Τα κύρια χαρακτηριστικά της δομής της αρχιτεκτονικής μεμβράνης

Τα χαρακτηριστικά της δομής της μεμβράνης ως δομικού συστήματος εξαρτώνται κυρίως από τη μοναδική της μορφή και την απόδοση του ίδιου του υλικού μεμβράνης. Ακριβώς λόγω αυτού, η δομή της μεμβράνης μπορεί να δημιουργήσει σχεδιαστικές λύσεις που δεν μπορούν να επιτευχθούν από τα παραδοσιακά συστήματα κτιρίων.
Πυγμάχος ελαφρού βάρους
Ο λόγος για τον οποίο η δομή εφελκυσμού έχει μικρό αυτο-βάρος είναι ότι βασίζεται σε προεντεταμένη μορφή και όχι σε υλικά για τη διατήρηση της σταθερότητας της δομής. Ως αποτέλεσμα, το βάρος του είναι πολύ μικρότερο από αυτό των παραδοσιακών κτιριακών κατασκευών, αλλά έχει καλή σταθερότητα. Οι αρχιτέκτονες μπορούν να χρησιμοποιήσουν τα χαρακτηριστικά του ελαφρού και μεγάλου ανοίγματος για να σχεδιάσουν και να οργανώσουν δομικές λεπτομέρειες και να ενοποιήσουν οργανικά τα ελαφριά και σταθερά δομικά χαρακτηριστικά του.
Διαπερατότητα φωτός
Η διαπερατότητα του φωτός είναι ένα από τα χαρακτηριστικά των σύγχρονων δομών μεμβράνης. Η διαπερατότητα του φωτός των υλικών μεμβράνης μπορεί να παρέχει τον απαιτούμενο φωτισμό για τα κτίρια, κάτι που είναι πολύ σημαντικό για την εξοικονόμηση ενέργειας του κτιρίου. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για ορισμένα εμπορικά κτίρια που απαιτούν περισσότερο φως και υψηλή φωτεινότητα. Μέσω της ολοκληρωμένης χρήσης του φυσικού φωτισμού και του τεχνητού φωτισμού, η διαπερατότητα του φωτός των υλικών μεμβράνης μπορεί να προσφέρει έναν μεγαλύτερο χώρο αισθητικής δημιουργίας για αρχιτεκτονικό σχεδιασμό. Τη νύχτα, η διαπερατότητα φωτός μετατρέπει τη δομή της μεμβράνης σε ένα ελαφρύ γλυπτό.
Η διαπερατότητα φωτός των υλικών μεμβράνης καθορίζεται από την ίνα βάσης, την επίστρωση και το χρώμα της. Η φασματική μετάδοση των τυπικών υλικών μεμβράνης είναι μεταξύ 10% και 20%, ορισμένα υλικά μεμβράνης μπορεί να φτάσουν το 40%, και ορισμένα υλικά μεμβράνης είναι αδιαφανή. Η διαπερατότητα των υλικών μεμβράνης και η επιλογή ανοιχτού χρώματος μπορούν να ρυθμιστούν από το χρώμα της επίστρωσης ή το χρώμα της επιφανειακής στρώσης.
Μέσω του κατάλληλου συνδυασμού υλικών μεμβράνης και ημιδιαφανών θερμομονωτικών υλικών, η πολυστρωματική μεμβράνη που περιέχει το θερμομονωτικό στρώμα μπορεί να γίνει ημιδιαφανής. Ακόμα κι αν η φασματική μετάδοση είναι μόνο μερικές ποσοστιαίες μονάδες, η οροφή της μεμβράνης εξακολουθεί να είναι γυαλιστερή και ημιδιαφανής για το ανθρώπινο μάτι, με την εμφάνιση μιας ελαφριάς οροφής.
Ευκαμψία
Οι κατασκευές εφελκυστικής μεμβράνης δεν είναι άκαμπτες και θα παραμορφωθούν υπό την επίδραση φορτίων ανέμου ή φορτίων χιονιού. Η δομή της μεμβράνης προσαρμόζεται στο εξωτερικό φορτίο με παραμόρφωση. Σε αυτή τη διαδικασία, η ακτίνα καμπυλότητας της επιφάνειας της μεμβράνης προς την κατεύθυνση του φορτίου θα μειωθεί μέχρι να μπορέσει να αντισταθεί αποτελεσματικότερα στο φορτίο.
Η ευελιξία της δομής εφελκυσμού της επιτρέπει να παράγει μεγάλες μετατοπίσεις χωρίς μόνιμη παραμόρφωση. Οι ελαστικές ιδιότητες και το επίπεδο προέντασης του υλικού της μεμβράνης καθορίζουν την παραμόρφωση και την απόκριση της δομής της μεμβράνης. Τα ευέλικτα χαρακτηριστικά της προσαρμογής στη φύση μπορούν να εμπνεύσουν την έμπνευση του αρχιτεκτονικού σχεδιασμού των ανθρώπων.
Διαφορετικά υλικά μεμβράνης έχουν διαφορετική ευκαμψία. Ορισμένα υλικά μεμβράνης είναι εξαιρετικά εύκαμπτα και δεν θα ραγίσουν ή θα σπάσουν λόγω διπλώματος. Τέτοια υλικά αποτελούν τη βάση και την προϋπόθεση για την αποτελεσματική υλοποίηση κινητών και αναπτυσσόμενων κατασκευών.
Γλυπτική αίσθηση
Η μοναδική καμπύλη επιφάνεια της δομής εφελκυσμένης μεμβράνης της δίνει μια έντονη γλυπτική αίσθηση. Η επιφάνεια της μεμβράνης επιτυγχάνει αυτό-ισορροπία μέσω της τάσης. Η αίσθηση ισορροπίας των σκαμπανεβάσεων της αρνητικής επιφάνειας της μεμβράνης Gauss κάνει τη μεγαλύτερη δομή να μοιάζει σαν να επιπλέει ελαφρά μεταξύ ουρανού και γης σαν να έχει ξεφύγει από τους περιορισμούς της βαρύτητας. Αυτή η γλυπτική υφή είναι συναρπαστική τόσο σε εσωτερικούς όσο και σε εξωτερικούς χώρους.
Οι δομές εφελκυσμού μεμβράνης επιτρέπουν στους αρχιτέκτονες να σχεδιάσουν μια ποικιλία από αυτοεξισορροπημένες τάσεις, πολύπλοκες και ζωντανές χωρικές μορφές. Καθώς το φως αλλάζει κατά τη διάρκεια της ημέρας, η δομή της γλυπτικής μεμβράνης παρουσιάζει διαφορετικές μορφές μέσω του φωτός και της σκιάς. Κατά την ανατολή και τη δύση του ηλίου, το φως με χαμηλές γωνίες πρόσπτωσης θα τονίσει την καμπυλότητα και το ανάγλυφο αποτέλεσμα της οροφής. Όταν ο ήλιος βρίσκεται στο απόγειο, το βελτιωμένο όριο της δομής της μεμβράνης ρίχνει μια κυρτή σκιά στο έδαφος. Χρησιμοποιώντας τη διαπερατότητα του φωτός και την ανακλαστικότητα του υλικού της μεμβράνης, ο σχεδιασμένος τεχνητός φωτισμός μπορεί επίσης να κάνει τη δομή της μεμβράνης ένα ελαφρύ γλυπτό.
Ασφάλεια
Η ελαφριά ελαστική δομή μεμβράνης που έχει σχεδιαστεί σύμφωνα με τα υπάρχοντα εθνικά πρότυπα και οδηγίες έχει επαρκή ασφάλεια. Οι ελαφριές κατασκευές μπορούν να διατηρήσουν καλή σταθερότητα κάτω από οριζόντια φορτία όπως οι σεισμοί.
Επειδή το μικρό βάρος της ελαφριάς κατασκευής είναι ελαφρύ, ακόμη και αν συμβεί τυχαία κατάρρευση, ο κίνδυνος είναι μικρότερος από αυτόν των παραδοσιακών κτιριακών κατασκευών. Όταν η δομή της μεμβράνης είναι σχισμένη, εάν η δομική διάταξη μπορεί να διασφαλίσει ότι τα άκαμπτα μέλη στήριξης όπως οι ιστοί και οι δοκοί δεν θα καταρρεύσουν, ο κίνδυνος θα είναι ακόμη μικρότερος.
Η ευελιξία της δομής της μεμβράνης της επιτρέπει να αντέχει το φορτίο στην πιο ευνοϊκή μορφή κάτω από οποιοδήποτε φορτίο. Φυσικά, η διάταξη και το σχήμα της κατασκευής θα πρέπει να σχεδιάζονται και να προσαρμόζονται ανάλογα με τις συνθήκες φορτίου. Ο σχεδιασμός θα πρέπει να διασφαλίζει ότι η επιφάνεια της μεμβράνης και η βοηθητική της δομή λειτουργούν σε συντονισμό για να αποφευχθεί η συγκέντρωση δύναμης στην επιφάνεια της μεμβράνης ή στη βοηθητική δομή για να φτάσει την κρίσιμη τιμή της δομικής βλάβης.
Λειτουργία
Λόγω των χαρακτηριστικών της δομής εφελκυστικής μεμβράνης, μπορεί να καλύψει πολλές διαφορετικές αρχιτεκτονικές λειτουργικές απαιτήσεις, από απλές κατασκευές σκίασης έως μεγάλα κτίρια με σύνθετες λειτουργίες, και για ορισμένες λειτουργικές απαιτήσεις, είναι το μόνο που είναι πιο κατάλληλο.
Εκφραστική αρχιτεκτονική μορφή
Τα κτίρια με συγκεκριμένες λειτουργίες μπορούν να εκφραστούν μέσω των προθέσεων και η μοναδική εμφάνιση της δομής εφελκυστικής μεμβράνης αντανακλά τη φυσική ομορφιά του ίδιου του κτιρίου.
Αυτές οι ίδιες οι αρχιτεκτονικές μορφές και τα παραδοσιακά κτίρια που συντονίζονται μαζί τους αποτελούν ενδιαφέροντα κτίρια ορόσημα στο έδαφος. Ο εξαιρετικός σχεδιασμός δομής μεμβράνης είναι μια οργανική συγχώνευση δομής και εμφάνισης, που την κάνει να ξεχωρίζει και να ενσωματώνεται οργανικά με το φυσικό περιβάλλον, την ιστορία και το σύγχρονο αστικό τοπίο.
Οι ελαφριές κατασκευές μπορούν να θεωρηθούν ως μεγάλα γλυπτά που μπορούν να προσθέσουν ζωντάνια στον περιβάλλοντα χώρο και να γίνουν συμπλήρωμα και εστίαση του περιβάλλοντος περιβάλλοντος.
Αντισταθείτε στην επίδραση του καιρού
Μια σημαντική λειτουργία των στεγών μεμβράνης είναι να αντιστέκονται στην επίδραση διαφόρων καιρικών αλλαγών (όπως ήλιος, βροχή, άνεμος και χιόνι κ.λπ.) στον εσωτερικό τους χώρο και να διατηρούν την άνεση στο εσωτερικό του κτιρίου. Κατά την επιλογή της μορφής και του υλικού της επιφάνειας της μεμβράνης, θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη όλες οι πιθανές καιρικές συνθήκες και να χρησιμοποιούνται όσο το δυνατόν περισσότερο παθητικές μέθοδοι όπως το ίδιο το κτίριο για τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας.
Τα πορώδη υλικά μεμβράνης μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως δομή θωράκισης. Μπορεί να ελέγχει τη μετάδοση και την αντανάκλαση του φωτός, έτσι ώστε το δωμάτιο να έχει διάσπαρτο φως και να προωθεί τον φυσικό αερισμό, έτσι ώστε η θερμοκρασία της οροφής να είναι ίδια με τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος περιβάλλοντος και να αποφεύγεται η καθοδική ακτινοβολία θερμότητας.
Προκειμένου να αντισταθεί στον άνεμο και το χιόνι, το σχήμα της επιφάνειας της μεμβράνης πρέπει να κάνει την αποστράγγιση ομαλή και βολική και να αποφεύγεται ο σχηματισμός θυλάκων νερού ή η συσσώρευση χιονιού πάνω της. Κατά τη φάση εγκατάστασης και διαμόρφωσης πριν από την προένταση, η δομή εφελκυσμού μεμβράνης είναι πολύ ευαίσθητη σε αυτά τα φορτία. Για την αποστράγγιση του νερού της βροχής, η μεμβράνη και οι αρμοί πρέπει να είναι σφραγισμένα και αδιάβροχα, και οι άκρες της μεμβράνης πρέπει επίσης να είναι ειδικά λεπτομερείς για να αποτρέπεται η είσοδος του νερού της βροχής στο δωμάτιο.
Κινητικότητα και προσωρινός χαρακτήρας
Ένα άλλο εξαιρετικό πλεονέκτημα σε σύγκριση με άλλες κατασκευές είναι ότι η ελαφριά δομή έχει ρυθμιζόμενο αντίκτυπο στο περιβάλλον. Έχει επίσης δύο σημαντικά χαρακτηριστικά, δηλαδή την κινητικότητα και την ευελιξία.
Η κατασκευή μπορεί να αποσυναρμολογηθεί επανειλημμένα και να ξαναχτιστεί σε διαφορετικές θέσεις, κάτι που είναι η κινητικότητα της δομής εφελκυστικής μεμβράνης. Συνδυάζει νομαδική και οικιστική αρχιτεκτονική. Η απαλότητα της μεμβράνης την καθιστά εύκολη τη μεταφορά και την γρήγορη κατασκευή της και καταλαμβάνει πολύ λίγο χώρο όταν είναι σε αδράνεια. Αυτό το χαρακτηριστικό καθιστά τη δομή της μεμβράνης πολύ κατάλληλη για προσωρινά κινητά κτίρια, ειδικά όταν συμβαίνουν ξαφνικές καταστροφές ή καταστάσεις έκτακτης ανάγκης και απαιτείται καταφύγιο για μεγάλο αριθμό ατόμων σε σύντομο χρονικό διάστημα.
Από την άλλη πλευρά, εκτός από την άνεση συγκρίσιμη με τα μόνιμα κτίρια, οι κατασκευές κινητής μεμβράνης εισάγουν επίσης μια νέα έννοια στον κατασκευαστικό κλάδο, δηλαδή τον διαχωρισμό της ιδιοκτησίας των κατοικιών από την ιδιοκτησία γης. Τα κτίρια δεν είναι πλέον ακίνητα, αλλά κινητά. Αυτή η κινητικότητα και η επαναχρησιμοποίηση έχουν μεγάλη σημασία για την επιτάχυνση της ανάπτυξης των σύγχρονων πόλεων και τον μετασχηματισμό των αρχιτεκτονικών λειτουργιών σε ορισμένες ειδικές περιοχές.
Επεκτασιμότητα και προσαρμοστικότητα
Οι επεκτάσιμες δομές μπορούν να θεωρηθούν ως ένα ανθρωπογενές προσαρμοστικό σύστημα που, όπως πολλοί φυσικοί οργανισμοί, μπορεί να αλλάξει τη μορφή του ανάλογα με τις ανάγκες. Η χωρική τους διάταξη και η απόκρισή τους στις καιρικές αλλαγές είναι ευέλικτη και προσαρμοστική. Η ενεργή εξοικονόμηση ενέργειας μπορεί να επιτευχθεί με τον έλεγχο του φυσικού φωτός και της εσωτερικής θερμοκρασίας. Οι επεκτάσιμες δομές μπορεί να είναι ανοιχτές ή κλειστές και η ευελιξία τους επιτρέπει να αλλάζουν τις ιδιότητες του χώρου. Η κομψή ολίσθηση της προσεκτικά σχεδιασμένης επεκτεινόμενης οροφής ενσωματώνει την αρμονία μεταξύ ανθρώπου και φύσης. Ονομάζεται δημιουργία και ο πλήρης συνδυασμός ελαφρότητας και επεκτασιμότητας σχηματίζει την έννοια του "σπιτιού χωρίς κατασκευή", που μπορεί να πραγματοποιηθεί ανά πάσα στιγμή ή τόπο.