充气膜结构

新型建筑结构

充气膜结构是一种新型建筑结构，是轻型空间结构的一个重要分支，具有丰富多彩的造型，建筑特性、结构特性优越，主要分为张拉膜结构、骨架膜结构、充气膜结构、索桁架膜结构等。

充气膜结构概述

膜结构是轻型空间结构的一个重要分支，除丰富多彩的造型外，还有优异的建筑特性、结构特性、和适宜的经济型，因此膜结构的诞生，就迅速在世界各地发展起来。而膜结构建筑主要分为张拉膜结构、骨架膜结构、充气膜结构、索桁架膜结构、张拉整体与索穹顶膜结构。

充气膜结构是一个相对密闭的空间结构，与传统空间结构建筑不一样的是，它通过风机向结构内部鼓风送气，使膜结构内外保持一定的压力差，以保证膜结构体系的刚度，维持所设计的形状。

同时压力控制系统可使结构维持一定的内外压，保证结构稳定性。

1917年，英国W.Lanchester 发明了一种充气膜结构作为右外医院建筑屋面，这是一种安装便捷、造价经济的屋面体系，但是他本人并未建成。

1946年，英国人Walter Bird建成第一个现代充气膜结构，多普勒雷达穹顶（Doppler Radome），直径15m，矢高18.3m，采用以玻璃纤维为基布氯丁二烯橡胶为涂层的膜材。1950~1970年间，相继在美国、德国等地建造了大量类似穹顶，最大直径达到60m。

1970年日本大阪世博会（EXPO’70）为膜结构发展提供了契机。因日本多地震，且展馆多位于软土地基，因此，展馆宜采用轻结构体系。由David Geiger完成结构设计的美国馆，首次建成了大跨低轮廓充气膜结构，平面为139m×78m的椭圆。

1972年~1984年，由David Geiger设计，Birdair公司在美国建成银色穹顶（Silver Dome，220m×159m）等7座巨大型充气膜结构，但多数膜结构被证明大跨度的膜结构难以有效抵抗恶劣气候条件。

1988年，日本建成东京穹顶（Toyko Dome）。虽然充气膜结构技术达到了一个新的台阶，但之后世界各地再也没有建造过巨大型充气膜结构建筑。

充气膜结构在索穹顶体系出现之前，创造了段大跨建筑的辉煌发展史。

充气膜结构做一种新型的空间建筑，具有传统建筑无法比拟的优势。特别对于需要大面积大空间的作业厂区，它比任何建筑更具有优势，因此它可广泛应用在需要大跨度作业空间。

因此它可应用于大面积作业车间、仓库、体育场馆、展览馆等。

工业领域应用

国内的大面积敞开式作业区如污染土处理区、堆肥处置区、危废处置区、垃圾填埋作业区等作业区所产生的污染气体很容易就会扩散至周边，严重影响周边居民的生活环境，不但从身体上，更是从心理上给人们带来了严重的危害。

至今为止，并无针对此类大面积敞开式作业区污染气体的污染气体收集处理措施，这些大面积敞开式作业区所产生的污染气体还没有得到有效的控制处理。充气膜结构作为一种创新的建筑形式，可用于大面积敞开式作业区，其对作业区内污染物的控制以及与收集处理系统有机结合在世界上还没有先例。

这种大面积敞开式作业区密闭及气体收集处理设施，解决污染土处理区、堆肥处置区、危废处置区、垃圾填埋作业区等大面积敞开式作业区的污染气体无组织排放的问题。设施包括通过送风管道连接的充气膜和送风机，充气膜上设有气密门，充气膜上端通过线路连接自控和检测设备，充气膜下端通过收集管道连接气体处理设备，气体处理设备通过排气机连接排气筒。

使用大面积敞开式作业区密闭及气体收集处理设施能够实现以下效果：

（1）将污染土处理区、堆肥处置区、危废处置区、垃圾填埋作业区等大面积敞开式作业区产生污染气体的原有的无组织排放变为有组织排放，并且气体排放达到国家排放标准；

（2）减少在污染土处理区、堆肥处置区、危废处置区、垃圾填埋作业区等大面积敞开式作业区的降水下渗所产生的地下水污染；

（3）减少污染土处理区、堆肥处置区、危废处置区、垃圾填埋作业区等大面积敞开式作业区产生的灰尘飞扬和细菌散发；

（4）改善污染土处理区、堆肥处置区、危废处置区、垃圾填埋作业区等大面积敞开式作业区的视觉效果；

（5）可使污染土处理区、堆肥处置区、危废处置区、垃圾填埋作业区等大面积敞开式作业区不受天气影响，可进行全天候连续作业。

体育场馆应用

由于膜结构内部具有富氧，不受外界天气干扰的重要因素，因此膜结构广泛地应用在体育场馆领域，如滑冰场，游泳馆，羽毛球场等。

应用前景

由于膜结构具有丰富多彩的造型、优异的建筑特性、结构特性、和适宜的经济型等其他传统建筑无法比拟的优势，膜结构必定越来越广泛地应用于工业与人们的日常生活中，具有广阔的前景。

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