膜结构建筑的声学设计膜结构建筑声学设计通常集中围绕两方面的声学品质进行。第一，如何屏蔽外部噪声对建筑内部的影响；第二，建筑内部轮廓对回声作用与混响时间影响。噪声与回声需要考虑的因素截然不同，但两者必须同时考虑，并评价建筑声环境综合品质。1.内部回声回声时间与建筑内部体积成正比，与内表面吸声率成反比。好的语音品质要求回声时间短，从而避免声波间的相互干扰，这对小型会议室一般不会有困难，但大型闭合的建筑空间有效解决这一问题非常困难，如体育馆、室内田径场、水上活动中心、体育场等。降噪系数（NRC）可非常方便的表征建筑膜吸声率。一般膜屋顶或顶棚对63H2以下低频噪声是透明无阻的，此频段声波的回声可很好控制。因此，图3-31a所示给出了美国化学织物公司（Chemfab）PTFE声学衬膜对63Hz以上八度音不同波段中心频率的噪声降低系数（吸声系数）NRC为0.65。图3-31b所示为PTFE单层膜、双层膜和单、双层玻璃的隔声比较。膜结构图3-31膜材吸声隔声性能图大型膜结构建筑或有特殊要求的膜结构建筑空间，可采用增加吸声内衬膜设计方案。组合膜屋顶、顶棚的降噪系数显著高于单层覆盖膜的降噪系数，衬膜吸声量占绝大部分，而普通镀膜涂层的光面膜吸声量很小。声学内衬膜可显著降低建筑内部空间回声，具有比一般镀膜玻璃硬表面更优异的吸声率。美国Chemfab公司的（PTFE?/GF膜）已被广泛应用于许多大型建筑里进行建筑回声问题处理，包括膜结构建筑和传统建筑。其他厂家PTFE内膜也具有相似的性质和应用领域，如美国TaconicSolusTM,400SWL、500SGL，日本中兴化成的FGT-250,德国Du-raskinTMB18909、B18656。另外，还有价格较低，但仍具有较高吸声系数的PVC内膜。根据建筑设计的总体规划、功能、经济预算，选择最优性价比的膜设计方案：1）双层膜方案。PVC外膜加PVC内膜、PTFE外膜加PVC内膜、PTFEE外膜加PTFE内膜，内衬膜主要控制吸声指标，外膜以建筑耐久性、结构性为主。2)双层膜加隔声层方案。注意隔声材料与隔热保温材料兼容性，以及与透光率的协调。3)PTFE、PVC单层膜方案。2.外部噪声隔离首先考虑膜结构的朝向和位置，以便最大限度地降低噪声渗人。除建筑物的位置外还应考虑隔声设施的设计，以降低地面传输的常见噪声，并将噪声源和结构隔开。一般情况下，将声源与建筑物之间的距离每增加一倍，噪声降低6dB，而利用灌木丛屏障噪声只能降低0.4dB，以至可以忽略不计。增加膜的层数、控制夹层厚度以及必要时在膜层上附重都是提高降噪效果的可用方法。需要仔细考虑膜结构的连接技术，确保其密闭性，降低通过空气传播的噪声从缝隙中渗人的可能性。要同时保证在采取这些措施时不应使建筑物的热工性能受到影响。与大多数建筑声学的处理一样，将配套设施和其他噪声源发出的噪声从结构中分离是十分重要的。最后，室内吸声面的认真设计也很重要，因为吸声技术有助于减弱室内背景噪声的影响高强度低纱聚酯丝及优质PVC涂膜结构车棚层高强度低纱聚酯丝除具备抗拉强度高、曲挠性好、轻薄韧等特点外，还具备抗撕裂、耐折、耐膜结构车棚磨、耐油、无毒卫生、气密性好等特点。优质的PVC涂层改进了传统涂层材料表面特性，具有优良的抗污染能力，能保持长久清洁，膜结构车棚增强抗氧性能，防止PVC老化，延长使用膜结构车棚寿命。2、UV光固化处理环境工程膜材，运用先进的UV光固化处理技术，可提高有机涂层的户外耐久性，UV吸收剂还起到外用光滤剂的作用，可阻止有害日光辐射进入涂层基材。有效提升有机材料耐老化性能，在高低温下均能保持稳定的物理性能，具备酸碱条件下的化学稳定性。大大提升了材料在强腐蚀，强酸碱，盐雾等恶劣条件下的使用寿命。3、沼气工程学针对沼气工程特点，海德斯研发的沼气专用系列膜结构车棚膜材，其耐腐蚀性能强，气密性好，抗老化膜结构车棚，抗风载，耐H2S、耐紫外线、阻燃、自洁，可解决防腐难、冬季防冻问题，是单/双膜气柜的理想用材。这种柔性气柜在大中型沼气工程膜结构车棚中得到了广泛应用，它基础费用低，占地少，运行管理和维修方膜结构车棚便，维修费用低，无污水产生，储气压力稳定，寿命长达15-20年，使用过程中操作方便，是提供可循环利用的，清洁、环保型能源的有效方式之一。主要应用范围：（1）养殖场、水处理、垃圾处理等领域的沼气回收贮存；（2）化工、炼化、冶金等领域低压腐蚀性气体贮存。4、污水及液态化学品处理海德斯(heytex)膜材采用高品质的低纱高密度聚酯丝(HTPE膜结构车棚SLOWWICK)，粘合层中加入优良高效的防毛细、防霉助剂，彻底消除了膜材因侧渗而产生的发霉，脱落等现象。5、独特的改性PVDF涂层膜材在PVDF涂层上添加了特殊的改性助剂，既提高了膜材的自洁性能又能直接焊接，同时，改性助剂与PVC层内添加剂协同作用，使PVDF与PVC涂层的结合更加牢固，不易剥离,不再需要涂覆底料层。双面PVDF自洁层不仅对膜材顶面有优秀的保护作用，而且对底面也具有优良的保护作用。6、优良的抗菌、防霉性能依据生活及城市污水处理的特点，海德斯专门研发并生产相关膜材。在污水处理工程中，大量的使用请薄韧，耐磨，耐腐的膜结构车棚膜材，是经济实用，事半功倍的方法之一。液态化学品的存储，一直是个难题，海德斯膜材以其耐折，耐磨，耐油，气密性好，耐腐，防酸碱的特点，可作为理想的贮运容器。若何才干够让膜构造修建的构造域外形完满的表现出来。膜构造是具有特定功用的修建，它可以经过立意自得表达，膜构造膜构造车棚共同外形表现了修建本身的美感，膜构造车棚优异的膜构造设计是构造与外形的无机交融，使其显得鹤立鸡群，同时与天然情况，汗青及古代的城市景不雅无机连系。膜膜构造车棚构造可在多处范畴应膜构造车棚用，例如膜构造雨棚，膜构造充气篷，吸音膜构造，充气膜构造等。膜构造因为自身是轻型构造，所以可算作是年夜型的雕塑作品，可为其周边空间增添生机，成为四周情况的增补和核心。也可知足从遮阳构造到功用复杂的年夜型修建等很多分歧的膜构造修建功用要求。并形状极具显示力且关于有些功用要求只要膜构造才膜构造车棚是最膜构造车棚为合适的。在少量的膜构造修建中，膜材的透光性尤其主要，如PTFE膜材的透光率约为8-18%，PVC膜材的透光率约为6-13%，TENARA膜材和ETFE膜材的透光率更膜构造车棚高。在阳光的照射下，因为漫散射的感化，修建物外部亮堂，在白昼平日不需求照明。膜构造车棚这一特点使得膜膜构造车棚构造特殊合用于膜构造体育设备、展览厅和庭院等对采光要求膜构造车棚较高的膜构造修建。1970年日本大阪万国博览会上的美国馆和富士馆均采用了张拉膜结构建筑材料，在建筑行业引起了不小的轰动。在随后的几十年，建筑膜结构得到了迅猛的发展。膜结构大部分由钢材和索膜结构构成，与结构相结合的膜材也逐渐走向功能化、智能化。膜结构材具有造型轻巧自由、美观；透光、节能、环保，优良的阻燃性能；防污自洁性能；安全、寿命长等优点。基于这些优点，建筑膜材脱颖而出，膜结构被称为“21世纪的建筑”，应用于大型体育场馆、入口廊道、购物场、***、停车场、展览会场、植物观光园等建筑。目前建筑膜材广泛认可的标准是日本JISA-93所规定的A、B、C三类，是根据其防火性能的优劣来划分的。A类最好，以玻璃纤维织物为基材涂PTFE而成；B类次之，以玻璃纤维织物为基材涂PVC而成；C类是三类中最次的，以聚酯（涤纶）织物为基材涂PVC而成。按涂层材料分，有聚四氟乙烯（PTFE）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚氟乙烯（PVF）、聚氯乙烯（PVC）、聚氨酯（PU）、橡胶等。PTFE建筑膜材。PTFE膜材是在超细玻璃纤维织物上涂以聚四氟乙烯树脂而成的材料。这种膜材有较好的焊接性能，有优良的抗紫外线、抗老化性能和阻燃性能。另外，其防污自洁性是所有建筑膜材中最好的，但柔韧性差，施工较困难，成本也十分惊人。在盖格公司领导下，美国的杜邦公司、康宁玻纤公司、贝尔德建筑公司、化纤织布公司共同开发永久性膜材。其加工方法是把玻纤织物多次快速放入特氟隆熔体中，使织物两面皆有均匀的特氟隆涂层，使永久性的PTFE膜正式诞生。此后永久性膜结构正式在美国风行，许多学者对膜结构进行了深入的研究。20年后跟踪检测结果表明，这种膜材的力学性能与化学稳定性指标只下降了20%~30%，颜色也几乎没变，膜的表层光滑，具有弹性，大气中的灰尘、化学物质微粒极难附着与渗透，经雨水冲刷建筑膜可恢复其原有的清洁面层与透光性，这足以显示出PTFE膜材的强大生命力和广阔的市场前景。目前国外对这种膜材的开发和应用比较成熟，生产厂家也很多，如德国Mehler公司、Verseidag公司，日本Taiyoko-gyo公司、中兴化成工业株式会社、美国Chemfab公司、沙特阿拉伯ObeiKan公司等。国内有宁波天塔聚氟玻纤有限公司和泰州维维高分子有限公司等。玻纤PVC建筑膜材。这种膜材开发和应用得比较早，通常规定PVC涂层在玻璃纤维织物经纬线交点上的厚度不能少于0.2mm，一般涂层不会太厚，达到使用要求即可。为提高PVC本身耐老化性能，涂层时常常加入一些光、热稳定剂，浅色透明产品宜加一定量的紫外吸收剂，深色产品常加炭黑做稳定剂。另外对PVC的表面处理还有很多方法，可在PVC上层压一层极薄的金属薄膜或喷射铝雾，用云母或石英来防止表面发粘和沾污。玻纤有机硅树脂建筑膜材。有机硅树脂具有优异的耐高低温、拒水、抗氧化等特点，该膜材具有高的抗拉强度和弹性模量，另外还具有良好的透光性。美国欧文斯克宁公司开发的Vestar膜材就采用这种树脂对玻璃纤维布涂覆而制成的，目前这种膜材应用的不多，生产厂家也较少。玻纤合成橡胶建筑膜材。合成橡胶（如丁腈橡胶，氯丁橡胶）韧性好，对阳光、臭氧、热老化稳定，具有突出的耐磨损性、耐化学性和阻燃性，可达到半透明状态，但由于容易发黄，故一般用于深色涂层。膨化PTFE建筑膜材。由膨化PTFE纤维织成的基布两面贴上氟树脂薄膜即得膨化PTFE建筑膜材。由于它的造价太高，一般的建筑考虑到成本和性能两方面，很少选用这种膜材，目前国外的生产厂家也不多。ETFE建筑膜材。由ETFE（乙烯-四氟乙烯共聚物）生料直接制成。ETFE不仅具有优良的抗冲击性能、电性能、热稳定性和耐化学腐蚀性，而且机械强度高，加工性能好。近年来，ETFE膜材的应用在很多方面可以取代其他产品而表现出强大的优势和市场前景。这种膜材透光性特别好，号称“软玻璃”，质量轻，只有同等大小玻璃的1%；韧性好、抗拉强度高、不易被撕裂，延展性大于400%；耐候性和耐化学腐蚀性强，熔融温度高达200℃；可有效的利用自然光，节约能源；良好的声学性能。自清洁功能使表面不易沾污，且雨水冲刷即可带走沾污的少量污物，清洁周期大约为5年。另外，ETFE膜可在现成预制成薄膜气泡，方便施工和维修。ETFE也有不足，如外界环境容易损坏材料而造成漏气，维护费用高等，但是随着大型体育馆、游客场所、候机大厅等的建设，ETFE更突显自己的优势。目前生产这种膜材的公司很少，只有ASAHIGLASS（AGC）、日本旭硝子、德国科威尔等少数几家公司可以提供ETFE膜材，这种膜材的研发和应用在国外发达国家也不过十几年的历史。刚刚竣工的北京奥运会场馆“鸟巢”和“水立方”膜结构采用ETFE膜材，是目前国内最大的ETFE膜材结构建筑，膜材采用进口产品。“鸟巢”采用双层膜结构，外层用ETFE防雨雪防紫外线，内层用PTFE达到保温、防结露、隔音和光效的目的。“水立方”采用双层ETFE充气膜结构，共1437块气枕，每一块都好像一个“水泡泡”，气枕可以通过控制充气量的多少，对遮光度和透光性进行调节，有效地利用自然光，节省能源，并且具有良好的保温隔热、消除回声，为运动员和观众提供温馨，安逸的环境。目前国内膜结构发展振奋人心，随着一些大型体育馆、候机大厅等建设以及2010年上海世博会和广州亚运会等国际盛会的举办，为我国张拉膜结构的发展带来了机遇和挑战。尤其在膜材方面，我国起步晚，技术水平低，大部分膜材还主要依靠进口。PTFE、PVC和表面改性的PVC、ETFE等膜材是市场的主流，应用比较广泛。我国已有PTFE膜材的自主知识产权，性能也基本达到国外同类产品的要求。很多公司、科研单位以及高校都在进行PVC表面涂层材料的研究，如PVDF、纳米TiO2表涂剂等的研究已初见成效，另外在表面防污自洁处理方面的研究如仿生荷叶构筑微粗糙表面也开始起步。在引进世界一流的生产设备和工艺技术的同时，加紧消化吸收并改进创新，尽快开发适合我国市场需求的膜材表面处理技术，对提升我国整个产业用纺织品产品档次和市场竞争力都具有重要意义。)