Εισαγωγή στην αρχιτεκτονική δομή μεμβράνης

Η δομή μεμβράνης καλωδίου είναι μια χωρική δομή που μπορεί να αντέξει ορισμένα εξωτερικά φορτία σχηματίζοντας μια σταθερή καμπύλη επιφάνεια με εύκαμπτα υλικά φιλμ υψηλής αντοχής υπό την τάση και τη συμπίεση άλλων υλικών. Είναι ελεύθερου σχήματος, ελαφρύ, μαλακό, γεμάτο δύναμη, επιβραδυντικό φλόγας, εύκολο στην κατασκευή, γρήγορο στην εγκατάσταση, εξοικονόμηση ενέργειας, εύκολο στην κατασκευή και ασφαλές στη χρήση. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιείται ευρέως σε όλο τον κόσμο.
Ως νέα μορφή αρχιτεκτονικής, τα κτίρια με δομές μεμβράνης άρχισαν να εμφανίζονται διεθνώς τη δεκαετία του 1950 και έχουν ιστορία πάνω από 40 χρόνια. Ειδικά μετά τη δεκαετία του 1970, η εφαρμογή των δομών μεμβράνης έχει αναπτυχθεί ραγδαία. Η εμφάνιση δομών μεμβράνης παρέχει στους αρχιτέκτονες νέες επιλογές πέρα ​​από τα παραδοσιακά αρχιτεκτονικά μοντέλα.
Η δομή της μεμβράνης χρησιμοποιεί υλικά μεμβράνης αντί για παραδοσιακά οικοδομικά υλικά και το βάρος της είναι μόνο το ένα τριάντα του βάρους των παραδοσιακών κτιρίων. Επιπλέον, η δομή της μεμβράνης μπορεί να ξεπεράσει θεμελιωδώς τις δυσκολίες που αντιμετωπίζουν οι παραδοσιακές κατασκευές σε κτίρια μεγάλου ανοίγματος (χωρίς υποστήριξη) και μπορεί να δημιουργήσει έναν τεράστιο ανεμπόδιστο οπτικό χώρο. Έχει τα πλεονεκτήματα του ελεύθερου σχήματος, ελαφρύ, επιβραδυντικό της φλόγας, εύκολο στην κατασκευή, γρήγορη εγκατάσταση, εξοικονόμηση ενέργειας, εύκολο στην κατασκευή και ασφαλές στη χρήση, επομένως χρησιμοποιείται ευρέως σε όλο τον κόσμο. Αξίζει επίσης να αναφερθεί ότι κάτω από το φως του ήλιου, το εσωτερικό του κτιρίου που καλύπτεται από τη μεμβράνη είναι γεμάτο φυσικό διάχυτο φως, χωρίς έντονη αντίθεση μεταξύ της φωτισμένης επιφάνειας και της σκιάς, και το οπτικό περιβάλλον του εσωτερικού χώρου είναι ανοιχτό και αρμονικό. Τη νύχτα, τα φώτα στο κτίριο φωτίζουν τον νυχτερινό ουρανό μέσω της μεμβράνης της οροφής και το σχήμα του κτιρίου δείχνει ένα ονειρικό αποτέλεσμα. Αυτή η δομική μορφή είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για μεγάλα στάδια, διαδρόμους εισόδου, σκίτσα, δημόσιες πλατείες αναψυχής και ψυχαγωγίας, εκθεσιακούς χώρους, εμπορικά κέντρα και άλλους χώρους.
Η δομή εφελκυστικής μεμβράνης (Tesioned Membrane Structure) βασίζεται στην τάση εφελκυσμού της ίδιας της μεμβράνης και των ράβδων στήριξης και των καλωδίων για να σχηματίσει ένα σύστημα μηχανισμών. Κάτω από το φως του ήλιου, το εσωτερικό του κτιρίου που καλύπτεται από τη μεμβράνη είναι γεμάτο φυσικό διάχυτο φως, χωρίς έντονη αντίθεση μεταξύ της φωτισμένης επιφάνειας και της σκιάς, και το οπτικό περιβάλλον του εσωτερικού χώρου είναι ανοιχτό και αρμονικό. Τη νύχτα, τα φώτα στο κτίριο φωτίζουν τον νυχτερινό ουρανό μέσω της μεμβράνης της οροφής και το σχήμα του κτιρίου δείχνει ένα ονειρικό αποτέλεσμα. Η δομή εφελκυσμού μεμβράνης είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για την κατασκευή στέγης κτιρίων αστικών ορόσημων, όπως αθλητικών και ψυχαγωγικών χώρων, εμπορικών κέντρων και εστιατορίων που απαιτούν διαφημιστικά εφέ. Ο συγκοινωνιακός κόμβος μιας πόλης είναι ένα βασικό κτίριο της γραμμής σωτηρίας της πόλης. Η λειτουργία χρήσης του απαιτεί να είναι σαφείς οι πινακίδες κάθε συστατικής μονάδας του κτιρίου. Ως εκ τούτου, τα τελευταία χρόνια, όλο και περισσότερα τέτοια κτίρια υιοθετούν δομές μεμβράνης. Η διάρκεια ζωής των υλικών αρχιτεκτονικής μεμβράνης είναι πάνω από 25 χρόνια. Κατά τη χρήση, η μηχανική μορφή του υλικού μπορεί να παραμείνει σταθερή υπό τη δράση του φορτίου χιονιού ή ανέμου. Το Κέντρο Δραστηριοτήτων Φοιτητών του Πανεπιστημίου του Λα Βερν στην Καλιφόρνια των Η.Π.Α., που κατασκευάστηκε το 1973, είναι ένα κτίριο κατασκευής από εφελκυστική μεμβράνη ηλικίας 23- ετών. Οι δοκιμές παρακολούθησης και η φόρτωση υλικών και τα επιταχυνόμενα πειράματα κλιματικής αλλαγής απέδειξαν ότι οι μηχανικές ιδιότητες και οι δείκτες χημικής σταθερότητας των υλικών μεμβράνης του έχουν μειωθεί κατά 20% έως 30%, αλλά εξακολουθεί να μπορεί να χρησιμοποιηθεί κανονικά. Η επιφάνεια της μεμβράνης είναι λεία και ελαστική. Είναι εξαιρετικά δύσκολο για τη σκόνη και τα χημικά σωματίδια στην ατμόσφαιρα να προσκολληθούν και να διεισδύσουν. Αφού πλυθεί από το νερό της βροχής, η αρχιτεκτονική μεμβράνη μπορεί να αποκαταστήσει την αρχική της καθαρή επιφάνεια και τη διαπερατότητα του φωτός.