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充氣膜結構是一種新型建筑結構，是輕型空間結構的一個重要分支 1。以下是其詳細介紹：

工作原理

通過風機向結構內部鼓風送氣，使膜結構內外保持一定的壓力差，以保證膜結構體系的剛度，維持所設計的形狀，同時壓力控制系統可使結構維持一定的內外壓，保證結構穩定性 1。

發展歷史

· 起源：1917 年，英國 w.lanchester 發明了一種充氣膜結構作為右外醫院建筑屋面，但未建成。1946 年，英國人 walter bird 建成第一個現代充氣膜結構 —— 多普勒雷達穹頂 1。

· 發展：1950-1970 年間，在美國、德國等地建造了大量類似穹頂，最大直徑達到 60m。1970 年日本大阪世博會為膜結構發展提供契機，建成了大跨低輪廓充氣膜結構的美國館。1972-1984 年，在美國建成多座巨大型充氣膜結構，如銀色穹頂等，但多數被證明難以有效抵抗惡劣氣候條件。1988 年，日本建成東京穹頂，之后世界各地建造巨大型充氣膜結構建筑減少 1。

分類及特點

· 氣承式膜結構 ：

· 良好的經濟性：造價低廉，節省支撐系統和地基基礎處理的費用，造價通常只有常規結構的 50% 左右。

· 滿足大跨度、大空間需求且安全性高：具有優良的跨越能力，無需內部支撐，可創造出無遮擋的大跨度空間，自重很輕，每平米自重約 3 公斤。

· 建設周期短，可整體拆裝移動：加工制作均可在工廠內完成，現場只需安裝作業，一般從設計、設備采購到加工制作只需 2-3 個月。

· 節能環保，適用性強：基于其氣密性、保溫性和透光性實現節能，膜材料可回收利用，建造和拆除過程中幾乎無建筑垃圾和環境污染。

· 氣脹式膜結構（氣肋式、氣枕式、氣囊式） ：

· 建筑造型優美：能實現獨特的建筑外形，如采用 ETFE 膜材料的氣枕式膜結構，可創造出輕盈、通透且富有現代感的建筑外觀。

· 結構體系輕盈，施工安裝便利：相對傳統建筑結構，其自重較輕，便于運輸和安裝，可有效縮短施工周期。

· 節能環保，便于維護保養：具有良好的隔熱、保溫性能，能降低建筑能耗，且膜材表面光滑，不易積塵，維護成本較低。

· 防火性能優良：部分氣脹式膜結構采用的膜材具有較好的防火性能，能提高建筑的安全性。

· 使用壽命長：在正常使用和維護條件下，氣脹式膜結構可使用較長時間。

應用領域

· 工業領域：可用于污染土處理區、堆肥處置區、危廢處置區、垃圾填埋作業區等大面積敞開式作業區，解決污染氣體無組織排放問題 1。

· 體育場館領域：如滑冰場、游泳館、羽毛球場等，因其內部富氧且不受外界天氣干擾 1。

膜材及相關部件

· 膜材：是充氣膜結構的主要材料，起到密封以及承載的作用，決定了充氣膜結構的使用及安全性能。主要有織物類膜材、熱塑聚合物類膜材等 。

· 拉索：氣承式膜結構中索體常采用鋼絲繩、鋼絞線和非金屬索體等，用于增強結構的穩定性和承載能力 。

設計與施工要點

· 設計：需要考慮建筑的功能需求、使用年限、地理位置、氣候條件等因素，確定膜材的類型、厚度、強度等參數，以及充氣系統、壓力控制系統、錨固系統等的設計。同時，還需要進行結構分析和計算，確保充氣膜結構在各種荷載作用下的安全性和穩定性。

· 施工：包括基礎施工、膜材加工制作、現場安裝等環節。基礎施工要確保地基的承載力和穩定性，滿足充氣膜結構的荷載要求。膜材加工制作通常在工廠內進行，要保證膜材的裁剪、焊接、拼接等工藝質量。現場安裝時，要注意膜材的鋪設、張拉、固定等操作，確保膜結構的平整度和密封性，以及充氣系統、壓力控制系統等設備的安裝調試。

維護與保養

· 日常檢查：定期檢查膜材的表面狀況，查看是否有磨損、劃傷、撕裂、滲漏等問題，檢查充氣系統、壓力控制系統、錨固系統等設備的運行情況，確保其正常工作。

· 清潔維護：根據膜材的材質和使用環境，定期進行清潔，去除表面的灰塵、污垢等，保持膜材的透光性和美觀性。對于一些難以清潔的污漬，可以使用專業的清潔劑進行清洗，但要注意避免對膜材造成損壞。

· 防風措施檢查：在強風季節來臨前，檢查防風措施是否到位，如錨固點是否牢固、拉索是否張緊等，確保充氣膜結構在大風天氣下的安全性。

· 維修與更換：對于發現的膜材損壞或設備故障，要及時進行維修或更換，避免問題擴大化，影響充氣膜結構的正常使用。同時，要建立維修檔案，記錄維修情況和更換的部件信息，以便日后參考。