气膜构成

气膜建筑系统的构成

 

 

1.

土建基础

2.

锚固系统

3.

气膜主体

4.

门禁系统

5.

照明系统

6.

暖通系统

7.

设备单元

8.

控制系统

 

 

1. 土建基础

气膜建筑整体受力为水平力和上拔力,气膜主体通过锚固系统固定在基础圈梁上,基础圈梁满足水平及上拔力反力即可。

永久式条形砼基础圈梁

下挖式基础圈梁,设置地下送、回风风道,基础一般厚度为400mm,埋深1~1.5米左右不等(根据项目大小计算),地面标高300mm,一般采用C30砼,底部放角400~600mm。风雪载荷数值取50年一遇极限取值,基础设计使用年限50年。

其他基础形式

部分厂家为节省成本,风雪载荷往往只考虑一般条件下取值,有些甚至直接在地面浇筑,无下挖、无放角,圈梁整体易产生位移。

 

 

2. 锚固系统

锚固系统,指的是将气膜主体固定在土建基础圈梁上的连接方式,业内通常有连续气密性铝槽和角钢压膜两种锚固方式:

连续气密性铝槽锚固

建基础圈梁浇筑混泥土前,将铝合金槽件固定在圈梁顶部水平位置,混凝土浇筑后,铝槽与圈梁融为一体,气膜主体安装时,将膜体绳边放入铝合金凹槽处,通过防腐木将膜体固定。此种锚固方式快速简便,不损伤膜体。拆卸时只需将防腐木翘起,可将膜体快速、完好无损地拆卸转移。

从力学的角度分析,膜体的反力通过绳边均匀的作用于铝槽上,受力较平衡

角钢压膜锚固

土建基础圈梁在浇筑混凝土前,每隔30或60cm埋入锚栓,膜体安装时,在膜上相应位置打孔套在锚栓上,角钢同样在相应位置开孔,通过螺栓将角钢固定在圈梁上。此种锚固方式需在膜体上打孔,对后续拆卸转移二次安装要求较高。

从力学角度分析,膜体的反力很容易作用于个别点而不是面上造成受力不均衡

 

 

3. 气膜主体-外膜分类

气承式膜结构所用外膜均为聚酯纤维类建筑膜材,意即P类膜材,市面上常用的外膜有进口PVF,国产PVF以及PVDF膜材,燃烧性能上均能满足GB8624-2012 B1级标准要求。

PVF膜材

基布为高强度聚酯纤维基布,表面贴覆杜邦公司TEDLAR固态薄膜,该膜材具有超高的自洁性,防老化性等特征,使用多年后依然洁白如新,可在—40℃~70℃多种气候环境温度下使用。该膜材在对外观及使用年限有较高要求的文体、景观等项目上有广泛的应用。

PVDF膜材

基布为高强度聚酯纤维基布,表面刀刮涂覆PVDF材料,该膜材具有一定的自洁性及抗老化性等特征,但持久性补偿,通过三五年后出现表面积灰、发黄等现象,该材料多数用于工业煤棚、矿石仓储等项目。

 

 

3. 气膜主体-外膜品质

进口PVF

美国seaman公司#8028 TEDLAR系列膜材,该材料生产使用历史已超40年,工艺成熟稳定,20年分摊质保,有大量实际使用年限超30年案例

国产PVF

近年来,国内少数几个膜材生产厂家取得了杜邦公司TEDLAR薄膜使用授权,开始在国内生产PVF膜材,膜材分摊质保20年,但由于生产工艺、材料上还处于摸索阶段,膜材还需要时间的检验。

PVDF

市场上工艺最成熟的P类膜材,成本低,应用广泛。自洁性及抗老化性能较PVF材料低。

 

 

3. 气膜主体-内膜

内膜多数使用聚酯纤维PVC膜材,表面亚克力处理,主要起衬托保温棉的作用,面向馆内,直接与人接触,内膜的好坏直接决定了一个气膜体育场馆内部舒适度体验

环保内膜

用特殊的去异味工艺处理,去掉PVC材料普遍存在的"塑胶"味道,Sb、As、Cd、Cr等重金属均无检出,产品符合欧盟REACH进出口标准,大量出口欧美发达国家。

使用环保内膜气膜体育馆内部空气清新,舒适感强。

普通内膜

采用常用工艺生产的PVC内膜,成本较低,但异味较大,膜体吹起来后内部刺鼻"塑胶味"始终存在,体验感较差。

 

 

3. 气膜主体-保温材料

保温棉位于内膜与外膜之间形成的空腔中,形成稳定的保温隔绝屏障,充气膜结构常用的保温材料有玻璃丝保温棉、橡塑保温棉等。

玻璃丝保温棉

人造无机纤维材料,成型好,体积密度小、热导率低,保温绝热,吸音性能好。使用时双面铝箔贴覆,四圈封边防止外泄,厚度通常在75~100mm,燃烧性能为GB8624-2012 A1级不燃材料标准,为最常用材料。

橡塑棉

弹性闭孔发泡材料,导热系数低、防火阻燃、防潮阻湿、减震降噪,燃烧性能满足GB8624-2012 B1级难燃材料标准,使用时双面贴覆铝箔,性能更佳,成本相对于玻璃丝保温棉较高。

其他类型保温材料

市面上部分厂家为追求经济效益,通常也采用泡泡棉保温棉材料,如常见的包装材料用珍珠棉,此类材料燃烧性能往往不能满足GB8624-2012 B1级材料,属易燃材料。

 

 

4. 门禁系统-人员进出门

气密旋转门、气密气锁门。气密旋转门采用钢制框架、夹胶钢化玻璃扇面,四翼手动控制;气密气锁门为两樘互锁结构设置,两樘门之间设置门厅,一樘开启时另一樘处于关闭状态,以防止气膜馆内气压外泄。

箱体式旋转门

四翼手动旋转门

 

 

4. 门禁系统-应急门

标准应急门、宽幅应急门,按照消防逃生半径标准设置,供紧急情况下人员疏散用

 

宽幅应急门

标准应急门

 

 

4. 门禁系统-货物/汽车通道门

原理与气密气锁门一致,门体采用硬质快速卷帘门,门厅设置足够容纳载货车辆进入停留。

 

气密气锁门

货物通道门

 

 

5. 照明系统

气膜建筑系统专用二次漫反射LED节能照明灯具,高光效、使用寿命长,照度通常按照使用功能要求300~1000Lum不等,可提供吊式和柱式安装。

LED灯具的好坏取决于灯珠的光通量及光衰率,同样功率的灯具,好的灯具500Lux的照度,差的可能不到400Lux,意味着要多付出20%以上的能耗才能达到相同的照度。

随着使用时间的增加,灯具其光通量会逐步衰减,好的灯具使用10000小时光衰率不到3%,差的灯具有可能达到10%以上,意味着两者开始时候的照度完全一致,但3年后一个照度还能达到原始的97%,另外一个下降到原始的90%以下。

 

 

6. 暖通系统

集成式暖通系统

气膜内部制冷、制暖通过空气源热泵空调机组实现,暖通末端安装于设备单元内部,与气膜充气保压通风道共用同一通道,形成一体式节能装置。此种暖通设置方式使得气膜内部热交换更加充分,内部环境温度更舒适的同时更加节省能源。

独立式暖通系统

气膜内部制冷、制暖通过独立式空调机组实现,多台空调柜机置于场馆内部,占用场馆一定空间,可单区域开启。此方式使得场馆内部温度均匀度上要差些,无回风设置,能耗上稍大。

 

 

7. 设备单元-集成式设备单元

新风、保压

一用一备风机系统,下送下回的送、回风设置,节能的同时保持馆内空气质量,气膜内部每小时空气循环6-16次/小时 , 新风享有量>60m3/ 小时/人 ,是国家规范的2倍。

暖通末端

气膜建筑系统暖通通过设置在设备单元的末端来实现制冷、供暖等功能,末端与新风保压功能段设置在一起,通风的同时实现制冷、取暖功能。

空气净化系统

气膜的 "密闭性"及 "正压环境"使空气输入只能通过加装了 PM2.5高效过滤系统的入口进入气膜内部 , 高效过滤系统可吸 入颗粒物 ,轻松维护洁净的运动环境。

备用应急电源

8小时不间断发电机系统,市电故障时,自动启动、自动切换,为备用风机系统提供电源,维持馆内压力的稳定。

控制单元

气膜建筑智能控制系统,在线远程控制,无人值守。

 

 

7. 设备单元-独立式充气保压系统

独立式充气保压系统:充气保压风机单独设置,无回风,无风道。

充气保压

一用一备风机系统,风口直接对着场馆吹,风口处可明显感受到冬天吹冷风、夏天吹热风。

回风系统

无回风系统,在气膜顶部设置排风口,夏天需要时从顶部排放热风。

空气过滤系统

简单的初效空气过滤设置于风机进风口处,可过滤较大颗粒物质。

备用应急电源

8小时不间断发电机系统,市电故障时,自动启动、自动切换,为备用风机系统提供电源,维持馆内压力的稳定。

控制单元

气膜控制系统,单独设置,不与暖通系统联动。

 

 

8. 控制系统-智能控制系统

一套智能管理系统,配备先进的风速、压差、温度、雪压等传感器件,可在线远程监控,实时监控气膜馆内压力、温度、灯光运行等情况。

 

1、风速传感器

-40℃~70℃工作环境,0~25m/s检测范围,置于与气膜高度相当风速杆上,检测外部风力变化,以决定是否增大内部压力来应对外部风速的变化;

2、压差装置

随时监测馆内压力变化,以避免气膜整体过大的形变

3、在线监控

远程查看馆内空气、压力、温湿度、照明等各单元运行情况,在线控制调节,实现万物通联,无人值守功能

 

 

8. 控制系统-简易控制系统

简易控制系统,用于控制气膜内部气压的稳定,灯光、暖通等设备需手动开启

风速传感器

无风速传感器或配备灵敏度较差风速传感器

压差装置

随时监测馆内压力变化,若使用灵敏度差的设备会导致充气系统反应不及时

在线监控

监控馆内压力变化

 

 

 

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