膜結構是20世紀中期發展起來的一種新型建筑結構類型,它打破了純直線建筑風格的模式,以其獨有的優美曲面造型,簡潔、明快、剛與柔、力與美的組合,給人耳目一新的感覺,同時給建筑設計師提供了更大的想象和創造空間。膜結構具有強烈的時代感和代表性,是集建筑學、結構力學、精細化工、材料科學、計算機技術等為一體的多學科交叉應用工程,具有很高的技術含量和藝術感染力,其曲面可以隨建筑師的設計需要任意變化。結合整體環境,建造出標志性的形象工程,并且實用性強、應用領域廣泛。既可應用了大型公共設施,如體育場館的屋頂系統、機場大廳、展覽中心、購物中心、停車場、站臺設施等。又可應用于休閑設施、工業設施、入口廊道以及標志性或景觀性的建筑、小品等。
(2)藝術性。膜結構突破了傳統的建筑結構類型,以造型學、色彩學為依托,可結合自然條件,充分發揮建筑師的想象力,根據創意建造出傳統建筑難以實現的曲線及各種造型,且色彩豐富,富有時代氣息,體現結構構件受力之美。配合燈光易形成夜景,給人以現代美的享受。
(3)經濟性。膜材料具有一定的透光率,白天可減少照明強度和時間,節約能源;夜間彩燈透射可形成絢爛的景觀。而且,膜結構能夠拆卸,易于搬遷,特別是在建造短期應用的大跨度建筑時,更為經濟。
(4)安全性。膜材料具有的阻燃性和耐高溫性,能很好地滿足防火要求;膜結構屬柔性結構,能夠承受很大的位移,不易整體倒塌;膜結構自重輕,抗震性能比較好。
(5)自潔性。膜建筑中采用具有防護涂層的膜材,本身不發黏,落到膜材表面的灰塵可以靠雨水的自然沖洗而達到良好的自潔效果,同時**建筑的使用壽命。
(6)工期短。膜片的裁剪、鋼索及鋼結構等的制作均在工廠完成,減少現場施工時間,可與下部鋼筋混凝土結構或構件等同時進行,避免施工交叉,在施工現場只是鋼索、鋼結構及膜片的連接安裝定位及張拉的過程,故現場施工安裝、迅速快捷,相對傳統建筑工程工期較短。
(7)適用廣。從氣候條件看,膜結構建筑適用的地域廣闊;從規模上看,可以小到單人帳篷、花園小品,大到覆蓋幾萬、幾十萬平方米的建筑。甚至有人曾設想覆蓋一個小城,實現人造自然。
缺點:(1)耐久性差。一般的膜材使用壽命為15~25年,與傳統的混凝土及鋼材相比有較大的差距,與“百年大計”的設計理念不同。
(2)隔熱性差。如果強調透光性,只能用單層膜,隔熱性就差,因而冬天冷、夏天熱,需要空調。
(3)隔音效果較差。單層膜結構只能用于隔音要求不高的建筑。
(4)抵抗局部荷載能力差。屋面會在局部荷載作用下形成局部凹陷,造成雨水或雪的淤積,使屋蓋在淤積處的荷載增加,可能導致屋蓋撕裂(帳蓬結構)或翻轉(充氣結構)。
(5)充氣結構還需要不停地送風,因此維護和管理特別重要。另外,氣承式充氣結構必須是密閉的空間,不宜開窗。
(6)環保問題。使用的膜材都是不可再生的,一旦達到使用年限,拆除的膜材便成為城市垃圾而無法處置,正在研制開發膜材的可回收利用,并已取得了一定的進展。