Основні характеристики архітектурної мембранної конструкції

Характеристики мембранної структури як будівельної системи в основному залежать від її унікальної форми та характеристик самого матеріалу мембрани. Саме завдяки цьому мембранна структура може створювати дизайнерські рішення, яких неможливо досягти традиційними будівельними системами.
Легкий
Причина, чому розтягнута конструкція має невелику власну вагу, полягає в тому, що вона покладається на попередньо напружену форму, а не на матеріали для підтримки стабільності конструкції. В результаті його власна вага набагато менша, ніж у традиційних будівельних конструкцій, але він має хорошу стабільність. Архітектори можуть використовувати його характеристики легкої ваги та великого прольоту для проектування та організації структурних деталей, а також органічно уніфікувати його легкі та стабільні структурні характеристики.
Світлопроникність
Світлопроникність є однією з характеристик сучасних мембранних конструкцій. Світлопроникність мембранних матеріалів може забезпечити необхідне освітлення будівель, що дуже важливо для енергозбереження будівлі. Це особливо важливо для деяких комерційних будівель, які вимагають більше світла та високої яскравості. Завдяки комплексному використанню природного та штучного освітлення пропускна здатність мембранних матеріалів може забезпечити більший естетичний простір для архітектурного дизайну. Вночі світлопроникність перетворює структуру мембрани на світлову скульптуру.
Світлопроникність мембранних матеріалів визначається їх основним волокном, покриттям і кольором. Спектральний коефіцієнт пропускання стандартних мембранних матеріалів становить від 10% до 20%, деякі мембранні матеріали можуть досягати 40%, а деякі мембранні матеріали є непрозорими. Пропускання мембранних матеріалів і вибір кольору світла можна регулювати кольором покриття або кольором поверхневого шару.
Завдяки відповідній комбінації мембранних матеріалів і напівпрозорих теплоізоляційних матеріалів багатошарова мембрана, що містить теплоізоляційний шар, може бути напівпрозорою. Навіть якщо спектральний коефіцієнт пропускання становить лише кілька процентних пунктів, мембранна покрівля все одно сяє та напівпрозора для людського ока, виглядаючи як легка покрівля.
Гнучкість
Натяжні мембранні конструкції не є жорсткими і деформуються під дією вітрових або снігових навантажень. Структура мембрани адаптується до зовнішнього навантаження шляхом деформації. У цьому процесі радіус кривизни поверхні мембрани в напрямку навантаження буде зменшуватися, поки вона не зможе більш ефективно протистояти навантаженню.
Гнучкість розтяжної структури дозволяє їй створювати великі зміщення без остаточної деформації. Пружні властивості та рівень попереднього напруження матеріалу мембрани визначають деформацію та відгук структури мембрани. Гнучкі характеристики адаптації до природи можуть надихнути людей на натхнення в архітектурному дизайні.
Різні мембранні матеріали мають різну гнучкість. Деякі мембранні матеріали є надзвичайно гнучкими і не тріскаються чи ламаються через згинання. Такі матеріали є основою і передумовою для ефективної реалізації рухомих і розгорнутих конструкцій.
Скульптурне відчуття
Унікальна вигнута поверхня розтяжної мембранної структури надає їй сильного скульптурного відчуття. Поверхня мембрани досягає власного балансу завдяки натягу. Відчуття рівноваги підйомів і опусків негативної гауссової поверхні мембрани робить більшу структуру схожою на те, що вона легко ширяє між небом і землею, ніби вона уникла обмежень гравітації. Ця скульптурна текстура захоплює як у приміщенні, так і на вулиці.
Розтяжні мембранні конструкції дозволяють архітекторам проектувати різноманітні самоврівноважені натягом складні та яскраві просторові форми. Оскільки світло змінюється протягом дня, скульптурна структура мембрани представляє різні форми через світло та тінь. На сході та заході сонця світло з низькими кутами падіння підкреслить кривизну та рельєфність даху. Коли сонце знаходиться в апогею, обтічна межа мембранної структури відкидає вигнуту тінь на землю. Використовуючи світлопроникність і відбивну здатність матеріалу мембрани, розроблене штучне освітлення також може зробити структуру мембрани світловою скульптурою.
Безпека
Конструкція легкої розтяжної мембрани, розроблена відповідно до існуючих національних стандартів і рекомендацій, має достатню безпеку. Легкі конструкції можуть зберігати хорошу стійкість під час горизонтальних навантажень, таких як землетруси.
Оскільки легка конструкція мала вагу, навіть якщо трапиться випадковий обвал, її небезпека менша, ніж у традиційних будівельних конструкцій. Коли структура мембрани розривається, якщо структурне розташування може гарантувати, що жорсткі опорні елементи, такі як щогли та балки, не зруйнуються, небезпека буде ще меншою.
Гнучкість структури мембрани дозволяє їй максимально сприятливо витримувати навантаження при будь-якому навантаженні. Звичайно, план і форма конструкції повинні бути розроблені та скориговані відповідно до умов навантаження. Конструкція повинна гарантувати, що поверхня мембрани та її допоміжна структура працюють узгоджено, щоб уникнути концентрації сили на поверхні мембрани чи допоміжної конструкції для досягнення критичного значення структурного пошкодження.
функція
Завдяки характеристикам розтяжної мембранної структури, вона може задовольнити багато різних архітектурних функціональних вимог, від простих затінюючих конструкцій до великих будівель зі складними функціями, і для деяких функціональних вимог вона є єдиною, яка найбільше підходить.
Виразна архітектурна форма
Будівлі зі спеціальними функціями можуть бути виражені через наміри, а унікальний зовнішній вигляд структури натяжної мембрани відображає природну красу самої будівлі.
Самі ці архітектурні форми та традиційні будівлі, які з ними узгоджуються, є цікавими пам’ятними спорудами на місцевості. Чудовий дизайн мембранної структури - це органічне поєднання структури та зовнішнього вигляду, що виділяє її та органічно поєднується з природним середовищем, історією та сучасним міським ландшафтом.
Легкі конструкції можна розглядати як великі скульптури, які можуть додати життєвої сили навколишньому простору, стати доповненням і акцентом навколишнього середовища.
Стійкі до впливу погоди
Важливою функцією мембранної покрівлі є протистояння впливу різних погодних умов (таких як сонце, дощ, вітер і сніг тощо) на свій внутрішній простір і збереження комфорту всередині будівлі. При виборі форми та матеріалу поверхні мембрани слід враховувати всі можливі погодні умови, а також максимально використовувати пасивні методи, такі як сама будівля, щоб зменшити споживання енергії.
В якості екрануючої конструкції можна використовувати пористі мембранні матеріали. Він може контролювати пропускання та відображення світла, щоб у кімнаті було розсіяне світло, і сприяти природній вентиляції, щоб температура даху була такою ж, як температура навколишнього середовища, і уникати спадного теплового випромінювання.
Щоб протистояти вітру та снігу, форма поверхні мембрани повинна забезпечувати плавний і зручний дренаж і уникати утворення водяних кишень або накопичення снігу на ній. Під час монтажу та фази формування перед попереднім напруженням структура мембрани, що розтягується, дуже чутлива до цих навантажень. Для відводу дощової води мембрана та з’єднання повинні бути герметичними та водонепроникними, а краї мембрани також мають бути спеціально деталізовані, щоб запобігти потраплянню дощової води в приміщення.
Мобільність і тимчасовий характер
Ще одна видатна перевага порівняно з іншими конструкціями полягає в тому, що легка конструкція має регульований вплив на навколишнє середовище. Він також має дві важливі характеристики, а саме мобільність і гнучкість.
Конструкцію можна неодноразово демонтувати та перебудовувати в різних місцях, що забезпечує рухливість розтяжної мембранної конструкції. Тут поєднується кочова та осіла архітектура. М'якість мембрани полегшує її транспортування та швидку збірку, а в простої вона займає дуже мало місця. Ця характеристика робить мембранну конструкцію дуже придатною для тимчасових рухомих будівель, особливо коли трапляються раптові стихійні лиха або надзвичайні ситуації, коли потрібна притулок для великої кількості людей за короткий проміжок часу.
З іншого боку, на додаток до комфорту, порівнянного з постійними будівлями, рухомі мембранні конструкції також вводять нову концепцію в будівельній галузі, тобто відокремлення власності на будинки від власності на землю. Будівлі тепер не нерухомі, а рухливі. Ця мобільність і багаторазове використання мають велике значення для прискорення розвитку сучасних міст і трансформації архітектурних функцій у певних особливих областях.
Можливість розширення та адаптивність
Структури, що розширюються, можна розглядати як створену людиною адаптивну систему, яка, як і багато природних організмів, може змінювати свою форму відповідно до потреб. Їхнє просторове розташування та реакція на зміни погоди є гнучкими та адаптивними. Активного енергозбереження можна досягти шляхом контролю природного освітлення та внутрішньої температури. Розширювані конструкції можуть бути відкритими або закритими, а їх гнучкість дозволяє змінювати властивості простору. Елегантне ковзання ретельно розробленого розсувного даху втілює гармонію між людиною та природою. Це називається створенням, а повне поєднання легкості та можливості розширення формує концепцію «будиночка без будівництва», який можна реалізувати в будь-який час і в будь-якому місці.