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国内的大面积敞开式作业区如污染土处理区、堆肥处置区、危废处置区、垃圾填埋作业区等作业区所产生的污染气体很容易就会扩散至周边,严重影响周边居民的生活环境,不但从身体上,更是从心理上给人们带来了严重的危害。
至今为止,并无针对此类大面积敞开式作业区污染气体的污染气体收集处理措施,这些大面积敞开式作业区所产生的污染气体还没有得到有效的控制处理。充气膜结构作为一种创新的建筑形式,可用于大面积敞开式作业区,其对作业区内污染物的控制以及与收集处理系统有机结合在世界上还没有先例。
这种大面积敞开式作业区密闭及气体收集处理设施,解决污染土处理区、堆肥处置区、危废处置区、垃圾填埋作业区等大面积敞开式作业区的污染气体无组织排放的问题。设施包括通过送风管道连接的充气膜和送风机,充气膜上设有气密门,充气膜上端通过线路连接自控和检测设备,充气膜下端通过收集管道连接气体处理设备,气体处理设备通过排气机连接排气筒。
使用大面积敞开式作业区密闭及气体收集处理设施能够实现以下效果:
1)将污染土处理区、堆肥处置区、危废处置区、垃圾填埋作业区等大面积敞开式作业区产生污染气体的原有的无组织排放变为有组织排放,并且气体排放达到国家排放标准;
2)减少在污染土处理区、堆肥处置区、危废处置区、垃圾填埋作业区等大面积敞开式作业区的降水下渗所产生的地下水污染;
3)减少污染土处理区、堆肥处置区、危废处置区、垃圾填埋作业区等大面积敞开式作业区产生的灰尘飞扬和细菌散发;
4)改善污染土处理区、堆肥处置区、危废处置区、垃圾填埋作业区等大面积敞开式作业区的视觉效果;
5)可使污染土处理区、堆肥处置区、危废处置区、垃圾填埋作业区等大面积敞开式作业区不受天气影响,可进行全天候连续作业。
膜结构是轻型空间结构的一个重要分支,除丰富多彩的造型外,还有优异的建筑特性、结构特性、和适宜的经济型,因此膜结构的诞生,就迅速在世界各地发展起来。而膜结构建筑主要分为张拉膜结构、骨架膜结构、充气膜结构、索桁架膜结构、张拉整体与索穹顶膜结构。
充气膜结构是一个相对密闭的空间结构,与传统空间结构建筑不一样的是,它通过风机向结构内部鼓风送气,使膜结构内外保持一定的压力差,以保证膜结构体系的刚度,维持所设计的形状。
同时压力控制系统可使结构维持一定的内外压,保证结构稳定性。
1917年,英国W.Lanchester 发明了一种充气膜结构作为右外医院建筑屋面,这是一种安装便捷、造价经济的屋面体系,但是他本人并未建成。
1946年,英国人Walter Bird建成第一个现代充气膜结构,多普勒雷达穹顶(Doppler Radome),直径15m,矢高18.3m,采用以玻璃纤维为基布氯丁二烯橡胶为涂层的膜材。1950~1970年间,相继在美国、德国等地建造了大量类似穹顶,最大直径达到60m。
1970年日本大阪世博会(EXPO’70)为膜结构发展提供了契机。因日本多地震,且展馆多位于软土地基,因此,展馆宜采用轻结构体系。由David Geiger完成结构设计的美国馆,首次建成了大跨低轮廓充气膜结构,平面为139m×78m的椭圆。
1972年~1984年,由David Geiger设计,Birdair公司在美国建成银色穹顶(Silver Dome,220m×159m)等7座巨大型充气膜结构,但多数膜结构被证明大跨度的膜结构难以有效抵抗恶劣气候条件。
1988年,日本建成东京穹顶(Toyko Dome)。虽然充气膜结构技术达到了一个新的台阶,但之后世界各地再也没有建造过巨大型充气膜结构建筑。
充气膜结构在索穹顶体系出现之前,创造了段大跨建筑的辉煌发展史。
充气膜结构做一种新型的空间建筑,具有传统建筑无法比拟的优势。特别对于需要大面积大空间的作业厂区,它比任何建筑更具有优势,因此它可广泛应用在需要大跨度作业空间。
因此它可应用于大面积作业车间、仓库、体育场馆、展览馆等 。
膜结构是轻型空间结构的一个重要分支,除丰富多彩的造型外,还有优异的建筑特性、结构特性、和适宜的经济型,因此膜结构的诞生,就迅速在世界各地发展起来。而膜结构建筑主要分为张拉膜结构、骨架膜结构、充气膜结构、索桁架膜结构、张拉整体与索穹顶膜结构。
充气膜结构是一个相对密闭的空间结构,与传统空间结构建筑不一样的是,它通过风机向结构内部鼓风送气,使膜结构内外保持一定的压力差,以保证膜结构体系的刚度,维持所设计的形状。
同时压力控制系统可使结构维持一定的内外压,保证结构稳定性。
1917年,英国W.Lanchester 发明了一种充气膜结构作为右外医院建筑屋面,这是一种安装便捷、造价经济的屋面体系,但是他本人并未建成。
1946年,英国人Walter Bird建成第一个现代充气膜结构,多普勒雷达穹顶(Doppler Radome),直径15m,矢高18.3m,采用以玻璃纤维为基布氯丁二烯橡胶为涂层的膜材。1950~1970年间,相继在美国、德国等地建造了大量类似穹顶,最大直径达到60m。
1970年日本大阪世博你(EXPO'70)为膜结构发展提供了契机。因日本多地震,且展馆多位于软土低级,因此,展馆宜采用轻结构体系。由David Geiger完成结构设计的美国馆,首次建成了大跨低轮廓充气膜结构,平面为139m×78m的椭圆。
1972年~1984年,由David Geiger设计,Birdair公司在美国建成银色穹顶(Silver Dome,220m×159m)等7座巨大型充气膜结构,但多数膜结构被证明大跨度的膜结构难以有效抵抗恶劣气候条件。
1988年,日本建成东京穹顶(Toyko Dome)。虽然充气膜结构技术达到了一个新的台阶,但之后世界各地再也没有建造过巨大型充气膜结构建筑。
充气膜结构在索穹顶体系出现之前,创造了段大跨建筑的辉煌发展史。
充气膜结构做一种新型的空间建筑,具有传统建筑无法比拟的优势。特别对于需要大面积大空间的作业厂区,它比任何建筑更具有优势,因此它可广泛应用在需要大跨度作业空间。
因此它可应用于大面积作业车间、仓库、体育场馆、展览馆等。
1.施工周期比其它建筑短:气模建筑中膜才所有设计与制作都是在工厂内完成,在现场只进行安装。施工难度低、工期缩短1/2以上。是最节省常在施工管理的建筑形式。 2.在施工过程中没有...
1.施工周期比其它建筑短:气模建筑中膜才所有设计与制作都是在工厂内完成,在现场只进行安装。施工难度低、工期缩短1/2以上。是最节省常在施工管理的建筑形式。2.在施工过程中没有任何的污染:在膜才...
充气膜结构在使用过程中是非常经济的。透过膜设计白天能够充分利用日照光度,无需补光,夜晚利用高效节能的二次漫反射专利照明系统,可有效节约照明能耗。充气膜结构膜体成复杂的曲面造型,有利于抵抗风雪。充气膜结...
国内的大面积敞开式作业区如污染土处理区、堆肥处置区、危废处置区、垃圾填埋作业区等作业区所产生的污染气体很容易就会扩散至周边,严重影响周边居民的生活环境,不但从身体上,更是从心理上给人们带来了严重的危害。
至今为止,并无针对此类大面积敞开式作业区污染气体的污染气体收集处理措施,这些大面积敞开式作业区所产生的污染气体还没有得到有效的控制处理。充气膜结构作为一种创新的建筑形式,可用于大面积敞开式作业区,其对作业区内污染物的控制以及与收集处理系统有机结合在世界上还没有先例。
这种大面积敞开式作业区密闭及气体收集处理设施,解决污染土处理区、堆肥处置区、危废处置区、垃圾填埋作业区等大面积敞开式作业区的污染气体无组织排放的问题。设施包括通过送风管道连接的充气膜和送风机,充气膜上设有气密门,充气膜上端通过线路连接自控和检测设备,充气膜下端通过收集管道连接气体处理设备,气体处理设备通过排气机连接排气筒。
使用大面积敞开式作业区密闭及气体收集处理设施能够实现以下效果:
1)将污染土处理区、堆肥处置区、危废处置区、垃圾填埋作业区等大面积敞开式作业区产生污染气体的原有的无组织排放变为有组织排放,并且气体排放达到国家排放标准;
2)减少在污染土处理区、堆肥处置区、危废处置区、垃圾填埋作业区等大面积敞开式作业区的降水下渗所产生的地下水污染;
3)减少污染土处理区、堆肥处置区、危废处置区、垃圾填埋作业区等大面积敞开式作业区产生的灰尘飞扬和细菌散发;
4)改善污染土处理区、堆肥处置区、危废处置区、垃圾填埋作业区等大面积敞开式作业区的视觉效果;
5)可使污染土处理区、堆肥处置区、危废处置区、垃圾填埋作业区等大面积敞开式作业区不受天气影响,可进行全天候连续作业。
由于膜结构具有丰富多彩的造型、优异的建筑特性、结构特性、和适宜的经济型等其他传统建筑无法比拟的优势,膜结构必定越来越广泛地应用于工业与人们的日常生活中,具有广阔的前景。2100433B
充气膜结构
充气膜结构 充气膜结构是一种新型建筑结构,是轻型空间结构的一个重要分 支,具有丰富多彩的造型,建筑特性、结构特性优越,主要分为张拉 膜结构、骨架膜结构、充气膜结构、索桁架膜结构等。 充气膜结构介绍 膜结构是轻型空间结构的一个重要分支,除丰富多彩的造型外, 还有优异的建筑特性、结构特性、和适宜的经济型,因此膜结构的诞 生,就迅速在世界各地发展起来。 而膜结构建筑主要分为张拉膜结构、 骨架膜结构、充气膜结构、索桁架膜结构、张拉整体与索穹顶膜结构。 充气膜结构是一个相对密闭的空间结构,与传统空间结构建筑不 一样的是,它通过风机向结构内部鼓风送气, 使膜结构内外保持一定 的压力差,以保证膜结构体系的刚度,维持所设计的形状。 同时压力控制系统可使结构维持一定的内外压, 保证结构稳定性。 充气膜结构做一种新型的空间建筑,具有传统建筑无法比拟的优 势。特别对于需要大面积大空间的作业厂区, 它比任何建筑更
钢结构储煤棚与充气膜结构比较
钢结构储煤棚与充气膜结构比较 一、结构安全的差异 充气膜结构是通过机械系统 (8台风机)向室内空间连续不间 断充气,气体在密闭的空间中逐渐加压而最终使室内外保持一定 的压力差,膜体受到上浮力,产生的预张力以托起大空间。单纯 的充气膜抵抗风雪荷载的可靠性差,应对极端大风、大雪存在隐 患,硬物一旦刮伤损坏,自然塌落,不适用于大跨度的永久性建 筑。充气膜结构只能作为条形煤场相对简易的临时仓储,无法适 应圆形煤场、异形煤场及超大跨度永久煤场的工程要求,质量缺 陷多,有很大局限性。 钢结构网架采用实心球 (材质 45#高强度钢)及钢管紧密连接, 使用年限 50 年,按 70 年一遇的地震及风压雪压考虑。其构件在 生产车间内加工,标准化程度高,质量易于保证。储煤棚上部钢 结构网架,与下部现浇混凝土支承柱及挡煤墙连成整体,传力稳 定平衡,制造质量精良,工地安装便捷,此结构被广泛使用。 二、维护使用的差异
第1章 绪论
1.1 充气膜结构的分类
1.2 充气膜结构的发展
1.3 充气膜结构在我国的应用与发展
1.4 充气膜结构的应用领域
1.5 充气膜结构的特点
第2章 材料
2.1 膜材
2.1.1 膜材的种类
2.1.2 膜材的力学性能
2.1.3 膜材的其他物理性能
2.2 拉索
2.2.1 拉索的种类及其构成
2.2.2 拉索的力学性能
2.3 保温材料
2.4 连接辅件材料
第3章 建筑与设备设计
3.1 建筑设计
3.1.1 总体布局设计
3.1.2 建筑功能设计
3.1.3 建筑形体设计
3.2 建筑物理环境设计
3.2.1 光环境设计
3.2.2 热环境设计
3.2.3 声环境设计
3.3 建筑防火、疏散设计
3.4 门窗设计
3.5 设备设计
3.5.1 充气系统
3.5.2 气承式膜结构控制系统
3.5.3 气枕式膜结构控制系统
3.5.4 空气调节系统、防雷设计
第4章 结构设计
4.1 形态设计
4.2 索网设计
4.2.1 索网功能
4.2.2 索网形状
4.2.3 常用索网的特点及适用范围
4.2.4 索网设计的技术要求
4.3 内压设计
4.4 荷载及荷载组合
4.5 荷载效应分析
4.5.1 荷载效应分析的特点
4.5.2 内压的模拟
4.5.3 气承式膜结构的强度与刚度
4.6 裁剪设计
4.6.1 裁剪设计的内容和步骤
4.6.2 裁剪线布置
4.6.3 裁剪的应变补偿
4.6.4 裁剪设计的方法
4.7 空气泄漏
4.7.1 空气泄漏的位置
4.7.2 空气泄漏的理论分析
4.7.3 空气泄漏的估算
4.8 结构塌落与逃生
4.8.1 气承式膜结构
4.8.2 气枕的塌陷
4.9 连接构造
4.9.1 膜片间的连接构造
4.9.2 膜单元的连接构造
4.9.3 膜单元与支承面的连接构造
4.9.4 拉索节点的连接构造
第5章 施工
5.1 加工
5.1.1 加工前的准备
5.1.2 膜材加工
5.1.3 膜单元的包装与运输
5.2 安装
5.3 充气与调试
第6章 使用与维护
6.1 概述
6.2 维护内容
6.3 检查和记录
第7章 典型工程案例
7.1 气承式膜结构
7.1.1 中央电视塔职工健身中心气膜馆
7.1.2 北京某国际学校气膜运动馆
7.1.3 天津响螺湾体育休闲广场气膜工程
7.1.4 神华巴彦淖尔能源有限责任公司选煤厂气膜工程
7.1.5 招商港务(深圳)外场充气膜仓库
7.2 气枕式膜结构
7.2.1 大连体育中心体育场罩棚ETFE气枕结构
7.2.2 万科东莞植物园ETFE气枕膜结构
7.2.3 上海迪士尼明日世界创极光轮ETFE天幕工程
7.2.4 石狮世茂国际广场一期天幕
7.3 气囊式膜结构——滨海污水处理厂污水池充气膜加盖工程
7.4 气肋式膜结构——某气承与气肋组合式充气膜结构工程
附录 充气膜结构材料选用表
参考文献2100433B
第一章 绪论
第一节 “水立方”简介3
一、“水立方”概况3
二、“水立方”的建筑设计理念5
三、“水立方”的结构设计原理8
四、ETFE充气膜结构与“水立方”11
第二节 ETFE充气膜结构技术综述17
一、ETFE充气膜结构技术发展简史17
二、ETFE充气膜结构典型工程简介21
三、ETFE充气膜结构体系基本构成原理29
第二章 ETFE膜材及其特性
第一节 概述34
第二节 ETFE膜材的物理性能36
第三节 ETFE膜材的力学性能38
第四节 ETFE膜材的热性能40
第五节 ETFE膜材的化学性能41
第六节 ETFE膜材与其他材料性能的综合比较43
第七节 ETFE膜材产品规格44
第八节 水立方所用ETFE膜材46
第三章 ETFE充气膜结构系统建筑设计
第一节 建筑效果设计51
一、ETFE膜结构影响建筑效果的主要因素分析51
二、建筑效果设计与视觉测试53
三、ETFE充气膜结构建筑效果的最终确定58
第二节 景观照明设计59
一、系统综述60
二、系统配置60
三、景观照明系统主要场景功能描述72
第三节 热工性能设计81
一、ETFE充气膜结构的保温隔热原理82
二、保温性能检测86
三、热工性能的主要影响因素88
四、热工性能设计与综合分析94
第四节 声学性能设计109
第五节 采光性能设计117
第四章 系统结构设计
第一节 概述124
第二节 气枕结构受力特性125
第三节 “水立方”气枕特性与荷载129
第四节 气枕设计133
第五章 系统构造设计
第一节 立面系统构造设计144
一、系统构成原理及功能描述145
二、系统密封原理149
第二节 屋面系统构造设计151
一、系统构成原理及功能描述152
二、密封防水原理160
三、屋面排水系统163
第三节 天花系统构造设计165
一、系统构成原理165
二、系统密封原理173
第四节 “泡泡吧”系统构造设计176
一、系统构成原理177
二、系统密封原理181
第五节 充气系统182
一、充气管道和阀门184
二、充气单元190
三、电子监控系统196
第六章 制造与施工技术
第一节 概述200
第二节 ETFE气枕制造203
一、ETFE膜材裁剪204
二、ETFE膜材焊接及气枕制造207
第三节 夹具及天沟制造213
一、铝合金夹具制造213
二、天沟制造214
第四节 施工安装217
一、施工培训217
二、施工措施及施工工艺221
三、创新性施工技术255
第七章 质量控制、系统运行与维护
第一节 质量控制262
一、概述262
二、制造过程质量控制263
三、安装过程质量控制266
第二节 系统运行与维护273
一、系统运行管理273
二、清洗与维护274
参考文献
ETFE充气膜结构这种全新的建筑形式,是现代建筑领域的一朵奇葩,可创造独特的建筑艺术效果,并使建筑获得很高的保温和采光等性能。希望借助其在“水立方”中的成功应用,推广此项技术。
——中国工程院院士清华大学建筑学院教授博士生导师
“水立方”这座神奇建筑的成功与完美,与覆盖其内外表面的ETFE充气膜结构有着不可分割的联系。本书作者王双军是一位多年致力于建筑幕墙技术研发与设计实践的资深专业人士,在“水立方”工程中主持ETFE充气膜结构系统的设计工作,本人曾在他的陪同下参观了“水立方”。他将工程中积累的技术理论和实践经验进行总结和提炼,写就了国内第一本关于ETFE充气膜结构技术的专著。相信这本书对于此技术在我国的推广应用和发展提高,必将会起到很大的推动作用。
——清华大学副校长
“水立方”技术上的创新和出彩与其设计上的成功是息息相关的。从很大程度上看,圆梦人实践者的身份和被广誉为造梦者的设计师其实同等重要。因此,王双军先生积十数年心血与追求所形成的这本专著尤其值得尊重。相信其会在上述层面上为蒸蒸日上的中国建筑增加助推力。
——英国阿特金斯(ATKINS)集团 董事·设计总监·国际知名建筑设计师