膜构造的前史：
1917年有一位名为兰彻斯特的美国人建议应用新创造的电力鼓风机将膜布吹胀，作野战病院。像很多专利请求案一样，这只是一种构想，而没有真正成为运用的产物。
1946年，有一位名为华特?贝尔德的报酬美国军方做了一个直径 15m圆形充气的雷达罩，可以维护雷达不受天气侵袭，又可让电波无阻的经过，然后使相隔了19年的专利付诸适用。由此而衍生出了一个新的工业财产，在1956年今后美国一共树立了约50多家的膜构造公司，制造各类膜产物，用做体育设备、陈列所、设备仓库、轻工业厂房等，不胜枚举。但多因设计不周全，或制造粗拙，或是业主维护欠妥，致使形成很多不幸事情，大大都的工场亦因之关闭。
1960年间，德国斯图加特大学的弗赖?奥托师长教师，先后于1962和1965年宣布了研讨膜构造的效果，并同帐篷制造厂商协作，做了一些帐篷式膜构造和钢索构造，个中最受人瞩目的是1967年在蒙特利尔博览会的西德馆，其在欧洲，尤其是德国，可以说是开了膜构造构贸易化的先河。1968年，美国纽约的修建师布罗迪和哥伦比亚的大卫?盖格传授合力争夺到了日本大阪世界博览会美国馆的设计权。原先的经费2500万美元，被再三消减到250万美元，此设计组接受了无比的应战，在穷则变，变则通的状况下，将基地挖一大坑，将废土堆在周围，筑成围墙，其上浇注一混凝土压力环，将钢索网固定在环上，再将膜布固定在钢索网上，加以充气，就做成了9290m2的展览馆，然后开启了气撑式膜构造的新页。1968年到1987年之间，有 8座室内活动馆是以此办法设计建造的。
　　在大阪世博会，盖格公司成功地向世人推出气撑式膜构造的新设计技能，而遭到修建工程界一致承认后，又面对所运用的膜资料问题。这种膜材只要7年? 8年的寿命，在太阳紫外线及风、雨的交互效果下，膜布会变得硬脆、决裂，而落空构造功能。只要运用好的膜布资料，才干使这种大跨距的屋顶，成为永世性的修建。正在此时，美国福特基金会部属的教育设备实行室给盖格公司一笔资金，用来开拓此种永世性的修建膜。在盖格公司指导下，同美国的杜邦公司、康宁玻纤公司、贝尔德修建公司、化纤织布公，五家一起开拓永世性的构造膜。产物很顺畅地就制成了，化纤公司将康宁公司供应的玻璃纤维，先集成线再织成布纱，经由矽胶浸泡，先制成水密坯布，再屡次疾速放入特氟隆溶液中，使坯布两面皆有平均的特氟隆涂层，永世性的PTFE膜正式降生。经由加快天气实行，其物理不变性确定后，盖格公司又设计各类构造配件及确定设计顺序，以建造分歧性质的膜构造。堪萨斯城的修建师约翰?西弗领先运用此产物，在加州的拉?弗恩建了一座学生涯动中间，别的，几平还即1973年在圣太?克罗拉的加州分校办建了一座气撑游水馆（运动屋顶）及学生涯动中间，从此永世性膜构造便正式在美国流行。
1．关于构造膜　　普通钢构造屋顶，是由桥梁支撑屋面板，上面掩盖防水、隔热层，这些屋面资料皆不接受构造力。但膜构造中的膜自身就接受活荷载包罗风压、温度应力等，膜既是掩盖物，亦是构造的一局部。 以材质分类，构造膜有以下两种: 1）平面不织膜：由各类塑料，在加热液化形态下挤出的膜，它有分歧厚度、通明度及颜色，最通用的是聚乙烯膜。亦有以聚乙烯和聚氯乙烯热熔后制成的复合膜，其抗紫外线及自洁性强，且运用年限可从7年延伸到15年，此种膜因张力强度不大，而自跨度不大，属于半构造性的膜材。 2）织布组成膜：以聚酯丝织成的市心，双面涂以PVC树脂，再用热熔法掩盖上一层聚氟乙烯膜，制成复合膜，运用年限从 7年延伸到15年。因布心的张力强度较大可以运用于多种的张啦力型构造，跨度可达8m－10m，在美、日、法等国皆出产多种品牌。 2．几种膜构造　　与上述构造膜连系的构造大约有下述几类: 1）纯钢拱形构造采用传统的梁柱系统，屋顶为圆拱式，柱梁间距普通为8m左右。 2）混凝土构造主体加钢拱以上两种最简略的膜构造，依平面的外形，如方形、菱形等，可有很多转变，拱的间距依运用的膜材强度、设计荷载、风力等确定。 3）混凝土主体构造加钢索脊素为上弯，位于膜布下面，谷索为下弯，位于膜上面。两种钢索的弯向相反张拉后形成相反偏向的垂直力，使膜市遭到垂直偏向的张力，膜布中程度偏向的张力直接张拉构成。 4）混凝土主体构造加钢柱 5）张拉式帐篷膜构造 6）大型（跨度在200m以上）气撑式膜构造　　用扁钢作的钢索加上膜布，可以做成大跨度的巨型屋顶。这种修建，构造简略，施工便利，经济效益高，无需维修。但因需终年维持封锁，进出较不方便，现己不再新建，但仍不掉为一种好的构造方式。因为膜构造需求准确的设计及剪裁，以到达幻想的结果，大卫、盖格和哥伦比亚大学的同僚迈克、马克麦克和约塞夫、赖特一起开拓了非线性钢索核算程式，为气撑式大型膜屋顶工程设计奠基了根底。自1973年至1978年，活着界各地连续建造了12座气撑式膜构造大型室内体育馆，与还期落成的其他球场比拟，这些膜构造的体育馆不单价钱廉价，并且施工快。面积40000m2的银顶球场的屋顶只用了11.5个月即悉数完成。为世界最大之室内体育馆。 7)钢索穹顶　　1980年左右，盖格师长教师又发明了运用永世性构造膜的新技能，这种新技能是基于工程哲学家巴克明斯特．富勒的理论。富勒以为现代的构造都是在对立地心吸引力，不时地争夺压力的延续性，但天然界并非如斯。这是一项看似清淡，实则十分聪明的哲理，1983年他宣布的文章中建议在构造上逐渐削减压力的影响，而添加张力的效果，富勒将他的新观念定名为“张力式”，英语是张力（Tension）和完好(Integrity）二字的组成。在这种幻想的构造中“压力杆件是张力大海中的一个小岛”。盖格师长教师对富勒的哲理，则有更进一步的分析，他以为“空间的跨越是由延续的张力索和不延续的压力杆”完成的。在这一理论根底上，他提出钢索穹项由以下杆件构成：中心张力环经由数量为四的倍数的脊索、环索、中继斜拉索、压力杆和斜拉索而抵达压力环梁，构成一个完好封锁的张力拱构造系统。 

膜构造的使用：
膜构造是一种修建与构造完满连系的构造系统。它是用高强度柔性薄膜资料与支撑系统相连系构成 具有必然刚度的不变曲面，能接受必然外荷载的空间构造方式。其造型自在轻便、阻燃、制造简略、 装置快捷、能易于、运用平安等长处，因此使它活着界各地遭到普遍使用。这种构造方式特殊合用于 大型体育场馆、生齿廊道、小品、大众休闲文娱广场、博览会场、购物中间等范畴。

膜构造修建方式的分类： 
从构造上分可分为：骨架式膜构造，张拉式膜构造，充气式膜构造3种方式 

1.骨架式膜构造（Frame Supported Structure）

　　以钢构或是集成材组成的屋顶骨架，在其上方张拉膜材的结构方式，下部支撑构造安宁性高，因屋顶造型比拟纯真，启齿部不易受限制，且经济效益高级特点，普遍合用于任何大，小规划的空间。
2.张拉式膜构造（Tension Suspension Structure）
　　以膜材、钢索及支柱组成，应用钢索与支柱在膜材中导入张力以达安 定的方式。除了可理论具构思，立异且美观的造型外，也是最能展示膜结 构精力的结构方式. 近年来，大型跨距空间也多采用以钢索与紧缩材组成钢索网来支撑上部膜材的方式。因施工精度要求]高，构造功能强，且具丰 富的显示力，所以造价略高于骨架式膜构造。
3.充气式膜构造（Pneumatic Structure）
　　
　　 充气式膜构造是将膜材固定于屋顶构造周边，应用送风系统让室内气压上升到必然压力后，使屋顶表里发生压力差，以抵当外力，因应用气压来支 撑，及钢索作为辅佐材，无需任何梁，柱支撑，可得更大的空间，施工快捷，经济效益高，但需维持进行24小时送风机运转，在继续运转及机械维护费用的本钱上较高。

　　现今，城市中已越来越多地可以见到膜构造的身影。膜构造曾经被使用到各类修建构造中，在我们的城市中充任着不成或缺的人物：
体育设备：体育场/体育馆/网球场/游水馆/练习中间/健身中间等
贸易设备：商场/游乐中间/酒店/餐厅/贸易街等
文明设备：展览中间/剧院/扮演中间/水族馆等
交通设备：飞机场/火车站/船埠/泊车场/天桥/加油站/收费站等
景象设备：标记性小品/广场标识/小区景象/步行街等
工业设备：工场/仓库/污水处置中间/物流中间/温室等　
膜构造又名张拉膜构造（Tensioned Membrane structure）， 是以修建织物，即膜资料为张拉主体，与支撑构件或拉索一起构成的结 构系统，它以其新奇共同的修建造型，优越的受力特点，成为大跨度空 间构造的首要方式之一。 
　　膜资料是指以聚酯纤维基布或PVDF、PVF、PTFE等分歧的外表涂层，配以优质的PVC构成的具有不变的外形，并可接受必然载荷的修建纺织品。它的寿命因分歧的外表涂层而异，普通可达到12—50年。
膜构造修建的特点及使用范畴：
　　膜构造是一种全新的修建构造方式，它集修建学、构造力学、精密化工与资料科学、核算机技能等为一体，具有很高技能含量。其曲面可以跟着修建师的设计需求恣意转变，连系全体情况，建造出标记性的形象工程。
　　　　　　　
艺术性：充沛发扬修建师的想象力，又表现构造构件明晰受力之美。
经济性：因为膜材具有必然的透光率，白昼可削减照明强度和工夫，能很好地节省动力。还夜间彩灯透射构成的绚烂景象也能到达很好的告白宣传效益。
大跨度：膜构造可以从基本克制传统构造在大跨度（无支撑）修建上完成所碰到的坚苦，可发明宏大的无遮挡可视空间，有用添加空间运用面积。
自洁性：膜修建中采器具有防护涂层的膜材，可使修建具有优越的自洁结果，还包管修建的运用寿命。
工期短：膜修建工程中一切加工和制造均在工场内完成，可削减现场施工工夫，防止呈现施工穿插，相对传统修建工程工期较短。膜修建可普遍使用于大型公共设备：体育场馆的屋顶系统、机场大厅、展览中间、购物中间、站台等，又可以用于休闲设备、运用工业设备及标记性或景象性修建小品等。
膜构造是跟着现代科学技能开展起来的全新修建技能显示方式，是资料科学、修建学、构造力学以及现代情况学高速开展的综合产品。 
  20世纪60年月跟着现代柔性修建资料的开展，修建师们从帐篷着一最陈旧的简略修建构造动身，结构出了魔幻般的方式——膜构造。它可以组成单曲面，多曲面等分歧修建构造方式，知足了修建师们对修建与美学高度一致的要求。 
  柔性资料具有透光和防紫外线功用，在一些室外修建和情况小品中获得普遍的使用。恰是因为这一特征，夜间的灯光设计使膜构造具有光鲜的情况标记特征。 
  美好造型的膜材，不锈钢配件和紧固件加上设计轻便合理，外表处置严厉的钢构造支撑，塑造出方式美观，设计合理的膜构造，在当当代界局限内的修建情况设计中据有无足轻重的位置。 

1.文娱空间 
近年来，跟着修建空间观念的日益深化以及科学伎俩的不时进步，“回归天然”、“洗澡天然之温馨”已是现代修建情况学开展的主流。室表里的视野越来越恍惚，呈现了很多亦内亦外、互相浸透的不定空间，如：庭院、四时厅、动植物园、体育、文明文娱场合等。因为膜材的光透性，白昼阳光可以透过膜材构成慢射光，使室内到达和室外简直一样的天然结果，因而膜构造能发明出与天然情况相媲美的空间方式。 

2.标记性小品 
  一个城市的中间区反映一个城市的地舆面貌和民族风情，还，也是一个城市文明开展水平的标记。而景象设计要求其具有普遍的可读性、雅俗共赏，既有超凡脱俗的艺术价值，又能使群众脍炙人口与群众心心相印。膜构造以其光鲜的特性和标识性，使用于城市小品设计中。 

3.绿色散步道 
  近年来，在生齿密集的大城市，在寓居区周边装备绿色空间并有人行步道。居民可以在不受车辆的影响下，在寓居区邻近的街心肠带轻松兴奋地漫步、歇息，而感应非常舒服。在绿色空间中结构一座膜小品，即活泼的美化了情况——好像宽广绿洲中的点点白帆，又有很强的功用性——人们可以在行走之暇小憩一会儿。 

4.贸易街 
  贸易街在城市中据有相当大的比重。贸易街的修建与情况是城市文明的窗口，代表着物质文明和精力文明的程度，还，也是景象情况的主要构成局部。膜构造轻便别致极具现代化作风，且易于装置挪动，在贸易街设计中得以普遍使用。 

5.修建进口 
  修建进口使城市公共空间与修建空间相邻的界面，成为城市空间的构成局部。它是人们视觉最先接触的局部，因而，除了功用以外，还应有很强的标识性，并能表现修建的特性，是修建情况和城市景象的主要构成局部。因为膜构造共同的造型是其他构造类型无法比较的，故成为最近修建进口常常采用的方式。 

6.步行街 
  应用膜构造轻便，别致的造型建造各类半封锁，全封锁的不可空间，使其构成全天候的修建空间，供应防风雨，防日晒等人工情况，并有较好的标识招徕结果，因而是步行街革新和新建的绝佳选择。 

泊车场 
  跟着都会现代化措施的加速，汽车成为任何一个都会不成短少的交通东西。我国因为汽车工业高速开展，城市的汽车拥有量成倍上升，但城市建立规划没能尽快顺应这一开展的要求，经常是车无停放之地。所以在建立群规划时就应充沛思索泊车场的问题，把泊车场的建立和规划当成现代城市建立规划的主要构成局部，变得越来越主要。相同，膜构造在泊车场建立中也担任主要人物。 
生涯在现代都会的人们曾经从曩昔以营生为目标的社会行为走上了以“乐生”为目标的新台阶，在精力上追求安康向上，兴奋和富有人道的文明情况。现代修建情况是现代城市，现代文明与社会，现代人的生涯和观念的综合表象。在展示人的特性化，自娱性和多元性情况空间方面，，膜构造以其独具魅力的修建方式，必将会在情况建立中获得越来越普遍的使用。 

膜资料引见：
用于修建膜构造的膜材，依涂层材分歧大致可分为PVC膜与PTEF膜，膜材的准确选定应思索其修建的规划巨细、用处、方式，运用年限及预算等综合要素后决议。 
PVC膜（PVC-Coated Polyester） 　　
　PVC膜材在资料及加工上都比PTFE膜廉价，且具有材质柔嫩，易施工的长处。但在强度、耐用年限、防火性等功能上较PTFE膜差。PVC膜材是由聚脂纤维织物加上PVC涂层（聚氯乙烯）而成，普通修建用的膜材，是在PVC涂层材的外表处置上，涂以数micron厚的压克力树脂(acrylic)，以改善防污性。然则，经由数年之后就会变色、污损、劣化。普通PVC膜的耐用年限，依运用情况分歧在5~8年。为了改善PVC膜材的耐侯性，近年来已研宣布以氟素系树脂于PVC涂层材的外表处置上做涂层，以改善其耐侯性及防污性的膜材。
　　PVDF
　　PVDF是二氟化树脂（Polyvinylidene Fluoride）的略称，在PVC膜外表处置上加以PVDF树脂涂层的资料称为PVDF膜。PVDF膜与普通的PVC膜比拟，耐用年限改善至7~10年左右。 
　　PVF　　　
　　PVF是一氟化树脂（Polyvinyl Fluoride）的略称。PVF膜材是在PVC膜的外表处置上以PVF树脂做薄膜状薄片（laminate）加工，比PVDF膜的经久性更佳，更具有防沾污的长处。但由于加工性、施工性与防火性都欠安，所以运用用处遭到限制。 
PTFE膜（PTFE Coated Fiberglass） 　　
　PTFE膜是在超细玻璃纤维织物上，涂以聚四氟乙烯树脂而成的资料。PTFE膜最大的特微就是经久性、防火性与防污性高。但PTFE膜与PVC膜比拟，资料费与加工费高，且柔嫩性低，在施工上为防止玻璃纤维被折断，须有专用治东西与施工技能。
经久性：涂层材的PTFE对酸、硷等化学物质及紫外线十分安宁，不易发作变色或决裂。玻璃纤维在经长时间运用后，不会惹起强　　　　　　度劣化或张力减低。膜材颜色普通为白色、透光率高，经久性在25年以上。
　　防污性：因涂层材为聚四氟乙烯树脂，外表摩擦系数低，所以不易污染，可藉由雨水洗净。
　　防火性：PTFE膜契合近一切国度的防火资料实验及格的特征，可替代其它的屋顶资料做一致的运用用处。 

索膜修建与技能美学 
FABRIC ARCHITECTURE & TECHNOLOGICAL AESTHETICS 
1．索膜修建的美树立在天然美与技能美的连系上，其连系点是“力” 
  唯物主义美学以为美是客观事物自身的属性，天然美就在天然自身。为什么这么说呢？天然美的。规则在哪里呢？从英国动物学家汤普森的名言“形是力的图解”中可以找到谜底，它通知我们天然物的形状是由内涵的力决议的，即天然自身处在力的均衡形态中。因而力就成为了天然美的规则之一。 
  索膜修建的形状恰好是从天然事物的这一规则中寻觅到的。索膜修建的开辟者奥托非常注重从天然中寻觅灵感。他提出“调查存在于天然之中的 生成进程，人工地完成这种进程，乃是设计之道”。他为了设计出“轻的、节能的、灵敏的、顺应性强”的修建；研讨了很多天然景象，如水滴、虫豸、树枝、眼球、气泡等等，并由此开展出一系列的实验模子，有些模子被优化后用于修建的形状设计。为研讨索膜构造的形状组成，他还进行了发生最小面积的番笕泡实验。 
  索膜修建的研讨和构成进程恰是借鉴了天然事物形状组成中力的规则，然后使索膜修建的构造技能之美中孕育着天然美。“索膜修建的魂魄是预张力”的阐述，画龙点睛了索膜修建美的内在地点。 
2．索膜修建的美蕴涵着技能美与艺术美的连系，其连系点在“构造” 
  修建艺术是一种造型艺术，修建美首要表现在造型上。造型设计以往都被称作”艺术”；依照美学思维的分歧被分为分歧的作风和派别。然则富勒却“试图逾越一切作风，逾越设计师的特性化言语，而把它当成一种科学，即可以根据理性的准则进行的 

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