運(yùn)動場館膜結(jié)構(gòu)文化簡介

    膜結(jié)構(gòu)是一種建筑與結(jié)構(gòu)完美結(jié)合的結(jié)構(gòu)體系。它是用高強(qiáng)度柔性薄膜材料與支撐體系相結(jié)合形成具有一定剛度的穩(wěn)定曲面，能承受一定外荷載的空間結(jié)構(gòu)形式。其造型自由輕巧、阻燃、制作簡易、安裝快捷、節(jié)能、易于、使用安全等優(yōu)點(diǎn)，因而使它在世界各地受到廣泛應(yīng)用。這種結(jié)構(gòu)形式特別適用于大型體育場館、人口廊道、小品、公眾休閑娛樂廣場、展覽會場、購物中心等領(lǐng)域。

　　張拉膜結(jié)構(gòu)(Tesioned Membrane Structure)，是依靠膜自身的張拉應(yīng)力與支撐桿和拉索共同構(gòu)成機(jī)構(gòu)體系。在陽光的照射下，由膜覆蓋的建筑物內(nèi)部充滿自然漫射光，無強(qiáng)反差的著光面與陰影的區(qū)分，室內(nèi)的空間視覺環(huán)境開闊和諧。夜晚，建筑物內(nèi)的燈光透過屋蓋的膜照亮夜空，建筑物的體型顯現(xiàn)出夢幻般的效果。張拉膜結(jié)構(gòu)特別適合用來建造城市標(biāo)志性建筑的屋頂，如體育與娛樂性場館，需有廣告效應(yīng)的商場、餐廳等。城市的交通樞紐是城市命脈的關(guān)鍵性建筑，使用功能要求建筑物各組成單元的標(biāo)志明確。因而近來年，這類建筑越來越多采用膜結(jié)構(gòu)。建筑膜材料的使用壽命為25年以上。

    在使用期間，在雪或風(fēng)荷載作用下均能保持材料的力學(xué)形態(tài)穩(wěn)定不變。建成于1973年的美國加州La Verne大學(xué)的學(xué)生活動中心是已有23年歷史的張拉膜結(jié)構(gòu)建筑．跟蹤測試與材料的加載與加速氣候變化的試驗(yàn)，證明它的膜材料的力學(xué)性能與化學(xué)穩(wěn)定性指標(biāo)下降了20％至30％，但仍可正常使用。膜的表層光滑，具有彈性，大氣中的灰塵、化學(xué)物質(zhì)的微粒極難附著與滲透，經(jīng)雨水的沖刷建筑膜可恢復(fù)其原有的清潔面層與透光性。
張拉式膜結(jié)構(gòu)

　　張拉整體結(jié)構(gòu)（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(yīng)力、自支撐的網(wǎng)狀桿系結(jié)構(gòu)，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(diǎn)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(jié)構(gòu)思想，他認(rèn)為宇宙的運(yùn)行就是按照張拉整體的原理進(jìn)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(diǎn)。這種結(jié)構(gòu)體系中的索網(wǎng)就相當(dāng)于宇宙中的萬有引力，獨(dú)立的受壓桿件 相當(dāng)于宇宙中的星球。

張拉式膜結(jié)構(gòu)

    通過鋼索與膜材共同受力形式穩(wěn)定曲面來覆蓋建筑空間，它是索膜建筑的代表和精華，具有高度的形體可塑性和結(jié)構(gòu)靈活性。
 

骨架式膜結(jié)構(gòu)

    通過自身穩(wěn)定的骨架體系支撐膜體來覆蓋建筑空間，骨架體系決定建筑形體，膜體為覆蓋物。
 

 空氣式膜結(jié)構(gòu)

    通過空氣壓力支撐膜體來覆蓋建筑空間，它形體單一，運(yùn)用較少。
 
優(yōu)點(diǎn)： 
更自由的建筑形體塑造
    多變的支撐結(jié)構(gòu)和柔性膜材使建筑物造型更加多樣化，新穎美觀，同時體現(xiàn)結(jié)構(gòu)之美，且色彩豐富，可創(chuàng)造更自由的建筑形體和更豐富的建筑語言。 
更好的經(jīng)濟(jì)效益
    膜建筑屋面重量僅為常規(guī)鋼屋面的1/30，這就降低了墻體和基礎(chǔ)的造價(jià)。同時膜建筑奇特的造型和夜景效果有明顯的“建筑可識性”和商業(yè)效應(yīng)，其價(jià)格效益比更高。 
更短的施工周期
    膜工程中所有加工和制作依設(shè)計(jì)均可在工廠內(nèi)完成，在現(xiàn)場只進(jìn)行安裝作業(yè)。相比傳統(tǒng)建筑的施工周期，它幾乎要快一倍。
更低的能源損耗
膜材有較高的反射性及較低的光吸收低，并且熱傳導(dǎo)性較低，這極大程度上阻止太陽能進(jìn)入室內(nèi)。另外，膜材的半透明性保證了適當(dāng)?shù)淖匀宦�散射光照明室�?nèi)。
更大跨度的建筑空間
    由于自重輕，膜建筑可以不需要內(nèi)部支撐面大跨度覆蓋空間，這使人們可以列靈活、更有創(chuàng)意地設(shè)計(jì)和使用建筑空間。
 
基材：
　　 膜材基本上為一種織布，織材由纖維構(gòu)成。一織品結(jié)構(gòu)的材料選擇、適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)、施工、制造及安裝，綜合這幾點(diǎn)能夠確保結(jié)構(gòu)的品質(zhì)。結(jié)構(gòu)的好壞主要取決于材料的選擇。運(yùn)用在拉力結(jié)構(gòu)及充氣式結(jié)構(gòu)中更為貼切，因?yàn)槟げ谋旧硪嘤休d重。大部分的織品結(jié)構(gòu)運(yùn)用織品更甚于網(wǎng)狀物或膠卷。織品主要鍍上其它材料或壓層以產(chǎn)生更大的拉力或更強(qiáng)的抗外力。最常見的材料為聚酯壓層或鍍PVC材質(zhì)，鍍PTFE或鍍硅之玻璃纖維材質(zhì)。網(wǎng)狀物、膠卷及其它材料各有其適用范圍。

而通常纖維之運(yùn)用可分為下列數(shù)種：

尼龍/ Nylon：
    抗拉力較Polyester稍佳，但其彈力系數(shù)較低，使得在載重之情形下可能造成皺褶之機(jī)率大為升高，且易受濕度變化影響，使得在裁切前后之誤差產(chǎn)生，并且易受紫外線影響而逐漸失去抗拉力。

聚酯類/ Polyester：
    其抗拉力較Nylon稍差，但因其良好的張力、耐久性、低成本及拉力，在某些使用上其較鋼性的特質(zhì)能彌補(bǔ)其不足。聚酯為最常用之基材。PVC膜片與聚酯膠合或鍍層在較長時間的制造中通常為最經(jīng)濟(jì)的方式。膠合物通常由織布或聚酯接合成的網(wǎng)覆蓋乙烯基膜而組成（稱為基材）。鍍層織品一般都會使用高計(jì)數(shù)、高拉力之織品鍍上一層有彈性的物質(zhì)以強(qiáng)化拉力。織品制造方式為在鍍層前及鍍層過程中將聚酯織品置于張力下。結(jié)果是織布上不同方向的紗具有鮮明的特性，織品的穩(wěn)定性增加，為較輕的織品（200～270gm／m2）。
    未處理之Polyester纖維同樣易受紫外線破壞，但在保護(hù)涂層覆蓋后相較于同樣處理之Nylon更能抵抗紫外線，因此就實(shí)用而言，Polyester之抗紫外線能力較Nylon為佳。

玻璃纖維/ Fiber Glass：
    具有高彈性系數(shù)及高抗拉強(qiáng)度，但其纖維易因重復(fù)之壓折而破壞，為克服此點(diǎn)，運(yùn)用較小直徑之纖維稍能降低破壞之程度。玻璃纖維不易受紫外線破壞，因此大為應(yīng)用于永久性的建構(gòu)上。

人造纖維Aramids（Kevlar）：
    具有高彈性系數(shù)及高抗撕裂強(qiáng)度，伸縮性較玻璃纖維為佳但不及Nylon與Polyester。曝露于紫外線下同樣會使基材之特性惡化。