氣膜工程
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氣膜介紹
氣膜建筑學名為氣承式膜結(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電設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)部始終保持對外部環(huán)境的正壓，靠內(nèi)外部壓力差把建筑主體支撐起來的一種建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。 氣膜廣泛應用于大型場館，如體育場、冰球場，足球場等，在美國有20幾座氣膜場館。 還有就是大型污染場地，如堆煤場，垃圾填埋場，污水池等；大型物流倉庫，飛機場，大型廠房等。
氣膜建筑的工作原理
1.氣膜建筑靠內(nèi)外氣壓差來支撐整個建筑。由于材料的柔性和結(jié)構(gòu)固有的有效性和弧形的體形，沒有受彎、受扭和受壓的構(gòu)件；
2.內(nèi)部無需任何框架或梁柱支撐，跨度可以達到180米、高跨比一般為1：4-1：2，最高可達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對人體有任何不良的影響,反而會有助于人們從事運動活動或體力工作；通常室內(nèi)外氣壓差為250Pa，約0.0025個大氣壓（相當于正常建筑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個大氣壓（相當于正常建筑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英寸水柱時會跟承受每小時80英里的風相當。如果壓力不能到達抵抗風雪的安全值，結(jié)構(gòu)就有坍塌的危險。
如網(wǎng)狀鋼纜系統(tǒng)、獨特的充氣機電系統(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)承受更大的風雪荷載保證建筑的安全性和穩(wěn)定性，而且也是唯一達到永久性建筑標準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)首次應用在美國哈佛大學田徑氣膜訓練館，到目前為止，已在各種大風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)百個體育娛樂及商業(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)、主動式節(jié)能空調(diào)技術和清潔能源集成應用技術，
包括水蒸發(fā)制冷、太陽能集電、集熱技術，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)到應用、無粉塵，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，工業(yè)化和標準化制造，集成生產(chǎn)、施工現(xiàn)場快速拼裝的經(jīng)營模式，使建筑過程無噪音、無大氣污染、無污水排放；
“零”工地
將施工現(xiàn)場需要的關鍵構(gòu)件和部件移至室內(nèi)工廠生產(chǎn)，生產(chǎn)完成后到現(xiàn)場實行快速拼裝施工工法，提高作業(yè)功效、縮短施工周期，實現(xiàn)“零”現(xiàn)場施工裝配；
“零”距離
以實現(xiàn)了構(gòu)件標準化、供應系列化、生產(chǎn)工廠化、施工裝配化，隨時隨地通過物聯(lián)網(wǎng)智能控制系統(tǒng)操控營造和使用的耗能設備，實現(xiàn)零距離連接。
性能指標
抗震設防烈度: 8 度，0.3g 加速度
最大風荷載: 12 級超級臺風
最大雪荷載: 250kg/m²
透光性: 透光，白天光照強度可達 300~1000lux
燈光照度: 750lux
溫度設定: 夏季 28±2℃，冬季 16±2℃
新風量: >60m³/人·小時
適應溫度: -30~70℃
壽命與質(zhì)保
壽命: 30 年以上
項目質(zhì)保周期 : 1 年
膜材質(zhì)保周期: 15 年
年能耗: 30-50 萬/年（空調(diào)，暖氣、照明，新風，充氣）
防銹補漏成本: 零
氣膜建筑的突出優(yōu)勢：
1. 超大空間,最大可實現(xiàn)180米的跨度
2. 進風風速小于2米/秒，近地面通風不會對運動有影響，無礙綜合運動館對風速的敏感。完全符合綜合運動館對風速的要求
3. 可抵御67m/s的颶風和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. 通風效果好，每小時6-16次的換氣次數(shù)保持室內(nèi)空氣絕對新鮮
6. 獨特照明設計，將光源直射到內(nèi)膜并形成真正的二次反射照明,無陰影、無眩光，全面滿足國際比賽照度要求
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)場施工費用
10. 易拆、易移，可持續(xù)循環(huán)使用，根據(jù)需要建成臨時或永久性建筑
11. 膜材B1級防火，滿足中美等到國家的消防標準
12. 達到或超過相關建筑規(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)，并將均勻的分攤到錨固系統(tǒng)，減少膜的荷載，提供最佳的穩(wěn)定性來抵抗大風暴雪，延長結(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級以上臺風）。氣膜建筑為柔性建筑，對高烈度地震有著與生俱來的抵抗能力。 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)里獨特的氣膜建筑結(jié)構(gòu)形式，并是唯一符合美國永久性建筑的建筑規(guī)范要求氣膜結(jié)構(gòu)。
門禁系統(tǒng)
人員進出旋轉(zhuǎn)門、人員疏散應急門、汽車進出門或輔助通道
氣膜建筑的主入口，全面滿足人員和車輛的進出。所有出入口全部釆用模塊設計，并嚴格遵循規(guī)范，牢固、安全。
1.人員進出旋轉(zhuǎn)門 為氣膜建筑配備的氣鎖門提供了自動開門器，方便人員進出并減少膜內(nèi)壓力的損失；為方便人員進出，耐用的3或4頁全拋光鋁制旋轉(zhuǎn)門可全面滿足大量人員的進出 ；每個旋轉(zhuǎn)門為模塊式設計和建造，以滿足頻繁使用的要求；緊急出口1米寬并配有報警部件和觀察窗口，發(fā)生緊急情況時推出門設計可以很容易地從建筑物內(nèi)迅速離開
2.人員疏散應急門 假若氣膜建筑因不可抗拒因素發(fā)生意外導致緩慢坍塌，則氣膜屋面下降到據(jù)地面2米所需的時間不會少于30分鐘，保證足夠逃生時間。 氣膜建筑備用入口可配旋轉(zhuǎn)門、應急門(消防出入口)、雙開門以及氣鎖式通道。當緊急情況發(fā)生時，由內(nèi)部外推即可出門, 從建筑物內(nèi)迅速撤出，保證人員安全。
3.汽車進出門或輔助通道 汽車進出門或是輔助通道，在通道的內(nèi)外兩個端部各設置一樘提升門，當汽車從外側(cè)進入氣膜內(nèi)進行作業(yè)時門體按以下順序進行運作：當外側(cè)門體打開時，內(nèi)側(cè)門體處于關閉狀態(tài)，汽車駛?cè)肫囃ǖ纼?nèi)，外側(cè)門體關閉后，內(nèi)側(cè)門體開啟，汽車駛?cè)霘饽?nèi)。 汽車進出門的內(nèi)外兩個門體具有互鎖功能，當汽車進出氣膜時，保證氣膜內(nèi)壓力的損失。 汽車進出門的門體配備防墜落和自動反彈裝置，使用安全可靠。 氣鎖式通道專用于大型的汽車和設備進出,使叉車、運輸車、推土機和拖車以及行人進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：設置場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的無眩光、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)境特別是對運動者，眩光、刺眼昏暗的燈光只會讓人感到焦慮和煩躁，照明系統(tǒng)其獨特的二次反射設計無眩光的燈光可以提供舒適的運動環(huán)境 • 獨特照明設計，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%的照明費用 • 提供100%的光照效果 • 光線均勻、無眩光、不晃眼，沒有黑影及照明死角 • 人性化設計5種控制模式(比賽,訓練,集會,功能轉(zhuǎn)換及清潔),滿足場館不同條件結(jié)照明的要求。
基礎錨固
為氣膜建筑提供的連續(xù)的最氣密基礎錨固系統(tǒng),具有最優(yōu)異的氣密效果及搭建快捷的特點,該錨固系統(tǒng)將膜材的張力均勻的分攤到上,消除了常規(guī)錨固所具有的點負荷 • 氣密的防水設計,有效防止雨雪的侵蝕、抗老化，耐腐蝕，不對膜材造成傷害 • 采用氣膜建筑專用錨固件，具有優(yōu)異的氣密效果、減少空氣泄漏降低能耗 • 當氣膜需要遷移時錨固整體不會有任何損壞, 易安裝易拆卸、方便實用 • 是被美國空氣結(jié)構(gòu)協(xié)會設計和標準手冊認定的”最氣密的錨固系統(tǒng)”
機械設備控制系統(tǒng)
高效集成節(jié)能的機電配套系統(tǒng)機械一體化單元將中央控制、補壓、新風、溫控以及應急系統(tǒng)集成一體。中央控制系統(tǒng)工程根據(jù)外界風雪環(huán)境變化自動調(diào)節(jié)建筑內(nèi)部壓力。一般由風扇及電機和空氣過濾裝置組成，考慮建筑內(nèi)部的舒適性及季節(jié)適應性，還可配有空調(diào)、加熱、濕度調(diào)解及噪聲消減設備。該系統(tǒng)應能實現(xiàn)氣壓智能控制，送風設備檢修或損壞時須有應急送風設備保持氣膜內(nèi)氣壓。超大面積氣膜建筑還應考慮屋面融雪功能。 • 主充氣系統(tǒng) • 補充新風系統(tǒng) • 空調(diào)系統(tǒng) • 應急系統(tǒng) • 備用電源系統(tǒng)
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