浅谈膜结构的发展及应用

　摘要：膜结构是建筑结构中最新发展起来的一种形式。经过几十年的发展，膜结构已成为
结构设计选型中的一个主要方案，并逐渐应用于体育馆、商场、展览中心、交通服务设施等大
跨度建筑中。

 

　　关键词：膜结构；膜材；建筑

 

　　膜结构是一种以性能优良的织物为材料，或是向膜内充气，由空气压力支撑膜面，或
是利用柔性钢索或刚性支撑结构将面绷紧，从而形成的具有一定刚度、能够覆盖大跨度空间
的结构体系。

 

　　

1 膜结构概述 

　　

1．1 膜材 

　　膜结构能大量推广应用的基础是材料问题的解决，其应用的高强度柔韧薄膜称膜材。现
阶段主要应用的两种膜材涂敷聚四氟乙烯（

PTFE）的玻璃纤维织物和涂敷聚氯乙烯

（

PVC）的聚脂织物具有质地柔韧、厚度小、重量轻、透光性好等特点，对自然光吸收和透射

能力、阻燃，具有良好的耐久、防火、气密等特性；表面经过氟素处理或二氧化钛处理的膜材
料抗老化性能好，具有较高的自清洁性能。

 

　　

1．2 膜结构的特点 

　　

   建筑造型优美：膜结构的突出特点之一就是它形状的多样性，新颖美观的曲面造型，

简洁明快，且色彩丰富，打破了纯直线建筑风格的模式，给人以耳目一新的感觉。

 

　　适合覆盖大跨度空间：膜材料每平方壹公斤左右，由于自重轻，加上钢索、钢结构高强
度材料的采用，与受力体系简洁合理，使膜建筑可以不需要内部支撑面大跨度覆盖空间，
这使人们可以更灵活地设计和使用建筑空间。

 

　　

 造价低，工期短：膜建筑屋面重量仅为常规钢屋面的 1/30，这就降低了墙体和基础的

造价。同时由于膜建筑奇特的造型和外观效果使其价格效益比更高。膜工程中所有加工和制
作依设计均可在工厂内完成，现场只需组装，施工简便，相比传统建筑的施工周期，它几
乎要快一倍。

 

　　节能环保：膜材有较高的反射性及较低的光吸收低，并且热传导性较低，对太阳热能
可反射掉

70%，膜材本身吸收了 17%，传热 13%，而透光率却在 20%以上，保证了适当的

自然漫散射光照明室内。具有良好的环保性、透光性、节能性。

 

　　

 

　　

2 膜结构的历史 

　　第一座真正意义上的膜结构建成于

1946 年，设计者为美国的沃尔特

•勃德，这是一座

直径为

15 的充气穹顶。1967 年在德国斯图加特召开的第一届国际充气结构会议，无疑给充

气膜结构的发展注入了兴奋剂。随后各式各样的充气膜结构建筑出现在

1970 年大阪世界博

览会上。其中具有代表性的有盖格尔设计的美国馆（

137m×7m8 卵形），以及川口卫设计的

香肠形充气构件膜结构。后来人们认为

70 年大阪博览会是把膜结构系统地、商业性地向外界

介绍的开始。大阪博览会展示了人们可以用膜结构建造永久性建筑。而

70 年代初美国盖格

尔

-勃格公司开发出的符合美国永久建筑规范的特氟隆膜材料为膜结构广泛应用于永久、半

永久性建筑奠定了物质基础。之后，用特氟隆材料做成的室内充气式膜结构相继出现在大中
型体育馆中，

1975 年在美国密执安州庞提亚克兴建了平面尺寸 243.9X183m 的银色穹顶，

这是第一次将气承式膜结构应用于永久性的大型体育馆。其后在北美地区，类似的膜结构就
建了

9 座，其中象美国的明尼阿波利斯和加拿大的温哥华均位于北方地区。虽然象这样的充

气结构也发生过几次不愉快的坍塌事故，但是膜结构终于登堂入室，进入永久性建筑的行
列。