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膜结构的发展前景

作者：建筑中国建筑金属结构信息网网    
时间：2009-12-22 21:00:27 [收藏]

    中国膜结构的发展规模是十分鼓舞人心的，从1995年开始，当年只造了一个面积为 3300m2的膜结构。从1996至2001年，六年内建造的膜结构估计达370,000m2。由于一些大型体育场的建成,膜结构的建设以平均每年20％的速度增长。2003年建造的膜结构约为180,000m2。

    膜结构的发展处于一种什么样的状态“膜结构经历了20多年的‘冷却期’，现在世界各国在大力提倡建设绿色建筑，我认为这就能将膜结构带入第二个‘春天’。”美国纽约大学博士、美国盖格工程顾问公司首席结构师廖士骏对记者说道。

    　　中国房地产报：您作为穹顶膜结构研究领域的元老，能否谈谈膜结构的发展历程？

    　　廖士骏：我们当初研发膜结构也是一种非常巧合的机缘。那是1970年在日本大阪举行的世界博览会，要求每个参会的国家都要提供一个代表性的建筑。我们在美国馆的竞标中获胜，这是挺高兴的一件事。可美国政府当时却只给我们500万美元去做一个又宏伟又能代表美国经济的建筑，当时我们觉得这几乎是不可能完成的任务。后来我们反复研究，发现其实建筑最耗材的地方就在于墙体和玻璃。我们灵机一动便决定做一个不要墙和玻璃的建筑。我们将钢索编成的网放置到一个挖好的椭圆形大坑里，之后用日本卡车的顶棚布改造成的聚酯膜覆盖到网上，最后用鼓风机在这个大坑里进行充气，就形成了一个“巨蛋”。但我们使用的聚酯膜布，如果长时间接受太阳紫外线的照射，会很容易老化。它的寿命也只有7年，所以后来我们共同研发了永久性结构膜，叫做特氟龙玻璃纤维布（PTFE）。
    　　由于这种膜结构节能省材又非常轻巧，所以在这以后的10年间被美国及一些阿拉伯国家广泛使用，那段时间也是膜结构发展的一个高峰期。

    　　中国房地产报：在高峰期之后的时间里，膜结构的发展处于一种什么样的状态？

    　　廖士骏：从1987年以后，膜结构就开始走下坡路。因为那时加拿大的多伦多设计了一种开合式屋顶的球场，一些国家看到这个设计美观、新颖，就纷纷效仿，所以膜结构在那时就被乌云遮月了。实际上那种开合式的屋顶技术是一种倒退，那是很不经济的一种结构，一片屋顶就达到3000多吨重，造价也是膜结构的12倍。

    　　中国房地产报：你们对膜结构的技术进行了怎样的改进？

    　　廖士骏：因为膜结构的张力很强，在较大的距离内都不需要钢铁的支撑。所以这就能节省很多材料。但是由于特氟龙膜的保温效果不好，当冬天烧暖气时，外面的风会将里面的热气带走，于是我们就研制了一种绝热的内衬，叫做透明隔热层。将这个隔热层置于布中，就能达到很好的保温效果，同时还能抵制夏天室外的热气，冬暖夏凉。只要能将保温工作做好，那么用来烧暖气的燃料自然就减少了，这也就达到了节能的要求。所以我们现在完全是按照绿色建筑的标准去设计建筑。
    　　 另外，中国有非常大的市场空间。据测算，在国内今后的建筑材料上，膜结构会有20％的市场份额。事实上，一个建筑材料能占到市场份额的10％就很不错了。4月26日，我会去天津参加一个国际建筑中国建筑金属结构信息网、膜结构展览会，到时候我会在会上对膜结构进行讲解，这也将成为我在国内推广膜结构的一种方式。
    　　膜结构是一种建筑与结构完美结合的结构体系。它是用高强度柔性薄膜材料与支撑体系相结合形成具有一定刚度的稳定曲面，能承受一定外荷载的空间结构形式。其具有造型自由轻巧、阻燃、制作简易、安装快捷、节能、易于使用安全等优点。

    从多年来国内外的实践经验来看，膜结构具有强大的生命力，必将是21世纪建筑结构发展的主流。预计最能发挥膜结构优势的应用领域有：
    ①需要自然采光的公共建筑，如体育馆、训练房、游泳馆、展览厅等，膜材的透光性能很好地解决采光问题，又可节约能源，并给人以一种处于大自然环境中的感觉。
    ②轻巧而美观的膜结构用于敞开或半敞开建筑物的遮蔽屋盖尤为适宜。近年来在足球、田径等比赛的体育场中，越来越多的看台挑篷都采用膜结构。国外很多露天剧院的舞台、博览会的展览馆也都以膜材作为顶盖。在我国广大地区的农贸市场也可大力推广膜结构。
    ③各种类型的生产厂房与仓库，其尺寸都比较规则，因而可采用膜结构并加以定型化、商品化。这种建筑有运输、拆装方便的优点，对于紧急救灾或灾后重建也十分有用。
    ④在改造原有建筑物时，膜结构的自重轻是很大的优点，可以用来代替传统的屋盖。它也可用来连接毗邻的房屋，例如在商场、广场、校园中，这将有效地扩大其建筑空间。
    中国膜结构的发展规模是十分鼓舞人心的，从1995年开始，当年只造了一个面积为 3300m2的膜结构。从1996至2001年，六年内建造的膜结构估计达370,000m2。由于一些大型体育场的建成,膜结构的建设以平均每年20％的速度增长。2003年建造的膜结构约为180,000m2。当膜结构第一次用于上海体育场时，恐怕有很少人会看到这在推动膜结构发展的潜力。此后，膜材被用在大小不等的体育场篷盖上，并占据了膜结构相当大的份额。最近广州新白云机场候机楼采用了膜材作为屋盖的一部分，就有巨大的58,000m2面积。候机大楼很可能成为膜结构的另一个潜在应用对象，因此有理由预测中国的膜结构将继续以每年15-20％速度增长。
    展望将来，随着中国经济的增长和文化生活的不断丰富，将建造更多的具有新颖功能、形式多样的建筑。例如，北京将举力2008年奥运会，按照规划需要32体育场馆，其中19个是新建的。正在规划的奥林匹克公园将包括国家体育场、国家体育馆、国家游泳中心、国际展览中心等项目。此外，2010年的世界博览会将在上海举行，各种类型的展览馆将由世界各国来建设。大部分工程项目将实行国际招标，这必将吸引不少国外的设计、咨询与施工单位来参与，无疑这会给中国带来新的概念和先进的技术。由于膜结构所独有的特点，它将会以更大的规模增长。通过其发展，中国与世界的交流和合作也将不断壮大。

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