膜结构介绍

膜结构介绍

一种适合建筑的新材料的出现，必然引建筑结构的革命，如历史上的混凝土

和钢材，70年代以来，以欧美为中心发展起来的新型织物膜材，也是如此，用

这种优良的织物，辅以柔性或钢性支撑，可绷成一个曲率互反，有一定刚度和张

力的结构体系。这种全新的建筑结构形式，集建筑学、结构力学、材料学与精细

化工、计算机技术等为一体，具有以下优秀的特点：

1、造型的艺术性。它既能充分发挥建筑师的想象力，又能体现结构构件清

晰受力之类。

2、良好的自洁性。膜建筑中采用具有防护涂层的膜材，可使建筑具有良好

的自洁效果，同时保证建筑的使用寿命。

3、施工的快捷性。膜建筑工程中所有加工和制作均在工厂内完成，现场只

进行半成品组装，因此施工简便快捷，施工周期短。

4、较好的经济性。由于膜材具有一定的透光率，白天可减少照明强度和时

间，因而比较节约能源，降低了长期使用费用，同时夜间彩灯透射形成的绚烂景

观也能达到很好的广告宣传效益。

5、 结构自重轻，非常适合于建造大跨度空间结构。

膜结构的分类

膜结构按结构受力特性大致可分为充气式膜结构、张拉式膜结构

（Tension/Suspension membrane structure）、骨架式膜结构（Frame membrane

strcture，Cable dome membrane structure）、组合式膜结构（Compound membrane

structure）等几大类。

充气式膜结构 张拉式膜结构

骨架式膜结构 组合式膜结构

膜 应 用 领 域：

★ 体育设施： 体育场、健身中心、游泳馆、网球馆、篮球馆等。

★ 商业设施： 商场、购物中心、大型会展场所、餐厅、酒店（挑檐）等。

★ 文化设施： 展览中心、剧院、会议厅、博物馆、植物园、水族馆、音乐广场

等。

★ 交通设施： 机场、火车站、公交车站、收费站、码头、加油站、天桥连廊等。

★ 工业设施： 工厂、仓库、科研中心、处理中心、温室、物流中心等。

★ 景观设施： 建筑入口、标志性建筑或景观性小品、广场休闲区、海滨娱乐休

闲建筑、居住小区、游乐场、步行街、停车场、楼宇屋顶改造更新等。

与膜结合的结构大约有下述几类:

纯钢拱形结构

采用传统的梁柱系统，屋顶为圆拱式，柱梁间距一般为8m左右。

混凝土结构主体加钢拱

以上两种最简单的膜结构，依平面的形状，如方形、菱形等，可有许多变化，拱

的间距依使用的膜材强度、设计荷载、风力等确定。

混凝土主体结构加钢索

脊素为上弯，位于膜布下面，谷索为下弯，位于膜上面。两种钢索的弯向相反张

拉后造成相反方向的垂直力，使膜市受到垂直方向的张力，膜布中水平方向的张

力直接张拉形成。

混凝土主体结构加钢柱

张拉式帐篷膜结构

大型（跨度在200m以上）气撑式膜结构

用扁钢作的钢索加上膜布，可以做成大跨度的巨型屋顶。这种建筑，结构简单，

施工方便，经济效益高，无需维修。但因需常年维持封闭，进出较不便，现己不

再新建，但仍不失为一种好的结构形式。由于膜结构需要精确的设计及剪裁，以

达到理想的效果，大卫、盖格和哥伦比亚大学的同僚迈克、马克麦克和约塞夫、

赖特共同开发了非线性钢索计算程式，为气撑式大型膜屋顶工程设计奠定了基

础。自1973年至1978年，在世界各地一连建造了12座气撑式膜结构大型室内

体育馆，与同时期落成的其他球场比较，这些膜结构的体育馆不但价格便宜，而

且施工快。面积40000m2的银顶球场的屋顶只用了11.5个月即全部完成。为世

界最大之室内体育馆。

钢索穹顶

1980年左右，盖格先生又创造了使用永久性结构膜的新技术，这种新技术是基

于工程哲学家巴克明斯特．富勒的理论。富勒认为现代的结构都是在对抗地心吸

引力，不断地争取压力的连续性，但自然界并非如此。这是一项看似平淡，实则

非常智慧的哲理，1983年他发表的文章中建议在结构上逐步减少压力的影响，

而增加张力的作用，富勒将他的新观念命名为“张力式”,英语是张力（Tension）

和完整(Integrity）二字的合成。在这种理想的结构中“压力杆件是张力大海中

的一个小岛”。盖格先生对富勒的哲理，则有更进一步的解释，他认为“空间的

跨越是由连续的张力索和不连续的压力杆”完成的。在这一理论基础上，他提出

钢索穹项由以下杆件组成：中央张力环经由数目为四的倍数的脊索、环索、中继

斜拉索、压力杆和斜拉索而到达压力环梁，形成一个完整封闭的张力拱结构系

统。

现代空间结构的新发展

一、 概述

空间结构是指结构的形态呈三维状态，在荷载作用下具有三维受力特性并呈

空间工作的结构。平板网架、网壳以及悬索结构等空间结构在我国得到了广泛的

应有，已为人们所熟悉。空间结构与平面结构相比具有很多独特的优点，国内外

应用非常广泛。特别是近年来，人们生活水平不断提高，工业生产、文化、体育

等事业不断进步，大大增强了社会对空间结构尤其是大跨度高性能空间结构的需

求。而计算理论的日益完善以及计算机技术的飞速发展使得对任何极其复杂的三

维结构的分析与设计成为可能。这些正是空间结构能够扩大应用范围得以蓬勃发

展的主要因素。近几十年来，世界上建造了成千上万的大型体育馆、飞机库、展

厅，采用了各类空间结构，展示着优美的造型，成为一道道风景。更有无数的厂

房、仓库等采用空间结构，实现了经济、合理的完美统一。

目前空间结构向着轻量、大跨方向发展，这种发展趋势要求必须千方百计降

低结构自重，降低结构自重的途径一方面是研制运用轻质高强的新型建筑材料，

另一方面是研究开发合理的结构形式。结构受拉部位采用膜材或钢索，受压部分

采用钢或铝合金构件，这样膜、索、杆结合使用，形成杂交结构，可望实现理想

的轻量大跨结构。

张拉整体结构和膜结构是降低结构自重的较理想的结构体系，可跨越很大的

跨度。目前跨度已做到200m左右。这两种结构我美国和日本发展最快，建造了

很多大型工程。

另外适应全天候气候条件的开合结构、施工便捷的折叠结构，以及外观华丽

扌度结构等也都有属于现代空间结构新发展的课题。国外已有很多的工程应用。

下面对前面提到的几种空间结构分别予以论述。

二、张拉整体结构

“张拉整体”（Tengrity）概念是美国著名建筑师富勒（）的

发明，这旨“张拉”（tensile）和“整体”（integrity）的缩合。一社概念的

产生受到了大自然的启发。富勒认为宇宙的运行是按照张拉一只析原理进行的，

即万有引力是一个平衡的张力网，而各个星球是这个网中的一个个孤立点。按照

这个思想张拉整体结构可定义为一组不连续的受压构件与一套连续的受拉单元

组成的自支承、自应力的空间网格结构。这种结构的刚度由受拉和受压单元之间

的平衡预应力提供，在施加预应力之前，结构几乎没有刚度，并且初始预应力的

大小对结构的外形和结构的刚度起着决定性作用。由于张拉整体结构固有的符合

自然规律的特点，最在限度地利用了材料和截面的特性，可以用尽量少的钢材建

造超大跨度建筑。

对于张拉整体结构的研究开始于40多年前，从最初的设想到工程实践大约

经历了以下几个阶段：想象和几何学、拓扑和图形分析、力学分析及试验研究。

其中力学分析包括找形、自就历程准则、工作机理工科稳步力作用下的性能等。

张拉整体结构的几何形状同时依赖于构件的初始几何形状、关联结构（拓扑）及

形成一定刚度的自应力的存在。另外这种结构在外力作用下的变形（与自应力的

效果不同）也提出了其它结构问题，首先它属于临界类体系，结构在外荷载过程

中刚度不断发生变化，传力途径也就随之改变；其次这种结构只能在考虑了几何

非线性甚至材料非线性时才能分析。

从50年代起，许多研究工作者都采用了靠想象的实用方法，如斯耐尔森

（n）的雕塑及莫瑞挪（Moreno）的设想等。最重要的几何学上的工作

是由富勒和埃墨瑞赤（ch）完成的。加拿大的结构拓扑研究小组在形

态学方面做了最重要的工作，他们出版的杂志包括了许多张拉整体体系拓扑方面

的文章，但这些研究都是数学上的，在三维空间上工程应用的研究也只为警告设

计者们容易出现的不稳定方案。在大多数情况下，张拉整体多面体几何的构成特

性使得图形理论可以用来模型化它们的拓扑。

张拉整体的找形分析为的是使体系的几何形式满足自应力准则。对于一个基

本单元，可以用一种简单的静力方法来获得自应力几何，其原则包括寻找一个或

一套元素的最大或最小和度，同时得到其它元素的尺寸条件。佩里哥瑞挪

（rino）建议了用一种标准非线性程序解决这一问题的方法。而一个基

于虚阻尼的动力松驰方法也得到了同样的结果。

张拉整体结构的力学分析类似于预应力铰节点索杆网格结构，除了一些特殊

的图形外，都含有内部机构，呈现几何柔性。为了研究的目的，除了一般的找形

和静动力分析过程外，有时还用到一个中间过程：稳定性、机构及预应力状态的

研究。张拉整体体系的分析模型必须考虑非线性特性和平衡自就历程的存在。莫

赫瑞（Mohri）说明了如何保证适当的自应力及单元的刚度，还给出了识别与索

提供的刚度相一致的自应力状态的算法。张拉整体结构的静力性能的非线性分析

已经完成，其模型基于松驰原理或牛顿-拉夫逊型过程的矩阵追赶法原理，有人

也做了动力松驰的模型。

斯耐尔森的极具艺术性的雕塑是体现富勒张拉整体思想的最早尝试。这之后

富勒、埃墨瑞赤、瓦尔耐（）、莫特罗（）、汉纳（）

等创造了多种张拉整体结构体系。目前在世界很多地方都有建造了艺术品性质的

张拉整体结构，如法国的公园雕塑、华沙国际建筑联合会前的自张拉空间填充体、

荷兰国家博物馆前覆盖的四棱柱张拉整体单体以及1958年富勒为布鲁塞尔博览

会设计的一个有表现力的张拉整体桅杆等。

美国已故著名工程师盖格尔（）为张拉整体思想的发展做出了极

大贡献。他在富勒创造的富勒张拉整体穹顶的基础上，发明了支承于周边受压环

梁上的一种索杆预应力张拉整体穹顶体系，即索穹顶，从而使得张拉整体的概念

首次应用到大跨度建筑工程中。1986年以他的名字命名的盖格尔公司将索穹顶

结构成功应用于汉城奥运会的体操馆（D=119.8m）和击剑馆（D=89.9m）。之后

又相继建成了美国伊利诺斯州大学的红鸟体育馆（椭圆91.4m×76.8m）及佛罗

里达州的太阳海岸穹顶（D=210m）。1992年在美国建造了世界上最大的索穹顶

体育馆—乔治亚穹顶（Georgia Dome），它是1996年亚特兰大奥运会的主体育

馆，平面为椭圆形（193m×240m），这种双曲抛物面型张拉整体索穹顶的耗钢量

少得令人难以置信，还不到30㎏/㎡.应该看到盖格尔发明的张拉整体索穹顶结

构源于富勒的张拉整体思想，属于张拉整体体系的范畴，但由于它还没有完全实

现结构自支承、自应力的原则，离开下部受压环梁则不能成立，故而可以说彻底

的大跨度张拉整体结构还没有建成。因此对于张拉整体结构无论在理论分析方面

还是施工技术及建筑材料方面都还有很多工作要做。

三、膜结构

膜结构（Membrane）是20世纪中期发展起来的一种新型建筑结构形式，是

由多种高强薄膜材料（PVC或Teflon）及加强构件（钢架、钢柱或钢索）通过一

定方式使其内部产生一定的预张应力以形成某种空间形状，作为覆盖结构，并能

承受一定的外荷载作用的一种空间结构形式。膜结构可分为充气膜结构和张拉膜

结构两大类。充气膜结构是靠室内不断充气，使室内外产生一定压力差（一般在

10㎜～30㎜水柱之间），室内外的压力差使屋盖膜布受到一定的向上的浮力，

从而实现较大的跨度。张拉摸结构则通过柱及钢架支承或钢索张拉成型，其造型

非常优美灵活。

膜结构所用膜材料由基布和涂层两部分组成。基布主要采用聚酯纤维和玻璃

纤维材料；涂层材料主要聚氯乙烯和聚四氟乙烯。常用膜材为聚酯纤维覆聚氯乙

烯（PVC）和玻璃纤维覆聚聚四氟乙烯（Teflon）。PVC材料的主要特点是强度

低、弹性大、易老化、徐变大、自洁性差，但价格便宜，容易加工制作，色彩丰

富，抗折叠性能好。为改善其性能，可在其表面涂一层聚四氟乙烯涂层，提高其

抗老化和自洁能力，其寿命可达到15年左右。Teflon材料强度高、弹性模量大、

自洁、耐久耐火等性能好，但它价格较贵，不易折叠，对裁剪制作精度要求较高，

寿命一般在30年以上，适用于永久建筑。

世界上第一座充气膜结构建成于1946年，设计者为美国的沃尔特。勃德

（），这是一座直径为15的充气穹顶。1967年在德国斯图加特召开的第

一届国际充气结构会议，无疑给充气膜结构的发展注入了兴奋剂。随后各式各样

的充气膜结构建筑出现在1970年大阪世界博览会上。其中具有代表性的有盖格

尔设计的美国馆（137m×7m8卵形），以及川口卫设计的香肠形充气构件膜结构。

后来人们认为70年大阪博览会是把膜结构系统地、商业性地向外界介绍的开始。

大阪博览会展示了人们可以用膜结构建造永久性建筑。而70年代初美国盖格尔-

勃格公司（Geiger-Berger Associates）开发出的符合美国永久建筑规范的特氟

隆（Teflon）膜材料为膜结构广泛应用于永久、半永久性建筑奠定了物质基础。

之后，用特氟隆材料做成的室内充气式膜结构相继出现在大中型体育馆中，如

1975年建成的密歇根州庞蒂亚克“银色穹顶”（椭圆形220×159m），1988年

建成的日本东京体育馆（室内净面积4，6767㎡，）。

张拉形式膜结构的先行者是德国的奥托（），他在1955年设计的张

拉膜结构跨度在25m左右，用于联合公园多功能展厅。由于张拉膜结构是通过边

界条件给膜材施加一定的预张应力，以抵抗外部荷载的作用，因此在一定初始条

件（边界条件和应力条件）下，其初始形状的确定、在外荷载作用下膜中应力分

布与变形以及怎样用二维的摸材料来模拟三维的空间曲面等一系列复杂的问题，

都需要有计算来确定，所以张拉膜结构的发展离不开计算机技术的进步和新算法

的提出。目前国外一些先进的摸结构设计制作软件已非常完善，人们可以通过图

形显示看到各种初始条件和外荷载作用下的形状与变形，并能计算任一点的应力

状态，使找形（初始形状分析）、裁剪和受力分析集成一体化，使得膜结构的设

计大为简便，它不但能分析整个施工过程中各个不同结构的稳定性和膜中应力，

而且能精确计算由于调节索或柱而产生的次生应力，完全可以避免各种不利荷载

式况产生的不测后果。因此计算机技术的迅猛发展为张拉膜结构的应用开辟了广

阔的前景。而特氟隆摸材料的研制成功也极大地推动了张拉膜结构的应用。比较

著名的有沙特阿拉伯吉达国际航空港、沙特阿拉伯利雅得体育馆、加拿大林德塞

公园水族馆、英国温布尔登室内网球馆、美国新丹佛国际机场等。

膜结构的设计主要包括体形设计、初始平衡形状分析、荷载分析、裁剪分析

等四大问题。通过体形设计确定建筑平面形状尺寸、三维造型、净空体量，确定

各控制点的坐标、结构形式，选用膜材和施工方案。初始平衡形状分析就是所谓

的找形分析。由于膜材料本身没有抗压和抗弯刚度，抗剪强主芤很差，因此其刚

度和稳定性需要靠膜曲面的曲率变化和其中预应力来提高，对膜结构而言，任何

时候不存在无应力状态，因此膜曲面形状最终必须满足在一定边界条件、一定预

应力条件下的力学平衡，并以此为基准进行荷载分析和裁剪分析。目前膜结构找

形分析的方法主要有动力松驰法、力密度法以及有限单元法等。膜结构考虑的荷

载一般是风载和雪载。在荷载作用下膜材料的变形较大，且随着形状的改变，荷

载分布也在改变，因此要精确计算结构的变形和应力要用几何非线性的方法进

行。荷载分析的另一个目的是一确定索、膜中初始预张力。在外荷载作用下膜中

一个方向应力增加而另一个方向应力减少，这就要求施加初始张应力的程度要满

足在最不利荷载作用下应力不致减少到零，即不出现皱褶。因为膜材料比较轻柔，

自振频率很低，在风荷载作用下极易产生风振，导致膜材料破坏，如果初始预应

力施加过高，膜材涂变加大，易老化且强度储备少，对受力构件强度要求也高，

增加施工安装难度。因此初始预应力的确定要通过荷载计算来确定。经过找形分

析而形成的摸结构通常为三维不可展空间曲面，如何通过二维材料的裁剪，张拉

形成所需要的三维空间曲面，是整个膜结构工程中最关键的一个问题，这正是裁

剪分析的主要内容。

膜结构是一种建筑与结构完美结合的结构体系。它是用高强度柔性薄膜材料与支

撑体系相结合形成具有一定刚度的稳定曲面，能承受一定外荷载的空间结构形

式。其造型自由轻巧、阻燃、制作简易、安装快捷、能易于、使用安全等优点，

因而使它在世界各地受到广泛应用。这种结构形式特别适用于大型体育场馆、人

口廊道、小品、公众休闲娱乐广场、展览会场、购物中心等领域。

膜结构建筑形式的分类：

从结构上分可分为：骨架式膜结构，张拉式膜结构，充气式膜结构3种形式

1、骨架式膜结构

以钢构或是集成材构成的屋顶骨架，在其上方张拉膜材的构造形式，下部支

撑结构安定性高，因屋顶造型比较单纯，开口部不易受限制，且经济效益高等特

点，广泛适用于任何大，小规模的空间。

2、张拉式膜结构

以膜材、钢索及支柱构成，利用钢索与支柱在膜材中导入张力以达安定的形

式。除了可实践具创意，创新且美观的造型外，也是最能展现膜结构精神的构造

形式。近年来，大型跨距空间也多采用以钢索与压缩材构成钢索网来支撑上部膜

材的形式。因施工精度要求］高，结构性能强，且具丰富的表现力，所以造价略

高于骨架式膜结构。

3、充气式膜结构

充气式膜结构是将膜材固定于屋顶结构周边，利用送风系统让室内气压上升

到一定压力后，使屋顶内外产生压力差，以抵抗外力，因利用气压来支撑，及钢

索作为辅助材，无需任何梁，柱支撑，可得更大的空间，施工快捷，经济效益高，

但需维持进行24小时送风机运转，在持续运行及机器维护费用的成本上较高。

现今，城市中已越来越多地可以见到膜结构的身影。膜结构已经被应用到各

类建筑结构中，在我们的城市中充当着不可或缺的角色：

体育设施：体育场／体育馆／网球场／游泳馆／训练中心／健身中心等

商业设施：商场／游乐中心／酒店／餐厅／商业街等

文化设施：展览中心／剧院／表演中心／水族馆等

交通设施：飞机场／火车站／码头／停车场／天桥／加油站／收费站等

景观设施：标志性小品／广场标识／小区景观／步行街等

工业设施：工厂／仓库／污水处理中心／物流中心／温室等

膜结构又叫张拉膜结构（Tensioned Membrane structure）， 是以建筑

织物，即膜材料为张拉主体，与支撑构件或拉索共同组成的结 构体系，它以其

新颖独特的建筑造型，良好的受力特点，成为大跨度空 间结构的主要形式之

一。

膜材料是指以聚酯纤维基布或PVDF、PVF、PTFE等不同的表面涂层，配以优

质的PVC组成的具有稳定的形状，并可承受一定载荷的建筑纺织品。它的寿命因

不同的表面涂层而异，一般可达成12—50年。

膜结构建筑的特点及应用领域：

膜结构是一种全新的建筑结构形式，它集建筑学、结构力学、精细化工与材

料科学、计算机技术等为一体，具有很高技术含量。其曲面可以随着建筑师的设

计需要任意变化，结合整体环境，建造出标志性的形象工程。

艺术性：充分发挥建筑师的想象力，又体现结构构件清晰受力之美。

经济性：由于膜材具有一定的透光率，白天可减少照明强度和时间，能很好

地节约能源。同时夜间彩灯透射形成的绚烂景观也能达到很好的广告宣传效益。

大跨度：膜结构可以从根本克服传统结构在大跨度（无支撑）建筑上实现所

遇到的困难，可创造巨大的无遮挡可视空间，有效增加空间使用面积。

自洁性：膜建筑中采用具有防护涂层的膜材，可使建筑具有良好的自洁效果，

同时保证建筑的使用寿命。

工期短：膜建筑工程中所有加工和制作均在工厂内完成，可减少现场施工时

间，避免出现施工交叉，相对传统建筑工程工期较短。膜建筑可广泛应用于大型

公共设施：体育场馆的屋顶系统、机场大厅、展览中心、购物中心、站台等，又

可以用于休闲设施、使用工业设施及标志性或景观性建筑小品等。

膜结构是随着现代科学技术发展起来的全新建筑技术表现形式，是材料科

学、建筑学、结构力学以及现代环境学高速发展的综合产物。

20世纪60年代随着现代柔性建筑材料的发展，建筑师们从帐篷着一最古老

的简单建筑结构出发，构造出了魔幻般的形式——膜结构。它可以构成单曲面，

多曲面等不同建筑结构形式，满足了建筑师们对建筑与美学高度统一的要求。

柔性材料具有透光和防紫外线功能，在一些室外建筑和环境小品中得到广泛

的应用。正是由于这一特征，夜间的灯光设计使膜结构具有鲜明的环境标志特

征。

优美造型的膜材，不锈钢配件和紧固件加上设计轻巧合理，表面处理严格的

钢结构支撑，塑造出形式美观，设计合理的膜结构，在当今世界范围内的建筑环

境设计中占有举足轻重的地位。

1、娱乐空间

近年来，随着建筑空间观念的日益深化以及科学手段的不断提高，“回归自

然”、“沐浴自然之温馨”已是现代建筑环境学发展的主流。室内外的视线越来

越模糊，出现了许多亦内亦外、相互渗透的不定空间，如：天井、四季厅、动植

物园、体育、文化娱乐场所等。由于膜材的光透性，白天阳光可以透过膜材形成

慢射光，使室内达到和室外几乎一样的自然效果，因此膜结构能创造出与自然环

境相媲美的空间形式。

2、标志性小品

一个城市的中心区反映一个城市的地理风貌和民族风情，同时，也是一个城

市文化发展程度的标志。而景观设计要求其具有广泛的可读性、雅俗共赏，既有

超凡脱俗的艺术价值，又能使大众喜闻乐见与大众息息相通。膜结构以其鲜明的

个性和标识性，应用于城市小品设计中。

3、绿色漫步道

近年来，在人口密集的大城市，在居住区周边配置绿色空间并有人行步道。

居民可以在不受车辆的影响下，在居住区附近的街心地带轻松愉快地散步、休憩，

而感到十分惬意。在绿色空间中构造一座膜小品，即生动的美化了环境——如同

广阔绿洲中的点点白帆，又有很强的功能性——人们可以在行走之暇小憩一会

儿。

4、商业街

商业街在城市中占有相当大的比重。商业街的建筑与环境是城市文明的窗

口，代表着物质文明和精神文明的水平，同时，也是景观环境的重要组成部分。

膜结构轻巧别致极具现代化风格，且易于安装移动，在商业街设计中得以广泛应

用。

5、建筑入口

建筑入口使城市公共空间与建筑空间相邻的界面，成为城市空间的组成部

分。它是人们视觉最先接触的部分，因此，除了功能以外，还应有很强的标识性，

并能体现建筑的个性，是建筑环境和城市景观的重要组成部分。由于膜结构独特

的造型是其他结构类型无法比拟的，故成为近来建筑入口经常采用的形式。

6、步行街

利用膜结构轻巧，别致的造型建造各种半封闭，全封闭的不行空间，使其形

成全天候的建筑空间，提供防风雨，防日晒等人工环境，并有较好的标识招揽效

果，因此是步行街改造和新建的绝佳选择。

7、停车场

随着都市现代化步伐的加快，汽车成为任何一个都市不可缺少的交通工具。

我国由于汽车工业高速发展，城市的汽车拥有量成倍上升，但城市建设规划没能

尽快适应这一发展的要求，常常是车无停放之地。所以在建设群规划时就应充分

考虑停车场的问题，把停车场的建设和规划当成现代城市建设规划的重要组成部

分，变得越来越重要。同样，膜结构在停车场建设中也担当重要角色。

生活在现代都市的人们已经从过去以谋生为目的的社会行为走上了以“乐

生”为目的的新台阶，在精神上追求健康向上，愉快和富有人性的文化环境。现

代建筑环境是现代城市，现代文化与社会，现代人的生活和观念的综合表象。在

展现人的个性化，自娱性和多元性环境空间方面，膜结构以其独具魅力的建筑形

式，必将会在环境建设中得到越来越广泛的应用。

膜结构建筑中最常用的膜材料有PTFE膜材料和PVDF膜材料两种。PTFE膜材料

是指在极细的玻璃纤维编织成的基布上涂覆PTFE（聚四氟乙烯）而形成的复合

材料。PVDF膜材料是指在聚脂纤维编织的基布上涂覆PVC（聚氯乙烯）后再加版

100%PVDF（聚偏氟乙烯）表面涂层而形成的复合材料。

PTFE膜材的最大特点是强度高、耐久性好、防火难燃、自洁性好，不受紫

外线影响，使用寿命在25年以上。具有高透光率，透光率为13%,对热能反射率

73%，热吸收量很少。正是因为这种划时代的膜材料的发明，使膜结构建筑成为

现代化的永久性建筑。

PVDF膜材由于自洁性良好、价位适中、运输安装方便，更广泛应用于各类

建筑领域。

◇ 声学性能

一般膜结构对于低于60Hz的低频几乎是透明的，对于有特殊吸音要求的结

构可以采用具有FABRASORB装置的膜结构，这种组合比玻璃具有更强的吸音效

果。

◇ 保温性能

单层膜材料的保温性能与砖墙相同，优于玻璃。同其他材料的建筑一样，膜

建筑内部也可以采用其他方式调节其内部温度。例如：内部加挂保温层，运用空

调采暖设备等。

◇ 防火性能

如今广泛使用的膜材料能很好地满足对于防火的需求，具有卓越的阻燃和耐

高温性能，达到法国、德国、美国、日本等多国标准。

◇ 力学性能

中等强度的PVC膜：其厚度仅0.61mm，但它的拉伸强度相当于钢材的一半。

中等强度的PTFE膜：其厚度仅0.8mm，但它的拉伸强度已达到钢材的水平。 膜

材的弹性模量较低，这有利于膜材形成复杂的曲面造型。

◇ 光学性能

膜材料可滤除大部分紫外线，防止内部物品褪色。其对自然光的透射率可达

25%，透射光在结构内部产生均匀的漫射光，无阴影，无眩光，具有良好的显色

性，夜晚在周围环境光和内部照明的共同作用下，膜结构表面发出自然柔和的光

辉，令人陶醉。

◇ 自洁性能

PTFE膜材和经过特殊表面处理的PVC膜材具有很好的自洁性能，雨水会在其表

面聚成水珠流下，使膜材表面得到自然清洗。

ETFE是Ethylene（乙稀）、Tetra（四）、Flour（氟）、Ethylene（乙稀）四

个英文的缩写。ETFE膜材料没有任何布基，仅由一层乙稀四氟乙稀薄膜构成，

乙稀氟乙稀本身具有很好的化学稳定性，不需要任何其它的面层保护。

一般来说ETFE膜材料使用寿命在30年以上，具有很好的自洁性，耐火A1

级，根据膜材料厚度(0.012mm~0.5mm)不同其抗拉强度在45 N/mm2 ~ 60N/mm2

之间，透光率在95%左右。

乙烯-四氟乙烯共聚物，耐擦伤性、耐磨性、耐高温、耐腐蚀，绝缘性、高

安全性材料。超轻重量：膜材薄轻。抗震性优越，施工便利。

耐久性好：气候适应：-200~150摄氏度，15年以上恶劣气候，力学和光学性能

不改变。

抗拉强度高：破断伸长率达300%以上。高安全性：阻燃材料，熔后收缩但无滴

落物。如遇火灾其危害性较小，冰雹气候，即使玻璃碎了，ETFE也仅留下小小

凹痕。表面非常光滑，极佳自洁性能，灰尘、污迹随雨水冲刷而除去。

ETFE膜达到B1、DIN4102防火等级标准，燃烧时也不会滴落。且该膜质量很轻，

每平方米只有0.15-0.35公斤。这种特点使其即使在由于烟、火引起的膜融化情

况下也具有相当的优势。

根据位置和表面印刷的情况，ETFE膜的透光率可高达95%。该材料不阻挡紫

外线等光的透射，以保证建筑内部自然光线。通过表面印刷，该材料的半透明度

可进一步降低到50%。根据几何条件及膜的层数，其K值可高达2.0W/m²K。耗能

指数以一个三层印刷的膜为例可达到0.77。

由于其优秀品质，ETFE膜几乎不需日常保养。可对其由于机械损坏的屋顶

进行简单检查（一年一次为宜），并根据需要就地维修。同时也可检查通风系统，

更换过滤装置。

ETFE膜完全为可再循环利用材料，可再次利用生产新的膜材料，或者分离

杂质后生产其它ETFE产品。

施工工序

1.基础及承重钢构

工程

2.搭设脚手架 3.现场除锈打磨

4.钢结构的拼装 5.喷刷面漆 6.钢构件吊装

7.膜材吊装 8.压膜边 9.帽口固定

10.工程竣工