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膜結構建筑設計

時期:2022-06-29 16:25:20 點擊數:109

膜結構建筑設計

膜結構建筑設計

?2  膜結構建筑的表現形式與一般建筑有所不同,在建筑單體設計階段,應充分考慮到不同表現方式的內容與協調,并注意利用膜結構建筑技術所具有的形象特點,因勢利導。膜結構建筑的方案設計應由建筑師與膜結構工程師共同完成。設計時首先應考慮膜結構體系的特殊性,從建筑功能和結構受力性能入手,創造出形式美觀,構造合理的膜結構建筑。

?4 大型室內公共建筑必須明確防火設計思想,除基本的消防分區、消防設施、消防通道之外,針對膜建筑的特點,必須明確選用膜材,特別是內膜的防火等級,當有條件時應盡量采用不燃類材料。當永久性建筑采用難燃類膜材時,尚應根據當地消防部門的要求采取必要的防火措施。當膜距離樓面、地面8m以上時,膜材防火要求可適當降低。

根據《建筑內部裝修設計防火規范》GB50222中第2.0.4條規定:“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。”按照此條規定,防火檢驗為B1級的膜材,如使用中安裝在鋼結構上,且燃燒性能經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膜建筑聲環境設計需考慮室內回聲作用及外部噪音屏蔽兩方面的因素,增加膜的層數、采用吸聲內襯膜材、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一協調。對于ETFE氣枕結構,還可通過增加氣枕空腔數量和增設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張力的影響。

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

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,為經驗數據,該數據與燈光表面溫度,燈光投射角,散熱量及膜面物理特性有關。

?7膜結構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。單層膜結構僅適用于開敞式建筑或氣候較溫和的地區。對于封閉式建筑物,應注意采用其他構造方式解決保溫隔熱問題。雙層膜構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,在嚴寒地區、寒冷地區,除采用雙層膜外,應在內外膜之間采用輕質保溫材料。在選擇保溫材料時應考慮其力學穩定性、透光性、熱穩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。

膜屋頂內表面的凝結水會對膜材產生不利影響,且會降低保溫膜材的性能,甚至會影響室內聲學效果,設計中應予以注意。采用有保溫隔熱層的多層膜結構,在雙層膜之間設置獨立的通風系統是防止結露的有效措施。此外,內膜宜形成坡度以便于凝結水的收集和排除。在高濕度環境中ETFE氣枕單元中宜安裝除濕器,通過增加氣腔數量,也可明顯改善ETFE氣枕的熱工性能。

?8膜結構建筑應有足夠的坡度以解決排水問題并預防積雪。屋面排水設計從方案階段就應予以高度重視,以免造成重大工程隱患。當膜屋面采取融雪設備時,膜面坡度可適當減小。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,排水管的位置應注意與建筑立面綜合考慮,導水與集水設施應與膜細部節點協調設計,并應通過排水能力計算。采取無組織排水方式時,應注意采取對建筑物墻面或地面的防污措施。

?9膜結構建筑應確定合理的防雷方案,建筑頂面設置接閃針或接閃帶,也可利用突出膜面的金屬構件作為接閃器。支撐膜面的鋼柱,鋼桅桿,鋼索等金屬構件可作為雷電流引下線。基礎鋼筋可作為接地體。膜結構建筑通常采用聯合接地方式,接地電阻不大于1Ω。

?11膜面在風荷載作用下的變形分布實際上是很復雜的,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,因此條文中規定了1.0米的限值。在變形極值可準確預估的情形下,設計人員可結合工程實際情況適當放寬此數值。

?12在滿足對室內空間使用要求的情況下,氣承式膜結構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,甚至會引起坍塌,故建議矢跨比在

1/3~2/3之間。當氣承式膜結構承受的雪荷載較小或具有融雪或除雪設施時,最小矢跨比可以適當降低。

當氣承式膜結構跨度超過30m、正常工作內壓為200Pa時,一般情況下膜中預應力已超過本規程規定3kN/m的預應力限值,可以采用縱橫向索予以加強。如果跨度超過40m,采用斜向交叉索網是減少膜內預應力的有效途徑,斜向交叉索網也可以有效限制膜體的位移。


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