氣膜工程
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氣膜介紹
氣膜建筑學(xué)名為氣承式膜結(jié)構(gòu)建筑，它是用特殊的建筑膜材（PVDF膜材）做建筑外殼，配備一套智能化的機(jī)電設(shè)備在完全密閉的氣膜建筑內(nèi)部提供空氣壓力，使整體建筑內(nèi)部始終保持對(duì)外部環(huán)境的正壓，靠?jī)?nèi)外部壓力差把建筑主體支撐起來(lái)的一種建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。 氣膜廣泛應(yīng)用于大型場(chǎng)館，如體育場(chǎng)、冰球場(chǎng)，足球場(chǎng)等，在美國(guó)有20幾座氣膜場(chǎng)館。 還有就是大型污染場(chǎng)地，如堆煤場(chǎng)，垃圾填埋場(chǎng)，污水池等；大型物流倉(cāng)庫(kù)，飛機(jī)場(chǎng)，大型廠房等。
氣膜建筑的工作原理
1.氣膜建筑靠?jī)?nèi)外氣壓差來(lái)支撐整個(gè)建筑。由于材料的柔性和結(jié)構(gòu)固有的有效性和弧形的體形，沒(méi)有受彎、受扭和受壓的構(gòu)件；
2.內(nèi)部無(wú)需任何框架或梁柱支撐，跨度可以達(dá)到180米、高跨比一般為1：4-1：2，最高可達(dá)60米高；
3.隨著大氣壓的升高,其環(huán)境含氧量是遞增的,因此氣膜內(nèi)外的氣壓差不僅不會(huì)對(duì)人體有任何不良的影響,反而會(huì)有助于人們從事運(yùn)動(dòng)活動(dòng)或體力工作；通常室內(nèi)外氣壓差為250Pa，約0.0025個(gè)大氣壓（相當(dāng)于正常建筑1層與9層的氣壓差）
氣膜建筑的安全性
氣膜建筑結(jié)構(gòu)通常保持內(nèi)外氣壓差為250Pa，約0.0025個(gè)大氣壓（相當(dāng)于正常建筑1層與9層的氣壓差）
氣膜建筑結(jié)構(gòu)是采用內(nèi)外氣壓差支撐的新型建筑結(jié)構(gòu)，在安全范圍內(nèi)，氣膜內(nèi)部空間的氣壓越大，能夠抵御的風(fēng)荷載，雪荷載的能力也越高，從而氣膜建筑產(chǎn)生形變的可能性就越小，也就越安全。
例如，氣壓在1.75英寸水柱時(shí)會(huì)跟承受每小時(shí)80英里的風(fēng)相當(dāng)。如果壓力不能到達(dá)抵抗風(fēng)雪的安全值，結(jié)構(gòu)就有坍塌的危險(xiǎn)。
如網(wǎng)狀鋼纜系統(tǒng)、獨(dú)特的充氣機(jī)電系統(tǒng)、氣鎖式入口及照明系統(tǒng)等等。
斜向網(wǎng)狀鋼纜系統(tǒng)，不僅可以比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)承受更大的風(fēng)雪荷載保證建筑的安全性和穩(wěn)定性，而且也是唯一達(dá)到永久性建筑標(biāo)準(zhǔn)可以作為永久性建筑的充氣膜結(jié)構(gòu)。從1968年斜向網(wǎng)狀鋼纜系統(tǒng)首次應(yīng)用在美國(guó)哈佛大學(xué)田徑氣膜訓(xùn)練館，到目前為止，已在各種大風(fēng)大雪及氣候惡劣的環(huán)境下（邁阿密、湯姆斯河等）構(gòu)建了數(shù)百個(gè)體育娛樂(lè)及商業(yè)工業(yè)等方面的氣膜建筑，并且99%都仍在正常使用，有的已經(jīng)使用超過(guò)30年。
氣膜建筑的綠色建筑理念
“零”資源
最大限度利用膜材和空氣作為建筑材料，利用空氣壓力和氣體循環(huán)技術(shù)創(chuàng)造封閉、舒適的空間建筑形式；
“零”能耗
充分利用自然光、配以全智能建筑監(jiān)控系統(tǒng)、主動(dòng)式節(jié)能空調(diào)技術(shù)和清潔能源集成應(yīng)用技術(shù)，
包括水蒸發(fā)制冷、太陽(yáng)能集電、集熱技術(shù)，將建筑全生命周期能耗降到最低；
“零”排放
膜結(jié)構(gòu)從生產(chǎn)到應(yīng)用、無(wú)粉塵，采用雨污水回收，使二氧化碳和污水污物排放被杜絕；
“零”污染
利用現(xiàn)代氣膜結(jié)構(gòu)技術(shù)，工業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化制造，集成生產(chǎn)、施工現(xiàn)場(chǎng)快速拼裝的經(jīng)營(yíng)模式，使建筑過(guò)程無(wú)噪音、無(wú)大氣污染、無(wú)污水排放；
“零”工地
將施工現(xiàn)場(chǎng)需要的關(guān)鍵構(gòu)件和部件移至室內(nèi)工廠生產(chǎn)，生產(chǎn)完成后到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)行快速拼裝施工工法，提高作業(yè)功效、縮短施工周期，實(shí)現(xiàn)“零”現(xiàn)場(chǎng)施工裝配；
“零”距離
以實(shí)現(xiàn)了構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化、供應(yīng)系列化、生產(chǎn)工廠化、施工裝配化，隨時(shí)隨地通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)智能控制系統(tǒng)操控營(yíng)造和使用的耗能設(shè)備，實(shí)現(xiàn)零距離連接。
性能指標(biāo)
抗震設(shè)防烈度: 8 度，0.3g 加速度
最大風(fēng)荷載: 12 級(jí)超級(jí)臺(tái)風(fēng)
最大雪荷載: 250kg/m²
透光性: 透光，白天光照強(qiáng)度可達(dá) 300~1000lux
燈光照度: 750lux
溫度設(shè)定: 夏季 28±2℃，冬季 16±2℃
新風(fēng)量: >60m³/人·小時(shí)
適應(yīng)溫度: -30~70℃
壽命與質(zhì)保
壽命: 30 年以上
項(xiàng)目質(zhì)保周期 : 1 年
膜材質(zhì)保周期: 15 年
年能耗: 30-50 萬(wàn)/年（空調(diào)，暖氣、照明，新風(fēng)，充氣）
防銹補(bǔ)漏成本: 零
氣膜建筑的突出優(yōu)勢(shì)：
1. 超大空間,最大可實(shí)現(xiàn)180米的跨度
2. 進(jìn)風(fēng)風(fēng)速小于2米/秒，近地面通風(fēng)不會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)有影響，無(wú)礙綜合運(yùn)動(dòng)館對(duì)風(fēng)速的敏感。完全符合綜合運(yùn)動(dòng)館對(duì)風(fēng)速的要求
3. 可抵御67m/s的颶風(fēng)和250kg/m2的積雪
4. 膜材具有良好的自潔性、透光性、耐久性、防腐蝕性及防火性
5. 通風(fēng)效果好，每小時(shí)6-16次的換氣次數(shù)保持室內(nèi)空氣絕對(duì)新鮮
6. 獨(dú)特照明設(shè)計(jì)，將光源直射到內(nèi)膜并形成真正的二次反射照明,無(wú)陰影、無(wú)眩光，全面滿足國(guó)際比賽照度要求
7. 較傳統(tǒng)的吊式照明減少一次的反射,整體節(jié)約30-50%的照明費(fèi)用
8. 可選用透光膜，充分利用自然光，降低能耗
9. 施工周期短（約30天），極大減少現(xiàn)場(chǎng)施工費(fèi)用
10. 易拆、易移，可持續(xù)循環(huán)使用，根據(jù)需要建成臨時(shí)或永久性建筑
11. 膜材B1級(jí)防火，滿足中美等到國(guó)家的消防標(biāo)準(zhǔn)
12. 達(dá)到或超過(guò)相關(guān)建筑規(guī)范：AISC, BOCA, ICBO, IBC, CSA 、NFPA 701和IFAI
斜向網(wǎng)狀鋼纜系統(tǒng)
深圳深港為氣膜建筑提供的斜向網(wǎng)狀鋼纜系統(tǒng)，可以完全的包圍整個(gè)外膜結(jié)構(gòu)，這樣外膜所承受的荷載被有效的傳遞到鋼纜系統(tǒng)，并將均勻的分?jǐn)偟藉^固系統(tǒng)，減少膜的荷載，提供最佳的穩(wěn)定性來(lái)抵抗大風(fēng)暴雪，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的壽命。 這種由斜向網(wǎng)狀鋼纜系統(tǒng)與膜材構(gòu)成的氣膜建筑主體結(jié)構(gòu)，可以抵御250千克/平方米的雪荷載和67米/秒（16級(jí)以上臺(tái)風(fēng)）。氣膜建筑為柔性建筑，對(duì)高烈度地震有著與生俱來(lái)的抵抗能力。 具有斜向網(wǎng)狀鋼纜的氣膜建筑才是真正的氣膜建筑。是氣膜行業(yè)里結(jié)構(gòu)最完整的建筑結(jié)構(gòu)體。斜向網(wǎng)狀鋼纜結(jié)構(gòu)成為了行業(yè)里獨(dú)特的氣膜建筑結(jié)構(gòu)形式，并是唯一符合美國(guó)永久性建筑的建筑規(guī)范要求氣膜結(jié)構(gòu)。
門(mén)禁系統(tǒng)
人員進(jìn)出旋轉(zhuǎn)門(mén)、人員疏散應(yīng)急門(mén)、汽車(chē)進(jìn)出門(mén)或輔助通道
氣膜建筑的主入口，全面滿足人員和車(chē)輛的進(jìn)出。所有出入口全部釆用模塊設(shè)計(jì)，并嚴(yán)格遵循規(guī)范，牢固、安全。
1.人員進(jìn)出旋轉(zhuǎn)門(mén) 為氣膜建筑配備的氣鎖門(mén)提供了自動(dòng)開(kāi)門(mén)器，方便人員進(jìn)出并減少膜內(nèi)壓力的損失；為方便人員進(jìn)出，耐用的3或4頁(yè)全拋光鋁制旋轉(zhuǎn)門(mén)可全面滿足大量人員的進(jìn)出 ；每個(gè)旋轉(zhuǎn)門(mén)為模塊式設(shè)計(jì)和建造，以滿足頻繁使用的要求；緊急出口1米寬并配有報(bào)警部件和觀察窗口，發(fā)生緊急情況時(shí)推出門(mén)設(shè)計(jì)可以很容易地從建筑物內(nèi)迅速離開(kāi)
2.人員疏散應(yīng)急門(mén) 假若氣膜建筑因不可抗拒因素發(fā)生意外導(dǎo)致緩慢坍塌，則氣膜屋面下降到據(jù)地面2米所需的時(shí)間不會(huì)少于30分鐘，保證足夠逃生時(shí)間。 氣膜建筑備用入口可配旋轉(zhuǎn)門(mén)、應(yīng)急門(mén)(消防出入口)、雙開(kāi)門(mén)以及氣鎖式通道。當(dāng)緊急情況發(fā)生時(shí)，由內(nèi)部外推即可出門(mén), 從建筑物內(nèi)迅速撤出，保證人員安全。
3.汽車(chē)進(jìn)出門(mén)或輔助通道 汽車(chē)進(jìn)出門(mén)或是輔助通道，在通道的內(nèi)外兩個(gè)端部各設(shè)置一樘提升門(mén)，當(dāng)汽車(chē)從外側(cè)進(jìn)入氣膜內(nèi)進(jìn)行作業(yè)時(shí)門(mén)體按以下順序進(jìn)行運(yùn)作：當(dāng)外側(cè)門(mén)體打開(kāi)時(shí)，內(nèi)側(cè)門(mén)體處于關(guān)閉狀態(tài)，汽車(chē)駛?cè)肫?chē)通道內(nèi)，外側(cè)門(mén)體關(guān)閉后，內(nèi)側(cè)門(mén)體開(kāi)啟，汽車(chē)駛?cè)霘饽?nèi)。 汽車(chē)進(jìn)出門(mén)的內(nèi)外兩個(gè)門(mén)體具有互鎖功能，當(dāng)汽車(chē)進(jìn)出氣膜時(shí)，保證氣膜內(nèi)壓力的損失。 汽車(chē)進(jìn)出門(mén)的門(mén)體配備防墜落和自動(dòng)反彈裝置，使用安全可靠。 氣鎖式通道專(zhuān)用于大型的汽車(chē)和設(shè)備進(jìn)出,使叉車(chē)、運(yùn)輸車(chē)、推土機(jī)和拖車(chē)以及行人進(jìn)出入建筑物更加安全，快捷。
照明系統(tǒng)
照明系統(tǒng): 吊式照明：直接懸掛于主體膜材上：柱式照明：設(shè)置場(chǎng)地四周邊界處氣膜建筑照明系統(tǒng)為所有的氣膜建筑提供了最先進(jìn)的無(wú)眩光、均勻舒適的燈光照明。建筑的照明效果可以決定或影響室內(nèi)的環(huán)境特別是對(duì)運(yùn)動(dòng)者，眩光、刺眼昏暗的燈光只會(huì)讓人感到焦慮和煩躁，照明系統(tǒng)其獨(dú)特的二次反射設(shè)計(jì)無(wú)眩光的燈光可以提供舒適的運(yùn)動(dòng)環(huán)境 • 獨(dú)特照明設(shè)計(jì)，將光源直射到內(nèi)膜并形成真正的二次反射照明 • 較傳統(tǒng)的吊式照明減少一次的反射,整體節(jié)約30-50%的照明費(fèi)用 • 提供100%的光照效果 • 光線均勻、無(wú)眩光、不晃眼，沒(méi)有黑影及照明死角 • 人性化設(shè)計(jì)5種控制模式(比賽,訓(xùn)練,集會(huì),功能轉(zhuǎn)換及清潔),滿足場(chǎng)館不同條件結(jié)照明的要求。
基礎(chǔ)錨固
為氣膜建筑提供的連續(xù)的最氣密基礎(chǔ)錨固系統(tǒng),具有最優(yōu)異的氣密效果及搭建快捷的特點(diǎn),該錨固系統(tǒng)將膜材的張力均勻的分?jǐn)偟缴?消除了常規(guī)錨固所具有的點(diǎn)負(fù)荷 • 氣密的防水設(shè)計(jì),有效防止雨雪的侵蝕、抗老化，耐腐蝕，不對(duì)膜材造成傷害 • 采用氣膜建筑專(zhuān)用錨固件，具有優(yōu)異的氣密效果、減少空氣泄漏降低能耗 • 當(dāng)氣膜需要遷移時(shí)錨固整體不會(huì)有任何損壞, 易安裝易拆卸、方便實(shí)用 • 是被美國(guó)空氣結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)認(rèn)定的”最氣密的錨固系統(tǒng)”
機(jī)械設(shè)備控制系統(tǒng)
高效集成節(jié)能的機(jī)電配套系統(tǒng)機(jī)械一體化單元將中央控制、補(bǔ)壓、新風(fēng)、溫控以及應(yīng)急系統(tǒng)集成一體。中央控制系統(tǒng)工程根據(jù)外界風(fēng)雪環(huán)境變化自動(dòng)調(diào)節(jié)建筑內(nèi)部壓力。一般由風(fēng)扇及電機(jī)和空氣過(guò)濾裝置組成，考慮建筑內(nèi)部的舒適性及季節(jié)適應(yīng)性，還可配有空調(diào)、加熱、濕度調(diào)解及噪聲消減設(shè)備。該系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)氣壓智能控制，送風(fēng)設(shè)備檢修或損壞時(shí)須有應(yīng)急送風(fēng)設(shè)備保持氣膜內(nèi)氣壓。超大面積氣膜建筑還應(yīng)考慮屋面融雪功能。 • 主充氣系統(tǒng) • 補(bǔ)充新風(fēng)系統(tǒng) • 空調(diào)系統(tǒng) • 應(yīng)急系統(tǒng) • 備用電源系統(tǒng)
機(jī)械單元設(shè)備
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