气膜煤棚的优势.doc

大跨斜向正交索网加劲的充气膜结构的优点充气膜结构，也叫充气结构，是在高分子复合膜材形成的密闭空间中注入空气并保持一定的室内外压差，使膜面受拉以保证刚度，同时维持形态并抵抗外部荷载的结构形式。单纯的充气膜结构抵抗风雪等荷载的可靠性稍差，所以不适用于大跨的永久性建筑；但是加设了加劲索的充气膜结构则克服了上述缺陷，这其中斜向正交索网加劲的充气膜结构因为其优越的刚度特性和受力性能在国外和国内得到了广泛的认可和使用，并得到了诸多实际工程的验证。截止目前，在世界范围内还没有斜向正交索网加劲的充气膜结构使用中破坏和塌落的先例。由于膜材的自重轻(仅1kg/m2左右)，再加上高强钢索的采用，使得斜向网格加劲充气膜结构的受力体系直接、简洁、合理，非常适合于中部无支承的大跨度结构体系，目前可以实现的最大跨度为150-180米。因此，该种结构不但在体育场馆、展览中心、商业、交通服务设施中得到了应用，也在仓库、仓储、施工、工业生产厂房等方面得到了相当的应用，仅在北美就有多个储煤棚采用了该种结构，并正常运行了数十年。因此我们在神华集团的乌海巴彦淖尔煤化工项目的煤棚中，采用了该种建筑结构形式。和以往的煤棚结构相比，斜向正交索网加劲的充气膜煤棚有以下的优点：1 节能环保表面涂有PVDF的膜材具有较高的热反射率和散热率，热传导率低，是国内外膜建筑界推荐使用的最佳节能环保材料。单层膜材料的保温性能与190mm厚砖墙相同，其保温性能优越。在同等室内面积下，充气膜结构只需传统结构约 25% 的空调能耗，就可达到同样的制冷和供暖效果。即使对于不采暖和隔热的建筑，因为膜材的保温性能也能使得建筑内的气温达到冬暖夏凉的目标，增加了建筑的舒适度水平，使得在内蒙冬季严寒的外部环境下，无需对机械设备做特殊的保暖处理，就可以满足机械和车辆的正常运转。膜材对自然光的透射率达25%，透射光在结构内部产生均匀的漫射光，无阴影、无眩光，无死角，这样在外界光线条件较好的情况下，室内不需要辅助照明，大大减少了照明能耗。即使室内照明时，漫反射也使室内灯光照明做到省电高效，而且保证了夜间生产的安全。气膜式储煤场全封闭的特性很好的满足了储煤场的环保要求，极大地阻断了煤尘的传播，这一点是其他建筑体系无法比拟的，这也是充气膜储煤棚能唯一达到北美生态景区环保要求的根本原因。在膜材和索的加工、制作和施工过程中没有建筑垃圾输出，现场无噪声，无环境污染。2 安全性能高斜向正交网状钢缆加劲的充气膜结构具有较大的纵横向刚度，可以抵御高达67m/s的飓风和超过250kg/m2的积雪，并保证了荷载下的变形不影响正常使用，其安全性能远远超过其它加劲形式的充气膜结构。膜材表面加涂的防护涂层(如PVDF、PTFE、ETFE等)，具有耐高温的特点，阻燃性能优越，明火离开后0.3秒内自熄，其卓越的阻燃和耐高温性能，达到中国、美国、日本、法国、德国等多国标准。充气膜煤棚的内部空间大，根据国外资料，大容积的气膜式储煤场，内部空间环境类似室外。即使局部有可燃气体产生，其浓度难以达到可燃可爆的条件，进一步加强了煤炭生产的安全性。在气膜有局部破损且无气压补偿的情况下，气膜的塌落需要很长的时间。根据设备供应方深圳博德维建筑工程有限公司的实验，将进入气膜的进出口全部敞开，气膜结构从正常运行的状态塌落到离地面2m的高度需要10小时的时间，这点很好的保证了气膜的安全性。对于正常运行中万一出现的局部损坏或更换，在损坏修补完成之前，室内智能自控系统会自动增加送风量，保证主体建筑结构安全。3造价低中等强度的PVC膜，其厚度仅0.75mm，但它的拉伸强度相当于钢材的一半，因此充气膜结构的自重很轻，屋面重量仅为常规钢屋面的三十分之一，这一方面使得该种结构非常适用于大跨中部无支承建筑，另一方面大大降低了基础的造价。相对于大跨纲结构和框架膜结构煤棚，斜向正交网格加劲的充气膜结构，在建设成本上有着明显优势。一般情况下比传统的钢架结构，要节约35%-55% 的建设投入，也比钢结构骨架膜节省约20%的造价。4 施工周期短、易维护大跨充气膜结构煤棚所有膜材和加劲索的加工和制作均在工厂和车间内完成，通过集装箱运抵作业现场，在现场只进行安装作业。这样不仅可减少现场作业时间，避免出现施工交叉，而且相对传统建筑工程大大缩短了工期。从设计、设备采购到加工，两三个月内能够完成加工制作。运抵现场后，一般只需10天就可将主体建筑安装完毕。钢结构储煤场的结构构件在高污染环境下须35年重新涂刷防腐涂料，57年更换彩钢板围护，总维护费用要占到原投资1/3。而建筑膜材耐各种强酸强碱腐蚀，耐老化，在25年使用期内零维护。5 适应性强、耐久性好现在的充气膜结构利用高科技的膜材，具有高强度，耐老化的优点。可以在严寒的低温以及酷热的高温天气下安全运行几十年，不管在寒冷的阿拉斯加还是炎热的赤道附近，都可见到充气膜的身影。PVDF涂层的膜材，在酸、碱等化学环境及紫外线照射下性能稳定，其正常的工作温度为-40160，寿命可以达到20-25年。因为气膜结构的支座反力主要为向上的拉力和水平力，所以该种结构对地基的承载力要求低，可建在比较差的地质条件下，例如：填方区、永久冻土、软土、湿隐性黄土等场地 。6良好的自洁性和耐久性经过特殊表面处理的膜材具有很好的自洁性能，落到膜材表面的灰尘能被雨水冲刷而达到自洁的效果。7 高科技智能建筑一个完整的充气膜煤棚结构，除了加劲索、膜材和空气构成的封闭空间以外，还需要通风智能控制的通风设备根据实际需要进行加压、减压的操作；同时也需要消防系统的智能反应，以保证工业生产的顺利进行，所以这次索网加劲的充气膜结构具有以下功能：1）由PC自动维护系统控制气膜建筑正常运行各项指标。2）中央控制系统根据外界风、雪环境变化自动调节建筑内部压力。3）所有机电设备集成化设计，可实现远程控制。总之，斜向正交索网加