De vigtigste egenskaber ved arkitektonisk membranstruktur

Egenskaberne ved membranstruktur som byggesystem afhænger hovedsageligt af dens unikke form og ydeevnen af ​​selve membranmaterialet. Netop derfor kan membranstruktur skabe designløsninger, som ikke kan opnås med traditionelle byggesystemer.
Letvægts
Grunden til, at spændingsstrukturen har en lille egenvægt, er, at den er afhængig af forspændt form frem for materialer for at opretholde strukturens stabilitet. Som et resultat er dens egenvægt meget mindre end traditionelle bygningskonstruktioner, men den har god stabilitet. Arkitekter kan bruge dens lette og store spændvidde egenskaber til at designe og organisere strukturelle detaljer og organisk forene dens lette og stabile strukturelle karakteristika.
Lystransmission
Lystransmission er en af ​​kendetegnene ved moderne membranstrukturer. Lystransmittansen af ​​membranmaterialer kan give den nødvendige belysning til bygninger, hvilket er meget vigtigt for bygningers energibesparelse. Dette er især vigtigt for nogle erhvervsbygninger, der kræver mere lys og høj lysstyrke. Gennem den omfattende brug af naturlig belysning og kunstig belysning kan membranmaterialernes lystransmission give et større æstetisk skabelsesrum til arkitektonisk design. Om natten gør lystransmission membranstrukturen til en lysskulptur.
Lystransmittansen af ​​membranmaterialer bestemmes af dens basisfiber, belægning og dens farve. Den spektrale transmittans af standardmembranmaterialer er mellem 10% og 20%, nogle membranmaterialer kan nå 40%, og nogle membranmaterialer er uigennemsigtige. Transmittansen af ​​membranmaterialer og valget af lysfarve kan justeres efter farven på belægningen eller farven på overfladelaget.
Gennem den passende kombination af membranmaterialer og gennemskinnelige termiske isoleringsmaterialer kan flerlagsmembranen, der indeholder det termiske isoleringslag, gøres gennemskinnelig. Selvom den spektrale transmittans kun er nogle få procentpoint, er membrantaget stadig skinnende og gennemsigtigt for det menneskelige øje, med udseendet af et let tag.
Fleksibilitet
Trækmembranstrukturer er ikke stive og vil deformeres under påvirkning af vindbelastninger eller snebelastninger. Membranstrukturen tilpasser sig den eksterne belastning ved deformation. I denne proces vil krumningsradius af membranoverfladen i belastningsretningen falde, indtil den mere effektivt kan modstå belastningen.
Fleksibiliteten af ​​trækstrukturen gør det muligt at producere store forskydninger uden permanent deformation. Membranmaterialets elastiske egenskaber og forspændingsniveau bestemmer deformationen og responsen af ​​membranstrukturen. De fleksible egenskaber ved at tilpasse sig naturen kan inspirere folks arkitektoniske designinspiration.
Forskellige membranmaterialer har forskellig fleksibilitet. Nogle membranmaterialer er ekstremt fleksible og vil ikke revne eller knække på grund af foldning. Sådanne materialer er grundlaget og forudsætningen for effektivt at realisere bevægelige og deployerbare strukturer.
Skulpturel sans
Den unikke buede overflade af trækmembranstrukturen giver den en stærk skulpturel følelse. Membranoverfladen opnår selvbalance gennem spænding. Balancesansen af ​​op- og nedture af den negative gaussiske membranoverflade får den større struktur til at se ud som om den svæver let mellem himmel og jord, som om den er undsluppet tyngdekraftens begrænsninger. Denne skulpturelle tekstur er spændende både indendørs og udendørs.
Trækmembranstrukturer giver arkitekter mulighed for at designe en række forskellige spændings-selvbalancerede, komplekse og levende rumlige former. Når lyset ændrer sig i løbet af dagen, præsenterer den skulpturelle membranstruktur forskellige former gennem lys og skygge. Ved solopgang og solnedgang vil lys med lave indfaldsvinkler fremhæve tagets krumning og reliefeffekt. Når solen er på højdepunktet, kaster den strømlinede grænse af membranstrukturen en buet skygge på jorden. Ved at bruge membranmaterialets lystransmittans og reflektivitet kan designet kunstig belysning også gøre membranstrukturen til en lysskulptur.
Sikkerhed
Den lette trækmembranstruktur designet i overensstemmelse med de eksisterende nationale standarder og retningslinjer har tilstrækkelig sikkerhed. Letvægtskonstruktioner kan opretholde god stabilitet under vandrette belastninger såsom jordskælv.
Fordi den lette vægt af den lette struktur er let, selv hvis der sker et utilsigtet sammenbrud, er dens fare mindre end for traditionelle bygningskonstruktioner. Når membranstrukturen er revet i stykker, hvis den strukturelle layout kan sikre, at de stive støtteelementer såsom master og bjælker ikke kollapser, vil faren være endnu mindre.
Membranstrukturens fleksibilitet gør den i stand til at bære belastningen i den mest gunstige form under enhver belastning. Naturligvis skal konstruktionens layout og form designes og tilpasses efter belastningsforholdene. Designet skal sikre, at membranoverfladen og dens hjælpestruktur arbejder i koordination for at undgå koncentrationen af ​​kraft på membranoverfladen eller hjælpestrukturen for at nå den kritiske værdi af strukturelle skader.
Fungere
På grund af trækmembranstrukturens karakteristika kan den opfylde mange forskellige arkitektoniske funktionskrav lige fra simple skyggekonstruktioner til store bygninger med komplekse funktioner, og til nogle funktionskrav er det den eneste, der er bedst egnet.
Ekspressiv arkitektonisk form
Bygninger med specifikke funktioner kan udtrykkes gennem intentioner, og det unikke udseende af trækmembranstrukturen afspejler selve bygningens naturlige skønhed.
Disse arkitektoniske former selv og de traditionelle bygninger, der koordinerer med dem, udgør interessante skelsættende bygninger på jorden. Fremragende membranstrukturdesign er en organisk sammensmeltning af struktur og udseende, som får den til at skille sig ud og organisk integreres med det naturlige miljø, historien og det moderne bylandskab.
Letvægtsstrukturer kan ses som store skulpturer, der kan tilføje vitalitet til det omgivende rum og blive et komplement og fokus for det omgivende miljø.
Modstå vejrets indflydelse
En vigtig funktion af membrantage er at modstå påvirkningen fra forskellige vejrændringer (såsom sol, regn, vind og sne osv.) på dets indre rum og opretholde komforten inde i bygningen. Ved valg af membranoverfladens form og materiale bør alle mulige vejrforhold tages i betragtning, og passive metoder som fx selve bygningen bør så vidt muligt anvendes for at reducere energiforbruget.
Porøse membranmaterialer kan bruges som en afskærmningsstruktur. Det kan styre transmissionen og reflektionen af ​​lys, så rummet har spredt lys, og fremme naturlig ventilation, så tagtemperaturen er den samme som temperaturen i det omgivende miljø og undgå nedadgående varmestråling.
For at modstå vind og sne skal formen på membranoverfladen gøre dræningen glat og bekvem og undgå dannelse af vandlommer eller sneophobning på den. Under installations- og formgivningsfasen før forspænding er trækmembranstrukturen meget følsom over for disse belastninger. For at kunne dræne regnvandet skal membran og samlinger være tætte og vandtætte, ligesom membrankanterne skal være særligt detaljerede for at forhindre regnvand i at trænge ind i rummet.
Mobilitet og midlertidig karakter
En anden enestående fordel sammenlignet med andre strukturer er, at den lette struktur har en justerbar påvirkning af miljøet. Den har også to vigtige egenskaber, nemlig mobilitet og fleksibilitet.
Strukturen kan gentagne gange demonteres og genopbygges forskellige steder, hvilket er mobiliteten af ​​trækmembranstrukturen. Det kombinerer nomadisk og fast arkitektur. Membranens blødhed gør den nem at transportere og nem at hurtigt bygge, og den fylder meget lidt i tomgang. Denne egenskab gør membranstrukturen meget velegnet til midlertidige flytbare bygninger, især når der opstår pludselige katastrofer eller nødsituationer, og der er behov for husly for et stort antal mennesker på kort tid.
På den anden side introducerer bevægelige membranstrukturer, udover komforten, der kan sammenlignes med permanente bygninger, også et nyt koncept i byggebranchen, det vil sige adskillelsen af ​​ejendomsretten til huse fra ejendomsretten til jord. Bygninger er ikke længere faste, men flytbare. Denne mobilitet og genanvendelighed er af stor betydning for at fremskynde udviklingen af ​​moderne byer og transformationen af ​​arkitektoniske funktioner i visse særlige områder.
Udvidelsesevne og tilpasningsevne
Udvidelige strukturer kan ses som et menneskeskabt adaptivt system, der ligesom mange naturlige organismer kan ændre sin form efter behov. Deres rumlige arrangement og reaktion på vejrændringer er fleksible og tilpasningsdygtige. Aktiv energibesparelse kan opnås ved at kontrollere naturligt lys og indre temperatur. Udvidelige strukturer kan være åbne eller lukkede, og deres fleksibilitet giver dem mulighed for at ændre rummets egenskaber. Den elegante glidning af det omhyggeligt designede udvidelige tag inkarnerer harmonien mellem mennesket og naturen. Det kaldes en skabelse, og den fulde kombination af lethed og udvidelsesmuligheder danner begrebet "bygningsfrit hus", som kan realiseres til enhver tid og sted.