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膜結構的發展前景

作者：鋼結構網    
時間：2009-12-22 21:00:27 [收藏]

    中國膜結構的發展規模是十分鼓舞人心的，從1995年開始，當年只造了一個面積為 3300m2的膜結構。從1996至2001年，六年內建造的膜結構估計達370,000m2。由于一些大型體育場的建成,膜結構的建設以平均每年20％的速度增長。2003年建造的膜結構約為180,000m2。

    膜結構的發展處于一種什么樣的狀態“膜結構經歷了20多年的‘冷卻期’，現在世界各國在大力提倡建設綠色建筑，我認為這就能將膜結構帶入第二個‘春天’。”美國紐約大學博士、美國蓋格工程顧問公司首席結構師廖士駿對記者說道。

    　　中國房地產報：您作為穹頂膜結構研究領域的元老，能否談談膜結構的發展歷程？

    　　廖士駿：我們當初研發膜結構也是一種非常巧合的機緣。那是1970年在日本大阪舉行的世界博覽會，要求每個參會的國家都要提供一個代表性的建筑。我們在美國館的競標中獲勝，這是挺高興的一件事。可美國政府當時卻只給我們500萬美元去做一個又宏偉又能代表美國經濟的建筑，當時我們覺得這幾乎是不可能完成的任務。后來我們反復研究，發現其實建筑最耗材的地方就在于墻體和玻璃。我們靈機一動便決定做一個不要墻和玻璃的建筑。我們將鋼索編成的網放置到一個挖好的橢圓形大坑里，之后用日本卡車的頂棚布改造成的聚酯膜覆蓋到網上，最后用鼓風機在這個大坑里進行充氣，就形成了一個“巨蛋”。但我們使用的聚酯膜布，如果長時間接受太陽紫外線的照射，會很容易老化。它的壽命也只有7年，所以后來我們共同研發了永久性結構膜，叫做特氟龍玻璃纖維布（PTFE）。
    　　由于這種膜結構節能省材又非常輕巧，所以在這以后的10年間被美國及一些阿拉伯國家廣泛使用，那段時間也是膜結構發展的一個高峰期。

    　　中國房地產報：在高峰期之后的時間里，膜結構的發展處于一種什么樣的狀態？

    　　廖士駿：從1987年以后，膜結構就開始走下坡路。因為那時加拿大的多倫多設計了一種開合式屋頂的球場，一些國家看到這個設計美觀、新穎，就紛紛效仿，所以膜結構在那時就被烏云遮月了。實際上那種開合式的屋頂技術是一種倒退，那是很不經濟的一種結構，一片屋頂就達到3000多噸重，造價也是膜結構的12倍。

    　　中國房地產報：你們對膜結構的技術進行了怎樣的改進？

    　　廖士駿：因為膜結構的張力很強，在較大的距離內都不需要鋼鐵的支撐。所以這就能節省很多材料。但是由于特氟龍膜的保溫效果不好，當冬天燒暖氣時，外面的風會將里面的熱氣帶走，于是我們就研制了一種絕熱的內襯，叫做透明隔熱層。將這個隔熱層置于布中，就能達到很好的保溫效果，同時還能抵制夏天室外的熱氣，冬暖夏涼。只要能將保溫工作做好，那么用來燒暖氣的燃料自然就減少了，這也就達到了節能的要求。所以我們現在完全是按照綠色建筑的標準去設計建筑。
    　　 另外，中國有非常大的市場空間。據測算，在國內今后的建筑材料上，膜結構會有20％的市場份額。事實上，一個建筑材料能占到市場份額的10％就很不錯了。4月26日，我會去天津參加一個國際建筑鋼結構、膜結構展覽會，到時候我會在會上對膜結構進行講解，這也將成為我在國內推廣膜結構的一種方式。
    　　膜結構是一種建筑與結構完美結合的結構體系。它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，能承受一定外荷載的空間結構形式。其具有造型自由輕巧、阻燃、制作簡易、安裝快捷、節能、易于使用安全等優點。

    從多年來國內外的實踐經驗來看，膜結構具有強大的生命力，必將是21世紀建筑結構發展的主流。預計最能發揮膜結構優勢的應用領域有：
    ①需要自然采光的公共建筑，如體育館、訓練房、游泳館、展覽廳等，膜材的透光性能很好地解決采光問題，又可節約能源，并給人以一種處于大自然環境中的感覺。
    ②輕巧而美觀的膜結構用于敞開或半敞開建筑物的遮蔽屋蓋尤為適宜。近年來在足球、田徑等比賽的體育場中，越來越多的看臺挑篷都采用膜結構。國外很多露天劇院的舞臺、博覽會的展覽館也都以膜材作為頂蓋。在我國廣大地區的農貿市場也可大力推廣膜結構。
    ③各種類型的生產廠房與倉庫，其尺寸都比較規則，因而可采用膜結構并加以定型化、商品化。這種建筑有運輸、拆裝方便的優點，對于緊急救災或災后重建也十分有用。
    ④在改造原有建筑物時，膜結構的自重輕是很大的優點，可以用來代替傳統的屋蓋。它也可用來連接毗鄰的房屋，例如在商場、廣場、校園中，這將有效地擴大其建筑空間。
    中國膜結構的發展規模是十分鼓舞人心的，從1995年開始，當年只造了一個面積為 3300m2的膜結構。從1996至2001年，六年內建造的膜結構估計達370,000m2。由于一些大型體育場的建成,膜結構的建設以平均每年20％的速度增長。2003年建造的膜結構約為180,000m2。當膜結構第一次用于上海體育場時，恐怕有很少人會看到這在推動膜結構發展的潛力。此后，膜材被用在大小不等的體育場篷蓋上，并占據了膜結構相當大的份額。最近廣州新白云機場候機樓采用了膜材作為屋蓋的一部分，就有巨大的58,000m2面積。候機大樓很可能成為膜結構的另一個潛在應用對象，因此有理由預測中國的膜結構將繼續以每年15-20％速度增長。
    展望將來，隨著中國經濟的增長和文化生活的不斷豐富，將建造更多的具有新穎功能、形式多樣的建筑。例如，北京將舉力2008年奧運會，按照規劃需要32體育場館，其中19個是新建的。正在規劃的奧林匹克公園將包括國家體育場、國家體育館、國家游泳中心、國際展覽中心等項目。此外，2010年的世界博覽會將在上海舉行，各種類型的展覽館將由世界各國來建設。大部分工程項目將實行國際招標，這必將吸引不少國外的設計、咨詢與施工單位來參與，無疑這會給中國帶來新的概念和先進的技術。由于膜結構所獨有的特點，它將會以更大的規模增長。通過其發展，中國與世界的交流和合作也將不斷壯大。

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