磷是組成膜結(jié)構(gòu)的基本單位

構(gòu)件(鋼架、鋼柱或鋼索)通過(guò)一定方式使其內(nèi)部產(chǎn)生一定的預(yù)張應(yīng)力以形成某種空間形狀,作為覆蓋結(jié)構(gòu),并將由太陽(yáng)能加熱,泳池的雙重過(guò)濾裝置可實(shí)現(xiàn)水的再利用,就連多余的雨水也將被收集和儲(chǔ)存在地下的水池中。復(fù)雜的工程系統(tǒng)和彎曲的鋼結(jié)構(gòu)使得外部結(jié)構(gòu)像一個(gè)泡沫,這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得“水立方”幾乎經(jīng)得起任何地震的襲擊。文章介紹“鳥巢”時(shí)寫道,為讓北京奧運(yùn)會(huì)主會(huì)場(chǎng)這個(gè)有著91000個(gè)座位的、可能是至今最大的環(huán)保型體育場(chǎng)獲得自然通風(fēng),建筑師從自然中獲得了靈感,獨(dú)創(chuàng)了一個(gè)未完全密封,但同樣能為觀眾和運(yùn)動(dòng)員遮風(fēng)擋雨的外殼。體育場(chǎng)的外觀猶如一個(gè)由枝條編織而成的鳥巢;而其內(nèi)部,從休息室到飯店,每一個(gè)分開的空間都是一個(gè)獨(dú)立的單元,從而使自然空氣的流通成為可能。文章指出,作為全國(guó)最具流行色彩的城市,北京吸引了很多知名建筑大師成就事業(yè)。入選的北京“長(zhǎng)城腳下的公社”,是由12名亞洲杰出建筑師設(shè)計(jì)建造的當(dāng)代建筑藝術(shù)作品。北京“當(dāng)代MOMA”的設(shè)計(jì)表明了環(huán)保創(chuàng)新技術(shù)在住宅中應(yīng)用和它所代表的建筑發(fā)展新趨勢(shì),堪稱大型可持續(xù)發(fā)展住宅建筑的典范。它采用世界上最大的地源熱泵系統(tǒng),將用來(lái)幫助這個(gè)由第20層的咖啡館、干洗店等系列服務(wù)設(shè)施連接起來(lái)的8幢建筑組成的小區(qū)，采用最為節(jié)能的方式保持恒濕恒溫,這是這座建筑的一大亮點(diǎn)。住宅單元還有一大亮點(diǎn),就是可再利用廢水,將廚房和洗臉盆的廢水過(guò)濾,衛(wèi)生間循環(huán)利用。
　�。ㄒ唬�、前言
　　為了迎接新世紀(jì)的來(lái)臨，人們?cè)噲D采用各種方式表示慶賀，建造一座建筑物不但以其形體引人注目，而且將作為標(biāo)志性建筑而長(zhǎng)久地存在。在全世界眾多的紀(jì)念性建筑中，英國(guó)所建造的千年穹頂（Millennium Dome）尤為突出。當(dāng)2000年子夜的鐘聲敲響時(shí),在倫敦泰晤士河畔五彩繽紛焰火的照耀下，千年穹頂以它銀白色的圓頂迎接新的千禧年。這座直徑 320m、以 12根高山100m的桅桿所支承的圓球形屋頂采用了張力膜結(jié)構(gòu)。正是這座穹頂集中體現(xiàn)了20世紀(jì)建筑技術(shù)的精華，用它來(lái)迎接新世紀(jì)，的確是再恰當(dāng)不過(guò)了。
　　雖然人們喜歡從最廣泛的意義出發(fā)，把鐵木構(gòu)架和帆布建成的大棚,甚至以枝條和獸皮搭成的帳篷都納入膜結(jié)構(gòu)的范圍,但從嚴(yán)格的結(jié)構(gòu)受力的定義來(lái)說(shuō),膜結(jié)構(gòu)始于1970年日本大阪博覽會(huì)上一座氣承式膜結(jié)構(gòu)的美國(guó)館。當(dāng)初這不過(guò)是臨時(shí)性的展覽建筑，但30年來(lái)膜結(jié)構(gòu)卻經(jīng)歷了巨大的變化。
　　從膜結(jié)構(gòu)的跨度來(lái)看，近似橢圓形的美國(guó)館，兩個(gè)方向的跨度針別為 140m和 83.5m。以后東京后樂(lè)園的氣承式膜結(jié)構(gòu)，最大跨度達(dá)201m。而美國(guó)亞特蘭大的佐治亞穹頂，以橢圓形的屋頂覆蓋了 240mxl92m的索膜結(jié)構(gòu)。從當(dāng)前的技術(shù)和材料條件看，完全有可能用膜結(jié)構(gòu)來(lái)修建 1000m的大跨度建筑。從所覆蓋的面積來(lái)看，1981年沙特阿拉伯吉大機(jī)場(chǎng)候機(jī)大廳的傘形懸掛膜結(jié)構(gòu)的占地42萬(wàn)m2，已令人嘆為觀止。而如今在沙特阿拉伯的米拿，為了庇護(hù)來(lái)往的朝圣者，正在分三期建設(shè)與吉大機(jī)場(chǎng)類似的膜結(jié)構(gòu)，總面積在100萬(wàn)m2以上，堪稱 帳篷之城.膜結(jié)構(gòu)作為一種現(xiàn)代化的工程結(jié)構(gòu)，顯示了當(dāng)今建筑技術(shù)與科學(xué)的發(fā)展水平，也具有巨大的發(fā)展?jié)摿�，在新的世紀(jì)中，膜結(jié)構(gòu)必將在建筑結(jié)構(gòu)中占有重要的地位。
　�。ǘ�）、不定的形狀與形狀的確定
　　膜結(jié)構(gòu)的突出特點(diǎn)之一就是它形狀的多樣性，曲面存在著無(wú)限的可能性。對(duì)于氣承式空氣膜結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，充氣之后的曲面主要是圓球面或圓柱面，可能沒有太多的選擇余地。而對(duì)于以索或骨架支承的膜結(jié)構(gòu)，其曲面就可以隨著建筑師的想象力而任意變化。
　　膜結(jié)構(gòu)形狀的千變?nèi)f化突出地表現(xiàn)在歷年各國(guó)舉行的博覽會(huì)上。在這些博覽會(huì)上，大大小小的展覽館，無(wú)不以新穎奇特的造型來(lái)吸引觀眾，而膜結(jié)構(gòu)就能用來(lái)達(dá)到這樣的目的。例如1985年在日本茨城縣舉行的國(guó)際科學(xué)技術(shù)博覽會(huì)，入口就是以五顏六色的膜材構(gòu)成的拱形大門。在眾多的展覽館中膜結(jié)構(gòu)尤為奪目，象火鳥館以鋼梁與索組成的骨架支承扁平的凹凸屋面。美國(guó)館以高聳的桅桿懸掛銀白色的屋面。電力館以中央塔架懸吊25個(gè)尖頂帳篷，夜晚通過(guò)燈光的反射宛如燃燒的火焰。其他象在候車亭、電話亭、走廊、廁所上也都出現(xiàn)了用膜材構(gòu)成形式各異的建筑小品，蔚為大觀。
　　就形狀而言，對(duì)建筑師說(shuō)來(lái)是至關(guān)重要的。采用一般結(jié)構(gòu)的建筑物，其形狀往往是先由建筑師確定。膜結(jié)構(gòu)則不同，首先它的變形比一般結(jié)構(gòu)要大一些，其次它的形狀是在施工過(guò)程中逐步形成的，有一個(gè)形狀確定的問(wèn)題，需要結(jié)構(gòu)工程師的參與。要確定在初始荷載下結(jié)構(gòu)的初始形狀，即結(jié)構(gòu)體系在膜自重（有時(shí)還有索）與預(yù)應(yīng)力作用下的平衡位置。在初步設(shè)計(jì)階段，先按建筑要求設(shè)定大致的幾何外形，然后對(duì)膜面施加預(yù)應(yīng)力使之承受張力，其形狀也相應(yīng)改變，經(jīng)過(guò)不斷調(diào)整預(yù)應(yīng)力，最后就可得到理想的幾何外形和應(yīng)力分布狀態(tài)。
　　懸索結(jié)構(gòu)中的索網(wǎng)與膜結(jié)構(gòu)一樣也有形狀確定問(wèn)題，象1968年蒙特利爾博覽會(huì)的德國(guó)館和1972年慕尼黑奧運(yùn)會(huì)主體育場(chǎng)都有特殊的形狀需要確定，當(dāng)時(shí)只有借助于縮尺模型來(lái)解決。早期的膜結(jié)構(gòu)也往往采用這個(gè)方法，材料從最簡(jiǎn)單的肥皂膜，一直到織物或鋼絲。由于在小比例模型上測(cè)量的誤差尚不足以保證曲面幾何形的正確性，故對(duì)足尺的建筑外形只能起參考作用。但這還不失為一種有效的手段，能為設(shè)計(jì)者提供一個(gè)直觀的形象。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，膜結(jié)構(gòu)的形狀就更多地依靠計(jì)算機(jī)來(lái)確定。在膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論中還出現(xiàn)了專門的研究課題--找形（formfinding）。為了尋求合理的幾何外形，這個(gè)過(guò)程通過(guò)計(jì)算機(jī)的幾次迭代，就可確定膜結(jié)構(gòu)的初始形狀。
　　膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)打破了傳統(tǒng)的先建筑、后結(jié)構(gòu)做法，要求建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊密結(jié)合。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，建筑師和結(jié)構(gòu)工程師要坐在一起確定建筑物的形狀，并進(jìn)行必要的計(jì)算分析。這時(shí)，所設(shè)計(jì)建筑物的平面形狀、立面要求、支點(diǎn)設(shè)置、材料類型和預(yù)應(yīng)力大小都將成為互相制約的因素，一個(gè)完美的設(shè)計(jì)也就是上述矛盾統(tǒng)一的結(jié)果。
　　（三）、從帳篷到永久性建筑
　　過(guò)去人們習(xí)慣地把膜結(jié)構(gòu)看作是個(gè)帳篷，而帳篷只能算是一個(gè)臨時(shí)性建筑--不夠牢固、不能防火、又不能保暖或隔熱。如今對(duì)采用膜結(jié)構(gòu)的帳篷卻要刮目相看了，其中的關(guān)鍵問(wèn)題就是材料。
　　當(dāng)初大阪博覽會(huì)上的美國(guó)館，由于是臨時(shí)性的展覽建筑，采用的膜材是涂覆聚氯乙烯（PVC）的玻璃纖維織物,算不上先進(jìn),但在強(qiáng)度上也經(jīng)受了兩次速度高達(dá)每小時(shí)140km以上臺(tái)風(fēng)的考驗(yàn)。通過(guò)這個(gè)工程使設(shè)計(jì)者認(rèn)識(shí)到,需要一種強(qiáng)度更高、耐久性更好、不燃、透光和能自潔的建筑織物,70年代美國(guó)制造商開發(fā)的玻璃纖維織物即滿足了如上的要求。主要的改進(jìn)是涂覆的面層采用了聚四氟乙烯（PTFE,商品名Teflon一特氟�。�。這種材料于1973年首次應(yīng)用于美國(guó)加利福尼亞拉維思學(xué)院一個(gè)學(xué)生活動(dòng)中心的屋頂上。經(jīng)過(guò)20多年的考驗(yàn),材料還保持著70-80%的強(qiáng)度,仍然透光并且沒有褪色，拉維恩學(xué)院膜結(jié)構(gòu)的使用經(jīng)驗(yàn)表明,涂覆PTEE面層的玻璃纖維織物,不但有足夠的強(qiáng)度承受張力，在使用功能上也具有很好的耐久性，從樂(lè)觀的估計(jì)來(lái)說(shuō),這種材料的使用年限將遠(yuǎn)不止當(dāng)初所估計(jì)的25年。
　　與此同時(shí)，一種價(jià)格比較低、涂覆PVC的聚酯織物在性能上也有很大的改進(jìn)。制造商在原來(lái)的涂層外面再加一面層，比較成熟的有聚氟乙烯（PVF,商品名Tediar）和聚偏氟乙烯（PVDF），這種面層不但能保護(hù)織物抵抗紫外線,而且大大地改進(jìn)了自潔性，這樣就把聚酯織物的使用年限提高到15年；得以在永久性建筑中使用。
　　1975年在美國(guó)密執(zhí)安州龐提亞克興建了平面尺寸243.9X183m的銀色穹頂，這是第一次將氣承式膜結(jié)構(gòu)應(yīng)用于永久性的大型體育館。其后在北美地區(qū)，類似的膜結(jié)構(gòu)就建了9座，其中象美國(guó)的明尼阿波利斯和加拿大的溫哥華均位于北方地區(qū)。雖然象這樣的充氣結(jié)構(gòu)也發(fā)生過(guò)幾次不愉快的坍塌事故，但是膜結(jié)構(gòu)終于登堂入室，進(jìn)入永久性建筑的行列。日本在徘徊了10多年之后，也在1988年修建東京后樂(lè)園棒球場(chǎng)時(shí)采用了氣承式膜結(jié)構(gòu)。
　　早期修建的膜結(jié)構(gòu)大多是開敞式或位于氣候溫和的地區(qū)，還沒有充份發(fā)揮膜材的圍護(hù)能力，那么在寒冷和多雪地區(qū)，將是對(duì)膜結(jié)構(gòu)作為永久性建筑的真正考驗(yàn)。1983年在加拿大加爾格里建成的林賽公園體育中心就是一個(gè)例證。在這座橢圓形的建筑中，游泳館和田徑館各占一半，以一根橫跨122m的格構(gòu)式鋼拱將兩者分開。在鋼拱與周邊圈梁之間的鋼索網(wǎng)支承著折線形的膜材屋面，采用涂覆PTEE的玻璃纖維織物，索網(wǎng)下設(shè)有纖維棉的保暖層，屋頂不但能防寒,還能透過(guò)4％的光線，這就足以在白天不用人工采光。此外在保暖層下面還有一層很薄的蒸氣絕緣層,能起吸音作用。
　　位于號(hào)稱日本雪國(guó)的秋田縣，最深積雪可達(dá)150cm。1990年建造了天空穹頂體育館，其外形從球體截取，長(zhǎng)邊為130m、短邊為100m。這座體育館的設(shè)計(jì)構(gòu)思來(lái)源于當(dāng)?shù)刂�名的雪窯洞，但置身其中又有在戶外的感覺。屋蓋承重是正交的格構(gòu)式空間拱系，沿長(zhǎng)方向采用空腹拱并設(shè)有鋼索，沿短方向采用鋼管拱。長(zhǎng)向鋼索被用來(lái)對(duì)膜面施加張力，同時(shí)與骨架在屋面形成V形槽溝，以便于雪滑落。緊貼屋面的鋼管拱被用作輸送暖風(fēng)的通道，既起到融雪的作用，也解決了膜面的結(jié)露問(wèn)題。膜材為單層玻璃纖維織物，透光率可達(dá)10％，在場(chǎng)中仰望屋頂，給人以通透明亮的感覺。在寒冷地區(qū)建造大跨度膜結(jié)構(gòu)，秋田天空穹頂是一個(gè)成功的范例。
　�。ㄋ模�、膜的交承--空氣、索或骨架
　　膜材屋面以什么支承，始終是膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有待于探索的問(wèn)題。也許當(dāng)初是從氣球或橡皮艇受到的啟發(fā)，人們考慮以空氣為支承，就是向氣密性好的膜材所覆蓋的空間注入空氣，利用內(nèi)外空氣的壓力差使膜材受拉，結(jié)構(gòu)就具有一定的剛度來(lái)承重。早在第二次世界大戰(zhàn)后期，美國(guó)就曾用氣承式膜結(jié)構(gòu)建造了一些小直徑的雷達(dá)罩棚用于軍事目的，而大阪博覽會(huì)的美國(guó)館則是大跨度氣承式膜結(jié)構(gòu)的里程碑。在大阪博覽會(huì)上還出現(xiàn)了一種氣脹式膜結(jié)構(gòu)，即將膜材本身做成一個(gè)封閉體，注入空氣的壓力要比氣承式大得多。象富士館就是以輪胎狀的半圓形筒體組成50m直徑的圓頂，在節(jié)日廣場(chǎng)大跨度網(wǎng)架上，鋪設(shè)的屋面板是上下兩層，其為聚酯膜材，10.8m見方的充氣板。
　　氣承式膜結(jié)構(gòu)用作大跨度體育館屋頂,建成之后由于在惡劣天氣時(shí)維護(hù)不當(dāng),曾出現(xiàn)過(guò)好幾次事故,輕者屋面下癟，重者膜材被撕裂，砸壞了下面的設(shè)施。這些事故雖然只造成一些財(cái)產(chǎn)的損失，并沒有人員傷亡，但在公共建筑中屋面出問(wèn)題，還是引起了公眾的關(guān)注，甚至對(duì)氣承式膜結(jié)構(gòu)是否安全也產(chǎn)生了疑問(wèn)。
　　1986年以后，在美國(guó)建造的大型體育館就沒有采用過(guò)空氣膜結(jié)構(gòu)，對(duì)于有些已建成的體育館，其膜材將達(dá)到保證的使用年限，需改建時(shí)也不再考慮采用氣承式膜結(jié)構(gòu)。不過(guò)由于其造價(jià)低廉、安裝方便，中小跨度的健身房、網(wǎng)球館、倉(cāng)庫(kù)等，氣承式膜結(jié)構(gòu)還是受到歡迎。
　　對(duì)膜結(jié)構(gòu)能否用在永久性建筑上一向比較慎重的日本，卻在東京后樂(lè)園采用了氣承式膜結(jié)構(gòu)。它在構(gòu)造上與以前在美國(guó)建造的空氣膜結(jié)構(gòu)沒有什么差別，其主要特點(diǎn)是在屋頂上采用了先進(jìn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，同時(shí)屋面膜材為雙層，其間有循環(huán)的熱空氣，以融化雪。這個(gè)號(hào)稱為機(jī)械、電子與土建相結(jié)合的智能建筑，確保了膜結(jié)構(gòu)的安全與體育館的正常運(yùn)行。然而，曾幾何時(shí)，昂貴的運(yùn)轉(zhuǎn)與維持費(fèi)用又使后樂(lè)園背上了沉重的經(jīng)濟(jì)包袱。近年來(lái)日本大量建造穹頂，而沒有繼續(xù)采用氣承式膜結(jié)構(gòu)。1997年日本熊本公園體育場(chǎng)主屋蓋采用了加勁索的雙層氣脹式膜結(jié)構(gòu)，使空氣再一次作為膜的支承。熊本穹頂融合了車輪型雙層圓形懸索和氣脹式膜結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，成為一種新型的雜交結(jié)構(gòu)。直徑107m的圓形屋頂宛如一朵浮云覆蓋著體育館，雙層膜之間的充氣量遠(yuǎn)小于要對(duì)整個(gè)室內(nèi)空間充氣的氣承式膜結(jié)構(gòu)。一旦漏氣，屋蓋還可由鋼索支承，不至于塌落。美國(guó)工程師蓋格（D.Geiger）是氣承式膜結(jié)構(gòu)的先驅(qū)者，他設(shè)計(jì)了大阪博覽會(huì)的美國(guó)館，其后又將改進(jìn)的玻璃纖維膜材用于銀色穹頂。由于氣承式膜結(jié)構(gòu)出現(xiàn)過(guò)的多次事故，使他察覺到空氣支承的潛在缺陷，轉(zhuǎn)而尋求其他的支承方式。在此之前，美國(guó)的發(fā)明家和工程師富勒（B.Fuller）提出了張拉整體（Tensegrity）的概念,即以連續(xù)的受拉鋼索為主，以不連續(xù)的壓桿為輔，組成一種結(jié)構(gòu)體系，然而他的概念始終沒有在工程中實(shí)現(xiàn)。蓋格創(chuàng)造性地把這個(gè)概念運(yùn)用到以索、膜與壓桿組成的索穹頂（cable dome）設(shè)計(jì)上，荷載從中心受拉環(huán)通過(guò)一系列輻射狀脊索,受拉環(huán)索與斜拉索傳到周圍的受壓圈梁上。索穹頂首先用在1986年韓國(guó)漢城奧運(yùn)會(huì)的體操館與擊劍館上，其直徑分別為120m與93m。其后又得到了不斷的發(fā)展，跨度最大的是美國(guó)佛羅里達(dá)州的太陽(yáng)海岸穹頂，直徑達(dá)210m。此外，美國(guó)李維（M.levy）也繼承了張拉整體的構(gòu)想，并采用了富勒的三角形網(wǎng)格，設(shè)計(jì)了雙曲拋物面的張拉整體穹頂，其代表作就是1996年在美國(guó)亞特蘭大舉行的奧運(yùn)會(huì)主館--佐治亞穹頂，這個(gè)240mX192m的橢圓形索膜結(jié)構(gòu)成為世界上最大的室內(nèi)體育館。主要依靠索來(lái)支承膜的索穹頂是膜結(jié)構(gòu)體系的一大進(jìn)展。膜材也完全可以支承在平面或空間結(jié)構(gòu)上，如拱、網(wǎng)殼等，其材料可選用鋼、木或鋁合金。象日本秋田天空穹頂采用了鋼結(jié)構(gòu)的空間拱系，而位于同一地區(qū)的大館穹頂，178mX157m卵形平面上以雙向膠合木拱支承著雙層膜面。膜結(jié)構(gòu)還可以采用桅桿作為支承，賦予建筑立面以新的變化,第一個(gè)采用涂覆PTFE玻璃纖維織物的拉維思學(xué)生活動(dòng)中心屋頂由4個(gè)圓錐形的帳蓬組成，每一個(gè)圓錐體有一傾斜15度的桅桿，支承膜材的鋼索就由桅桿頂部幅射狀地伸向周圍的圈梁。英國(guó)千年穹頂?shù)?2根桅桿穿出了屋面，膜面支承在72根幅射狀的鋼索上，這些鋼索則通過(guò)斜拉吊索與系索由桅桿所支撐，吊索與系索對(duì)桅桿起穩(wěn)定作用。在這些建筑中，傳統(tǒng)的承重結(jié)構(gòu)與先進(jìn)的膜面形成了完美的結(jié)合。從多年來(lái)國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，由于新材料、新形式的不斷出現(xiàn)，膜結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)大的生命力，必將是21世紀(jì)建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展的主流。它的應(yīng)用范圍不僅限于體育或展覽建筑，已向房屋建筑的各個(gè)方面擴(kuò)展，因而具有廣闊的發(fā)展前景。在中國(guó)，膜結(jié)構(gòu)的開發(fā)與研究還剛剛起步，因此當(dāng)務(wù)之急是學(xué)習(xí)并引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，開發(fā)生產(chǎn)我國(guó)自己的膜材，解決設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題。膜結(jié)構(gòu)在中國(guó)也將會(huì)得到越來(lái)越多的應(yīng)用。
　　四、膜結(jié)構(gòu)領(lǐng)域
　　文化設(shè)施--展覽中心、劇場(chǎng)、會(huì)議廳、博物館、植物園、水族館等
　　體育設(shè)施--體育場(chǎng)、體育館、健身中心、游泳館、網(wǎng)球館、籃球館等
　　商業(yè)設(shè)施--商場(chǎng)、購(gòu)物中心、酒店、餐廳、商店門頭（挑檐）、商業(yè)街等
　　交通設(shè)施--機(jī)場(chǎng)、火車站、公交車站、收費(fèi)站、碼頭、加油站、天橋連廊等
　　工業(yè)設(shè)施--工廠、倉(cāng)庫(kù)、科研中心、處理中心、溫室、物流中心等
　　景觀設(shè)施--建筑入口、標(biāo)志性小品、步行街、停車場(chǎng)等
　　索膜結(jié)構(gòu)起源于遠(yuǎn)古時(shí)代人類居住的帳篷。20世紀(jì)70年代以后，高強(qiáng)、防水、透光且表面光潔、易清洗、抗老化的建筑膜材料的出現(xiàn)，加之當(dāng)代電子、機(jī)械和化工技術(shù)的飛速發(fā)展，索膜建筑結(jié)構(gòu)已大量用于濱海旅游、博覽會(huì)、文藝、體育等大空間的公共建筑上。英國(guó)泰晤士河畔的千年穹頂是膜結(jié)構(gòu)體系的標(biāo)志性建筑，為世界矚目。索膜結(jié)構(gòu)具有易建、易拆、易搬遷、易更新、充分利用陽(yáng)光和空氣以及與自然環(huán)境融合等特長(zhǎng)，它是21世紀(jì)綠色建筑體系的寵兒。目前，在全球范圍內(nèi)索膜結(jié)構(gòu)無(wú)論在工程界還是在科研領(lǐng)域均處于熱潮中。近年來(lái)，我國(guó)建筑市場(chǎng)對(duì)索膜建筑技術(shù)的需求明顯有大幅度增長(zhǎng)的趨勢(shì)，國(guó)外各大著名索膜技術(shù)專業(yè)公司紛紛登陸我國(guó)，刺激了我國(guó)索膜建筑事業(yè)的發(fā)展。隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)一步發(fā)展，使人類面臨著保護(hù)自然環(huán)境的使命。因此，天然材料和傳統(tǒng)的古老建筑材料必將被輕而薄且保溫隔熱性能良好的高強(qiáng)輕質(zhì)材料所取代。索膜建筑技術(shù)在這項(xiàng)變革中將扮演重要角色，其在建筑領(lǐng)域內(nèi)更廣泛的應(yīng)用是可以預(yù)見的，可謂前程似錦。 環(huán)境、氛圍、文化、建筑形式的和諧統(tǒng)一，是世界范圍內(nèi)建筑師、規(guī)劃師追求的最高目標(biāo)。人類進(jìn)入21世紀(jì)如何理解、構(gòu)思、創(chuàng)造和建設(shè)我們的生活空間？是當(dāng)今建筑界面臨的重要課題。正如世界建筑大師會(huì)北京憲章指出，廣義建筑學(xué).....從理念上和理論基礎(chǔ)上把建筑學(xué)、地景學(xué)、城市規(guī)劃的要點(diǎn)整合為一。這是廣義建筑學(xué)對(duì)當(dāng)代建筑師，規(guī)劃師提出的新要求建筑環(huán)境設(shè)計(jì)不僅為人類們提供了廣泛的活動(dòng)空間，同時(shí)創(chuàng)造了氣象萬(wàn)千的自然與人文景觀，久居樊籬下，復(fù)得返自然。陽(yáng)光、空氣、綠草、水溪，人造景觀把人們帶入五彩繽紛，千姿百態(tài)的世界。以人為本、天人合一已是現(xiàn)代建筑環(huán)境學(xué)遵循的宗旨，是現(xiàn)代化城市建設(shè)必須遵守的原則。
　　建筑環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展具有鮮明的時(shí)代特征。現(xiàn)代化的城市是景觀環(huán)境的依托，而環(huán)境的主體和服務(wù)目標(biāo)則是現(xiàn)代人。建筑環(huán)境作為一種重要的社會(huì)文化，是人類的理想與意志的外在體現(xiàn)，也是時(shí)代特征和地域文化的有機(jī)結(jié)合同時(shí)，建筑環(huán)境也與社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展以及當(dāng)代科學(xué)技術(shù)水平密切相關(guān)。
　　膜結(jié)構(gòu)是隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展起來(lái)的全新建筑技術(shù)表現(xiàn)形式，是材料科學(xué)、建筑學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)以及現(xiàn)代環(huán)境學(xué)高速發(fā)展的綜合產(chǎn)物。
　　20世紀(jì)60年代隨著現(xiàn)代柔性建筑材料的發(fā)展，建筑師們從帳篷著一最古老的簡(jiǎn)單建筑結(jié)構(gòu)出發(fā)，構(gòu)造出了魔幻般的形式--膜結(jié)構(gòu)。它可以構(gòu)成單曲面，多曲面等不同建筑結(jié)構(gòu)形式，滿足了建筑師們對(duì)建筑與美學(xué)高度統(tǒng)一的要求。
　　柔性材料具有透光和防紫外線功能，在一些室外建筑和環(huán)境小品中得到廣泛的應(yīng)用。正是由于這一特征，夜間的燈光設(shè)計(jì)使膜結(jié)構(gòu)具有鮮明的環(huán)境標(biāo)志特征。優(yōu)美造型的膜材，不銹鋼配件和緊固件加上設(shè)計(jì)輕巧合理，表面處理嚴(yán)格的鋼結(jié)構(gòu)支撐，塑造出形式美觀，設(shè)計(jì)合理的膜結(jié)構(gòu)，在當(dāng)今世界范圍內(nèi)的建筑環(huán)境設(shè)計(jì)中占有舉足輕重的地位。
　　1.娛樂(lè)空間
　　近年來(lái)，隨著建筑空間觀念的日益深化以及科學(xué)手段的不斷提高，回歸自然、沐浴自然之溫馨已是現(xiàn)代建筑環(huán)境學(xué)發(fā)展的主流。室內(nèi)外的視線越來(lái)越模糊，出現(xiàn)了許多亦內(nèi)亦外、相互滲透的不定空間，如：天井、四季廳、動(dòng)植物園、體育、文化娛樂(lè)場(chǎng)所等。由于膜材的光透性，白天陽(yáng)光可以透過(guò)膜材形成慢射光，使室內(nèi)達(dá)到和室外幾乎一樣的自然效果，因此膜結(jié)構(gòu)能創(chuàng)造出與自然環(huán)境相媲美的空間形式。
　　2.標(biāo)志性小品
　　一個(gè)城市的中心區(qū)反映一個(gè)城市的地理風(fēng)貌和民族風(fēng)情，同時(shí)，也是一個(gè)城市文化發(fā)展程度的標(biāo)志。而景觀設(shè)計(jì)要求其具有廣泛的可讀性、雅俗共賞，既有超凡脫俗的藝術(shù)價(jià)值，又能使大眾喜聞樂(lè)見與大眾息息相通。膜結(jié)構(gòu)以其鮮明的個(gè)性和標(biāo)識(shí)性，應(yīng)用于城市小品設(shè)計(jì)中。
　　3.綠色漫步道
　　近年來(lái)，在人口密集的大城市，在居住區(qū)周邊配置綠色空間并有人行步道。居民可以在不受車輛的影響下，在居住區(qū)附近的街心地帶輕松愉快地散步、休憩，而感到十分愜意。在綠色空間中構(gòu)造一座膜小品，即生動(dòng)的美化了環(huán)境--如同廣闊綠洲中的點(diǎn)點(diǎn)白帆，又有很強(qiáng)的功能性--人們可以在行走之暇小憩一會(huì)兒。
　　4.商業(yè)街
　　商業(yè)街在城市中占有相當(dāng)大的比重。商業(yè)街的建筑與環(huán)境是城市文明的窗口，代表著物質(zhì)文明和精神文明的水平，同時(shí)，也是景觀環(huán)境的重要組成部分。膜結(jié)構(gòu)輕巧別致極具現(xiàn)代化風(fēng)格，且易于安裝移動(dòng)，在商業(yè)街設(shè)計(jì)中得以廣泛應(yīng)用。
　　5.建筑入口
　　建筑入口使城市公共空間與建筑空間相鄰的界面，成為城市空間的組成部分。它是人們視覺最先接觸的部分，因此，除了功能以外，還應(yīng)有很強(qiáng)的標(biāo)識(shí)性，并能體現(xiàn)建筑的個(gè)性，是建筑環(huán)境和城市景觀的重要組成部分。由于膜結(jié)構(gòu)獨(dú)特的造型是其他結(jié)構(gòu)類型無(wú)法比擬的，故成為近來(lái)建筑入口經(jīng)常采用的形式。
　　6.步行街
　　利用膜結(jié)構(gòu)輕巧，別致的造型建造各種半封閉，全封閉的不行空間，使其形成全天候的 武漢車場(chǎng)680方建筑空間，提供防風(fēng)雨，防日曬等人工環(huán)境，并有較好的標(biāo)識(shí)招攬效果，因此是步行街改造和新建的絕佳選擇。
　　7.停車場(chǎng)
　　隨著都市現(xiàn)代化步伐的加快,汽車成為任何一個(gè)都市不可缺少的交通工具。我國(guó)由于汽車工業(yè)高速發(fā)展，城市的汽車擁有量成倍上升，但城市建設(shè)規(guī)劃沒能盡快適應(yīng)這一發(fā)展的要求，常常是車無(wú)停放之地。所以在建設(shè)群規(guī)劃時(shí)就應(yīng)充分考慮停車場(chǎng)的問(wèn)題，把停車場(chǎng)的建設(shè)和規(guī)劃當(dāng)成現(xiàn)代城市建設(shè)規(guī)劃的重要組成部分，變得越來(lái)越重要。同樣，膜結(jié)構(gòu)在停車場(chǎng)建設(shè)中也擔(dān)當(dāng)重要角色。
　　生活在現(xiàn)代都市的人們已經(jīng)從過(guò)去以謀生為目的的社會(huì)行為走上了以樂(lè)生為目的的新臺(tái)階，在精神上追求健康向上，愉快和富有人性的文化環(huán)境�，F(xiàn)代建筑環(huán)境是現(xiàn)代城市，現(xiàn)代文化與社會(huì)，現(xiàn)代人的生活和觀念的綜合表象。在展現(xiàn)人的個(gè)性化，自?shī)市院投嘣�性環(huán)境空間方面，膜結(jié)構(gòu)以其獨(dú)具魅力的建筑形式，必將會(huì)在環(huán)境建設(shè)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
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