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膜結構在污水池及環(huán)境污染治理中的應用

膜結構也稱織物結構，它以性能優(yōu)良的柔軟織物為材料，由內(nèi)部空氣力支

承膜面，或利用柔性鋼索和剛性支承結構使膜面產(chǎn)生一定的頑力，從而形成具有

一定剛度并能覆蓋大空間的新型空間結構體系。

膜結構一般可分為空氣支承膜結構(即充氣式膜結構)、張拉式膜結構及骨架

支承式膜結構三種，它們具有不同的結構特點、建筑表現(xiàn)形式，適應不同的應用

場所。鋼支承反吊氟碳膜結構是專門針對污水池加蓋升發(fā)的新型結構方式，選

用了耐腐蝕的氟碳纖膜作為覆蓋材，并通過反吊的形式來適應污水池的腐蝕性環(huán)

境。在河南景天膜結構工程有限公司污水站已率先使用了鋼支承反吊氟碳纖膜進

行污水池加蓋，取得良好的效果。

1.耐久性

生產(chǎn)商同時針對化學品對膜材的破壞老化影響進行了分析，試驗包括：（1)超常

時間浸泡在含有NH3和H2S04的不同水溶液中。（2)在浸之前和之后檢測抗拉強度

的變化，以評估面料的機械性能的變化。

      鋼支承反吊氟碳纖膜結構的巧妙之處在于“反吊”，采用了抗腐蝕能力很強

的氟碳纖膜把廢氣罩住，鋼結構在外側將氟碳纖膜懸吊。這樣既充分發(fā)揮了氟碳

纖膜的抗腐蝕性能，又從根本上解決了鋼結構與腐蝕性氣體接觸帶來的腐蝕問題

因而鋼構件可以按普通建筑結構等級考慮，具有50年的使用壽命，充分發(fā)揮了

鋼支承的結構性能，實現(xiàn)了結構骨架與覆蓋材性能的完美結合。

2.安全性

      鋼支承反吊氟碳纖膜結構對荷載的抵抗能力更強，常的結構荷載主要為自

重，風載，雪載和地震作用。

(1）      自重氟碳纖膜自重一般只有1kg/m2左右，屬于輕質高強的材料，對于

大跨度的池體如沉淀池等無為適合，從程度上減小了覆蓋材自重荷載的影響。另

外陽光板和玻璃鋼板需要大量的標條支承，而膜是通過預力張拉體現(xiàn)結構行為的

材料，因此可以做到較大跨度而中間不需要任何支撐桿件，這樣鋼構件的自重也

大為減小。

(2）    風載氟碳纖膜的形狀多為圓錐體，而且由于氣體收集的要求整體都為封

閉的，風會從曲線的膜面滑過，參照建筑結構荷載規(guī)范中的規(guī)定它的體形系數(shù)值

在0.5~0.8，風洞試驗的數(shù)據(jù)則更小些，這樣從體型上削弱了風載對結構的影響。

(3）    雪載氟碳纖膜結構是屬于張拉體系，必須形成比較大的負高斯雙曲面才

能使預應力有效施加，因此膜面必須有大的高差，即能形成相對大的坡度。另外

膜的表面十分光滑，使雪能很難堆積在膜面上，積雪系數(shù)可根據(jù)高差參照建筑結

構荷載規(guī)范進行選取，也可有條件自行做滑雪試驗

(4)     地震作用由于膜自重很小，而且結構屬于柔性體系，自振周期長，自振

周期t較大時，地震作用很小，因此可以大幅度地減少地震作用的影響。

3．安裝快捷，檢修方便

(1)      安裝快捷鋼支承和膜體的加工都在工廠進行，加工質量得到可靠保障。

現(xiàn)場安裝時間短，減少了對場地的占用。無其是舊池改造項目可采取結構整體吊

裝，不影響池體內(nèi)部的設備運轉。

(2)     檢修方便由于工藝上的要求，需要定期對設備維修和檢查，可以通過在

邊膜上預留門和通道的方式解決，參見巴黎污水池圖可知這種結構實現(xiàn)開門開窗

十分便捷，可滿足任何工藝上的需求。

4.美觀性

(1)     形式靈活多樣鋼支承反吊氟碳纖膜結構可根據(jù)場地條件的不同，設計與

周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)的外觀，充分顯示了柔性結構的特點。

(2)    光學美感氟碳纖膜材料的透射率約為6%，在日照下結構內(nèi)部具通透性和

明亮度，能滿足內(nèi)部設備檢修的需求，在間燈光照明時，光線透過膜材能達到

特殊的建筑效果。

(3)    自潔性氟碳纖膜的表面處理具有良好的自潔性能，限制了灰塵堆積，便

于維護，其抗污染能力遠遠超過傳統(tǒng)覆蓋材，能使建筑保持清潔的外觀，

(4)造型美觀鋼結構骨架粗擴壯觀，充滿陽剛的力感美，而氟碳纖膜則外觀

優(yōu)雅，顯得輕盈而飄逸，充滿陰柔的曲線美，可謂剛柔并濟，相得益彰。在平淡

的廠區(qū)必將形成一道亮麗的風景線，成為工廠具標志性的建筑，使其充滿工業(yè)現(xiàn)

代化的氣息。

    綜上所述，氣體治理領域在還是一個較新的課題，歐洲的發(fā)展已趨成熟，在

污水池加蓋工程中鋼支承反吊氟碳纖膜結構得到廣泛地應用。在我國傳統(tǒng)的污水

池加蓋方式由于防腐蝕性能的缺陷已經(jīng)制約了氣體收集治理的發(fā)展，而耐腐蝕、

輕質高強、造型多樣和透光性能良好的膜結構頂蓋通過工程實踐效果理想，值得

進行擴大推廣。