膜結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計

?2  膜結(jié)構(gòu)建筑的表現(xiàn)形式與一般建筑有所不同，在建筑單體設(shè)計階段，應(yīng)充分考慮到不同表現(xiàn)方式的內(nèi)容與協(xié)調(diào)，并注意利用膜結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)所具有的形象特點，因勢利導(dǎo)。膜結(jié)構(gòu)建筑的方案設(shè)計應(yīng)由建筑師與膜結(jié)構(gòu)工程師共同完成。設(shè)計時首先應(yīng)考慮膜結(jié)構(gòu)體系的特殊性，從建筑功能和結(jié)構(gòu)受力性能入手，創(chuàng)造出形式美觀，構(gòu)造合理的膜結(jié)構(gòu)建筑。

?4 大型室內(nèi)公共建筑必須明確防火設(shè)計思想，除基本的消防分區(qū)、消防設(shè)施、消防通道之外，針對膜建筑的特點，必須明確選用膜材，特別是內(nèi)膜的防火等級，當(dāng)有條件時應(yīng)盡量采用不燃類材料。當(dāng)永久性建筑采用難燃類膜材時，尚應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)叵啦块T的要求采取必要的防火措施。當(dāng)膜距離樓面、地面8m以上時，膜材防火要求可適當(dāng)降低。

根據(jù)《建筑內(nèi)部裝修設(shè)計防火規(guī)范》GB50222中第2.0.4條規(guī)定：“安裝在鋼龍骨上燃燒性能達到B1級的紙面石膏板、礦棉吸音板，可作為A級裝修材料使用?！卑凑沾藯l規(guī)定，防火檢驗為B1級的膜材，如使用中安裝在鋼結(jié)構(gòu)上，且燃燒性能經(jīng)檢驗可達到或超過紙面石膏板、礦棉吸音板，可作為A級不燃材料使用。

?5膜建筑聲環(huán)境設(shè)計需考慮室內(nèi)回聲作用及外部噪音屏蔽兩方面的因素，增加膜的層數(shù)、采用吸聲內(nèi)襯膜材、控制膜夾層間距、以及在膜層上負重等措施都是改善聲學(xué)性能的有效措施。另外，膜屋面如采用保溫隔熱材料，宜考慮與隔音材料的統(tǒng)一協(xié)調(diào)。對于ETFE氣枕結(jié)構(gòu)，還可通過增加氣枕空腔數(shù)量和增設(shè)隔音層等措施改善隔聲效果。頻率低于500Hz的噪音在雙層膜中傳播時可降低5到10dB。對于頻率大于700Hz的噪音，預(yù)張力高的膜材降噪作用比非張拉膜材要小。對于頻率小于700Hz的噪音，噪聲的降低基本不受膜材預(yù)張力的影響。

?6膜結(jié)構(gòu)建筑采用的膜材一般均具有透光特性。由于漫射光的作用，膜材覆蓋的空間內(nèi)將呈現(xiàn)特殊的光學(xué)效果（有明顯光感但無陰影），建筑設(shè)計中應(yīng)予以合理利用。但采光的利用和室內(nèi)溫度控制的要求應(yīng)權(quán)衡考慮，尤其要考慮到膜材透光過高會使夏季室內(nèi)溫度過高。

ETFE膜材的表面可以通過鍍點處理和印刷圖案來降低透光率，也可涂刷白色顏料使膜材變成半透明以降低日光照射。此外，通過調(diào)整各個氣腔之間的壓力差，使中間層的不透明圖案相互重疊或錯開，可使氣枕的遮陽率呈現(xiàn)不同的變化。

本條文中的熱源燈具，不僅指熱輻射光源，如白熾燈，鹵鎢燈等，也包括大功率氣體放電燈。條文中提到的1m間距，為經(jīng)驗數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)與燈光表面溫度，燈光投射角，散熱量及膜面物理特性有關(guān)。

?7膜結(jié)構(gòu)建筑需重視保溫隔熱性能，目前已廣泛使用的膜材，自身并不能較好地隔絕外部溫度的影響。單層膜結(jié)構(gòu)僅適用于開敞式建筑或氣候較溫和的地區(qū)。對于封閉式建筑物，應(yīng)注意采用其他構(gòu)造方式解決保溫隔熱問題。雙層膜構(gòu)造可以較好地滿足保溫、隔熱要求，兩層之間的空氣隔離層一般在10到50cm之間，在嚴(yán)寒地區(qū)、寒冷地區(qū)，除采用雙層膜外，應(yīng)在內(nèi)外膜之間采用輕質(zhì)保溫材料。在選擇保溫材料時應(yīng)考慮其力學(xué)穩(wěn)定性、透光性、熱穩(wěn)定性及耐潮防腐能力。此外在膜材表面加上LOW-E等低輻射涂層，也可增加膜材保溫隔熱性能。

膜屋頂內(nèi)表面的凝結(jié)水會對膜材產(chǎn)生不利影響，且會降低保溫膜材的性能，甚至?xí)绊懯覂?nèi)聲學(xué)效果，設(shè)計中應(yīng)予以注意。采用有保溫隔熱層的多層膜結(jié)構(gòu)，在雙層膜之間設(shè)置獨立的通風(fēng)系統(tǒng)是防止結(jié)露的有效措施。此外，內(nèi)膜宜形成坡度以便于凝結(jié)水的收集和排除。在高濕度環(huán)境中ETFE氣枕單元中宜安裝除濕器，通過增加氣腔數(shù)量，也可明顯改善ETFE氣枕的熱工性能。

?8膜結(jié)構(gòu)建筑應(yīng)有足夠的坡度以解決排水問題并預(yù)防積雪。屋面排水設(shè)計從方案階段就應(yīng)予以高度重視，以免造成重大工程隱患。當(dāng)膜屋面采取融雪設(shè)備時，膜面坡度可適當(dāng)減小。大型公共膜建筑（3000m2以上）宜采取有組織排水，小型開敞膜建筑（1000m2）可無組織排水，中型公共膜建筑（1000-3000m2）宜根據(jù)其高程、封閉性選取合適的排水型式。采取有組織排水方式時，排水管的位置應(yīng)注意與建筑立面綜合考慮,導(dǎo)水與集水設(shè)施應(yīng)與膜細部節(jié)點協(xié)調(diào)設(shè)計，并應(yīng)通過排水能力計算。采取無組織排水方式時，應(yīng)注意采取對建筑物墻面或地面的防污措施。

?9膜結(jié)構(gòu)建筑應(yīng)確定合理的防雷方案，建筑頂面設(shè)置接閃針或接閃帶，也可利用突出膜面的金屬構(gòu)件作為接閃器。支撐膜面的鋼柱，鋼桅桿，鋼索等金屬構(gòu)件可作為雷電流引下線?；A(chǔ)鋼筋可作為接地體。膜結(jié)構(gòu)建筑通常采用聯(lián)合接地方式，接地電阻不大于1Ω。

?11膜面在風(fēng)荷載作用下的變形分布實際上是很復(fù)雜的，另外，工程使用中還存在意外荷載造成膜面局部較大位移的可能，因此條文中規(guī)定了1.0米的限值。在變形極值可準(zhǔn)確預(yù)估的情形下，設(shè)計人員可結(jié)合工程實際情況適當(dāng)放寬此數(shù)值。

?12在滿足對室內(nèi)空間使用要求的情況下，氣承式膜結(jié)構(gòu)膜頂高度越大建筑成本越高、日常使用耗能也越大，然而膜頂高度太低容易積雨、積雪，甚至?xí)鹛式ㄗh矢跨比在

1/3～2/3之間。當(dāng)氣承式膜結(jié)構(gòu)承受的雪荷載較小或具有融雪或除雪設(shè)施時，最小矢跨比可以適當(dāng)降低。

當(dāng)氣承式膜結(jié)構(gòu)跨度超過30m、正常工作內(nèi)壓為200Pa時，一般情況下膜中預(yù)應(yīng)力已超過本規(guī)程規(guī)定3kN/m的預(yù)應(yīng)力限值，可以采用縱橫向索予以加強。如果跨度超過40m，采用斜向交叉索網(wǎng)是減少膜內(nèi)預(yù)應(yīng)力的有效途徑，斜向交叉索網(wǎng)也可以有效限制膜體的位移。