什么是气膜建筑

伟勃气膜回答如下：

气膜建筑--采用高分子膜材组成一个密闭空间，且向内补充空气，利用内外的气压差支撑整个结构从而达到设计效果的结构形式。目前市场上充气膜主要有3个类型；

1、气承式：采用高分子膜材与地面组成一个大跨度空间，该空间等高度下气压比外部空间气压大100-500帕斯卡，常用压差200帕斯卡左右。空间内部为人员活动空间，也可以理解为人待在一个大气球内部。通常用于大跨度空间建设，如体育馆、仓储中心、污染土处理覆盖等。一般采用P类膜材-基材聚酯纤维和PVC，表面涂层有PVDF、二氧化硅、PVF等。

2、气肋式：采用膜材加工成柱状封闭空间，向其中充气定型，从而拥有一定强度并做出相应的造型。常用于充气城堡、充气拱门等，很常见。用材有PVC膜材、以及普通布料等。

3、气枕式：采用高分子膜材加工成枕头状固定在已有结构上，并向内补充空气维持造型，特点类似气肋式。代表性建筑-水立方。材料采用ETFE膜材，俗称塑料王。

2006年，北京市朝阳公园网球中心，一个没有任何钢架支撑结构的体育馆吸引了众人的眼球。在那时，这个颇具现代科技感的体育馆一度被理解为一种行为艺术。而十年后的当下，气膜体育场馆对中国而言已不再那么陌生。北京中建恒基工程设计有限公司、国家一级建造师李丹阳甚至用“爆发”二字总结气膜体育场馆在国内的发展。

“密闭”，既是限制，也是优势

向阳不仅是中国气膜建筑发展的亲历者，更是国内结构膜建筑成熟的见证者。现任中国钢结构协会空间结构分会常务理事的他告诉记者，结构膜建筑在中国的起步要远远早于2006年那个时间节点。“应该在1996年左右，国内开始有结构膜建筑。”他回忆说，“气膜建筑只是膜结构建筑的其中一种形式。”

据中国钢结构协会空间结构分会理事长、北京工业大学建筑工程学院院长薛素铎介绍，根据膜材及其相关构件的受力方式，膜结构建筑分为整体张拉式、骨架支承式、索系支承式、空气支承式四种结构，其中空气支承式又分为气承式、气枕式和气肋式三种充气结构。“我们日常所说的气膜体育馆一般是指气承式体育馆。”薛素铎解释说，“同普通建筑相比，气膜建筑有着造价低、设计建造周期短、节能环保和运营维护费用低等优势。”

向阳则把气膜建筑和普通膜结构建筑的区别概括为“密闭与否”。“从本质上说，气膜建筑最大的不同就是充气。具有密闭充气空间的就是气膜建筑。”他如是说，“这也就决定了气膜建筑在体育领域的应用目前是以馆为主，尤其是羽毛球馆、网球馆居多。”

密闭既是气膜体育场馆发展的限制，却也造就了其独特的优势。“首先是环保。为了保持气压平衡，气膜体育馆需要保持相对密闭，因此场馆内外的空气交换就比较少。在寒冬和酷暑，气膜体育馆可以通过比较少的能源消耗维持馆内的温度。”李丹阳总结说，“同样是由于密闭环境，空气中的大量污染物都能够被过滤或阻绝在场馆外。即使是污染比较严重的北方冬天，我们实测的馆内PM25也可以维持在10左右。除此之外，气膜体育馆同样很适合高原地区。由于有维持内压的充气装置，因此馆内可以维持较高的含氧量。”

需求爆炸式增长，但目前还远远不够

近年来，国内体育场馆数量和规模迅速扩张，气膜场馆凭借其成本低、建造快、环保绿色的优势搭上了中国体育场馆发展的快车。据《中国体育气膜白皮书》统计，截至2015年国内体育用气膜建筑面积已超过33万平方米。“普通的体育馆建造起来可能需要几年时间，但气膜体育馆也许只需要一周的时间。低廉的成本让企业的投资回收周期变短。”薛素铎将2011年定义为气膜体育场馆发展的转折点，“从2006年至今，气膜建筑在我国已经走过了十年。但是真正谈得上快速发展，是在2011年之后。”

李丹阳表达了相似的观点。“最近几年，我们接手了几十个气膜场馆的项目。”他说，“可以说，近三年气膜场馆的发展是爆发式的。”但即便如此，在薛素铎看来气膜场馆的数量仍“远远不够”。“和之前相比，我国气膜体育场馆的数量有了很大提升。”薛素铎直言，“但同老百姓日益增长的健身需求和我国体育的快速发展相比，这个数量还差得多。当然，这同样意味着发展潜力。”

市场的快速发展和蕴藏的无限潜力让企业纷纷加入其中。据不完全统计，包括北京约顿、今腾盛、中天久业、今盛杰等在内的十几家企业，在这片“蓝海”角逐起伏。经过10年的发展，国内气膜企业正逐步崛起。其中，北京约顿气膜的市场份额最高，占中国气膜市场总体数量的44%，呈现出一家独大的局面。

“欧美国家经济水平更高，起步更早，核心技术在此前的确是掌握在他们手中。但经过10年的发展，国内企业正在逐步掌握核心技术。”向阳介绍说。

但在实际操作过程中，国产膜材却是国内企业不折不扣的短板所在。李丹阳指出：“生产、安装等环节我们的问题不大，但气膜建筑膜材是核心。在施工建造过程中我们发现，国产膜材在色泽的耐久性方面有些问题。”薛素铎也坦言，“膜材是国内企业的弱项。从工艺和质量上同进口材料相比都有很大差距。弥补这个差距需要时间和过程。”

除了膜材亟需研发创新，不断下探的成本也应引起国内企业的重视。“国内市场的竞争太激烈了。国内企业把价格压得很低。受成本限制，大家的目标大多是建出来，而不是建得更好。”向阳直言，“品牌没有溢价能力，是做不到可持续发展的。”

标准缺失却正在建立的路上

同市场的快速发展相比，气膜产品标准和规范的制定却相对落后。“2004年我们推出了第一本《膜结构技术规程》。2015年我们推出了编号为CECS 158：2015的修订版，其中新加入了关于气膜产品的规范，今年的元月一日正式施行。但坦白讲，关于气膜建筑相关的标准并不是非常完全。”薛素铎说。

作为气膜建筑的设计者，标准与规范的缺失是李丹阳工作中最大的困扰之一。“2006年到今天说长不长，说短不短。总体来说，气膜场馆算是一个比较新的产品。因此从产品、到施工、再到消防，规范与标准都有些模糊。很多企业在边缘游走，算是打擦边球吧。”李丹阳坦言，“新修订版的《膜结构技术规程》大多还是根据普通膜结构建筑进行规范，但气膜建筑有它的独特性。我们在一些项目的建造过程中，由于缺少相关规范，只好再进行专项论证。所以，我们也正在积极促成制定气膜建筑这个细分领域的规范，但这需要全社会各个部门协同配合完成。

气膜建筑指的是用特殊的建筑膜材做外壳，配备一套智能化的机电设备在气膜建筑内部提供空气的正压，把建筑主体支撑起来的一种建筑结构系统。

气膜建筑的应用

1、文化旅游产业

在美国新罕布什尔州Hampshire多功能气膜馆举行的政治性晚宴，超过 3000 名的共和党和民主党员参加。

2008年，美国总统举行大选，场馆采用气膜建筑，美国历史上首位黑人总统奥巴马在这里诞生。这具有划时代的意义。

2、体育产业

这个冬天很漫长，幸亏气膜建筑可以让我常年进行训练。——美国著名运动员

气膜建筑系统的内部空间中，所有因素：气压、温度、湿度、新风量、照度等，皆可按需控制，提供舒适宜人的室内环境 。因此，气膜十分适合于各种体育场馆的建设。

中共中央党校气膜网球馆

3、环保产业

全封闭的空间设计，真正杜绝了垃圾的固体、气体污染，让垃圾填埋场不再是臭气熏天、 苍蝇满地飞的地方。

根据项目所在地德克萨斯的相关数据,此项目建筑成后,当地2000年的污染物气休排放总量 同比1988年下降了97%。

这个气膜垃圾处理项目也被德克萨斯州自然资源保护委员会(TNRCC)和当地政府授予“杰出环保项目”。

4、军事应用行业

气膜建筑工期短、经济、安全的特点使其广泛应用于军事领域，为军队迅速提供超大的集结空间，亦可成为各种军事设施的“外衣”。

5、其他行业

气膜建筑具有跨度面积大、灵活的特点，可量身定做的用于大型建筑，如航空港、候机大厅，工业厂房、仓库等。

高度125米。

“万变金刚”气膜馆由两部分组成，主体场馆为气膜建筑，宽25米，长45米，高度125米，建筑面积1125平方米，包括一个标准篮球场和运动员体能训练中心，场地为高弹力运动专用的优质枫木地板，并配置美国通用电器无眩晕吊灯照明系统和先进高效的机械单元和空调，智能管理系统对气膜馆进行全方位调控，馆内温度、湿度、气压、风量等参数保证了馆内舒适度。气膜馆内冬暖夏凉、恒温恒湿，24小时空气循环系统，除尘、紫外线灭菌、补充负离子等净化空气设施，以确保馆内空气质量。

辅助功能区为单层建筑，建筑面积430平方米，包括运动员学习和休息大厅，会议室，康复理疗室，以及运动员盥洗、更衣间等设施，咖啡色外墙更突显白色膜体的曲面优美。场馆内外配置了多方位全覆盖的高清红外视频监控系统、高速无线网络系统、校园一卡通管理系统和交互式电子白板教学演示系统，为气膜馆推行智能化管理提供技术支持。