市小品設計中。

綠色漫步道

      近年來，在人口密集的大城市，在居住區(qū)周邊配置綠色空間并有人行步道。居民可以在不受車輛的影響下，在居住區(qū)附近的街心地帶輕松愉快地散步、休憩，而感到十分愜意。在綠色空間中構造一座膜小品或者走廊、亭臺水榭、休憩遮陽傘等，不僅生動地美化了環(huán)境（如同廣闊綠洲中的點點白帆），又有很強的功能性（人們可以在行走之暇小憩一會兒），而且增加了空間的參差感。

商業(yè)街

      商業(yè)街在城市中占有相當大的比重。商業(yè)街的建筑與環(huán)境是城市文明的窗口，代表著物質(zhì)文明和精神文明的水平，同時，也是景觀環(huán)境的重要組成部分。膜結構輕巧別致極具現(xiàn)代化風格，且表現(xiàn)形式多樣易于安裝移動，在商業(yè)街設計中得以廣泛應用。

建筑入口及膜建筑屋頂

      建筑入口使城市公共空間與建筑空間相鄰的界面，成為城市空間的組成部分。它是人們視覺最先接觸的部分，因此，除了功能以外，還應有很強的標識性，并能體現(xiàn)建筑的個性，是建筑環(huán)境和城市景觀的重要組成部分。由于膜結構自然的曲線美是其他結構類型無法比擬的，故成為近來建筑入口及屋頂經(jīng)常采用的形式。

      利用膜結構輕巧，別致的造型建造各種半封閉，全封閉的不行空間，使其形成全天候的建筑空間，提供防風雨，防日曬等人工環(huán)境，并有較好的廣告標識效果，因此是步行街改造和新建的絕佳選擇。

      停車場隨著都市現(xiàn)代化步伐的加快,汽車成為任何一個都市不可缺少的交通工具。我國由于汽車工業(yè)高速發(fā)展，城市的汽車擁有量成倍上升，但城市建設規(guī)劃沒能盡快適應這一發(fā)展的要求，常常是車無停放之地。所以在建設群規(guī)劃時就應充分考慮停車場的問題，把停車場的建設和規(guī)劃當成現(xiàn)代城市建設規(guī)劃的重要組成部分，變得越來越重要。同樣，膜結構在停車場建設中也以其優(yōu)美的造型和實在的功能擔當重要角色。

      高速公路收費站在城市的入口處，設計擁有自己城市鮮明特色和文化韻味的建筑形式乃是每個城市發(fā)展的首選之作，而張拉膜以自己多變的特性，柔美的造型以及夜晚配合彩燈的照射所顯示出特有的柔和的氛圍更讓過往著記憶深刻，同時極具現(xiàn)代感張拉膜又展現(xiàn)了一個城市的發(fā)展理念和思路。

      膜結構作為一種現(xiàn)代化的工程結構，顯示了當今建筑技術科學的發(fā)展水平，也具有巨大的發(fā)展?jié)摿?，在新世紀中，膜結構必將在建筑結構中占有重要的地位。

      1967年加拿大蒙特利爾博覽會德國館成功的運用了索膜建筑技術以來，索膜建筑在世界上得到了廣泛應用，它采用了先進的預張力技術與輕質(zhì)膜材料，其形式具有極高的藝術感染力，是建筑藝術與結構形式的完美組合。索膜建筑設計方案實質(zhì)上同時是索膜結構體系方案，因此要求從事索膜建筑設計的建筑師了解索膜結構技術并能熟練的將其運用到建筑設計中。

      索膜建筑所表達的“建筑語言特征”呈現(xiàn)明顯的“理性技術表現(xiàn)”傾向，高聳的桅桿，異型空間鋼結構體系，堅如射速的根根鋼索，富于機械藝術表現(xiàn)魅力的鋼制大型節(jié)點，充滿張力自然曲線的變換膜體以及其他技術可望而不可及的大跨度自由空間，都給人以藝術感染力和某種程度上的技術神秘感，使索膜建筑更富于強調(diào)理性技術邏輯的表現(xiàn)特征。

      索膜建筑是伴隨著當代電子，機械和化工技術的發(fā)展而逐步發(fā)展的，是現(xiàn)代高科技在建筑領域中的體現(xiàn)，隨著現(xiàn)代科技的進一步發(fā)展，使人類面臨著保護自然環(huán)境的使命，因此，天然材料和傳統(tǒng)的古老建筑材料與技術必將被輕而薄且保溫隔熱性能良好的高強輕質(zhì)材料所取代。索膜建筑技術在這項變革中將扮演重要角色，其在建筑領域內(nèi)更廣泛的應用是可以預見的。

      索膜建筑之所以能滿足大跨度自由空間的技術要求，最關鍵的一點就是其有效的空間預張力系統(tǒng)。有人把索膜建筑稱為“預應力軟殼”，是預應力使“軟殼 ” 各個部分在個中最不利荷載下的內(nèi)力始終大于零（永遠處于張拉拉伸狀態(tài)），從而使”軟殼“成為空間整體工作的結構媒體和建筑圍合材料，使得索膜建筑富有迷人的張力曲線和變幻莫測的空間，使體系得以覆蓋大面積，大跨度無柱自由空間，并且可以抵抗狂風，大雪等不利荷載狀況。

      索膜建筑的夜景效果異彩紛呈，有明顯的“建筑可識別性”和商業(yè)效應。膜材本身的透光性和彩色泛光照明的運用，是夜景效果的關鍵。

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