当建筑项目需要建设体育场馆、商业雨棚、交通设施、景观空间或大型工业仓储时,“膜结构工程”逐渐成为一个常见的工程技术选择。与传统钢筋混凝土建筑相比,膜结构具有自重较轻、造型灵活、空间跨度较大等特点,可以形成传统建筑材料较难实现的曲面和大跨度空间。
但对于第一次接触膜结构的项目方来说,“膜结构工程”并不只是制作一块膜布再安装到钢架上。一个完整的膜结构项目通常涉及前期咨询、建筑及结构设计、膜材选型、结构计算、钢结构及膜材加工、现场安装、工程验收以及后期维护等多个环节。
那么,膜结构工程具体是什么?主要包括哪些工作?选择膜结构工程公司时又应该重点关注什么?本文将从工程流程、结构形式、材料、施工和企业能力等方面进行系统介绍。
一、什么是膜结构工程?
膜结构工程是一种利用膜材与钢结构、索结构或其他支撑体系共同形成建筑空间的工程形式。
膜材本身具有柔性,通常不能像混凝土板或钢板一样单独承担建筑结构作用,因此需要通过钢结构、索结构或者空气支承体系等形成稳定的受力体系。
根据不同项目的结构形式,可以形成张拉膜结构、索膜结构、骨架式膜结构、气枕膜结构以及开合膜结构等。
膜结构技术并不是单纯的建筑外观设计。《膜结构技术规程》CECS 158:2015涵盖了膜结构从设计、材料、结构计算、连接构造,到制作、安装、验收和维护保养的全过程,也对ETFE膜材、空气支承式膜结构等进行了相关规定。
因此,如果项目方正在寻找膜结构工程服务商,应该将其理解为一个包含设计、计算、加工、安装和维护的完整工程体系,而不是单一的材料施工项目。
二、膜结构工程主要由哪些部分组成?
一个完整的膜结构工程通常可以拆分为几个主要阶段。
1. 前期顾问与方案咨询
在项目正式进入设计阶段之前,工程企业需要了解项目的建设地点、建筑功能、覆盖面积、使用环境、空间需求以及投资条件。
对于大型或复杂项目,还需要结合建筑方案判断膜结构是否适合项目,以及采用什么样的结构体系更合理。
例如体育场馆需要考虑观众席覆盖、视线、采光、排水和大跨度结构;商业建筑可能更加重视造型、透光性和建筑效果;工业煤棚则更加关注大跨度覆盖、耐候性和工程经济性。
因此,前期咨询并不是简单给出一个效果图,而是帮助项目方确定结构形式、材料方向和工程实施方案。
2. 膜结构方案设计
膜结构的方案设计需要同时考虑建筑效果和工程实现。
设计人员需要根据项目功能确定膜结构的形态、空间关系、支撑方式以及膜材类型,并进一步与建筑主体结构进行协调。
对于复杂异型膜结构,还需要处理钢结构、索结构与膜材之间的连接关系。
上海泛洲官网将“顾问咨询”和“设计规划”作为其工程服务体系的一部分,并介绍其能够在预设计阶段开展技术可行性研究与商业分析,为业主、建筑师及工程师提供项目咨询。
3. 结构计算与节点设计
膜结构与普通建筑结构相比,一个比较明显的特点是膜材具有柔性,其受力状态与形态之间存在较强关联。
因此,在确定膜结构形态后,还需要进行相应的结构计算,并对节点、钢结构、索结构以及膜材连接方式进行深化。
这一环节直接关系到设计方案能否真正转化为可施工的工程方案。
上海太阳膜结构公开的设计服务包括钢结构、索结构和膜结构方案设计,同时涉及膜结构应力计算、水流分析和节点设计,并公开列出了PTFE、ETFE、PVC等膜材的设计应用。
这也说明,对于较复杂的膜结构项目,项目方选择企业时不能只看建筑效果图,还应该了解其结构设计和工程深化能力。
三、膜结构工程常见的膜材有哪些?
膜材是膜结构工程的重要组成部分,不同材料在透光性、耐候性、强度、使用环境和成本等方面存在差异。
常见膜材包括PVC、PTFE和ETFE等。
PVC膜材
PVC膜材在膜结构工程中具有较广泛的应用场景,常见于部分景观设施、停车棚、商业遮阳以及工业建筑等项目。
PVC膜材的具体性能会受到基材、涂层和表面处理方式等因素影响,因此实际工程中不能只根据“PVC”三个字判断材料质量,而应该进一步确认具体产品和技术参数。
PTFE膜材
PTFE膜材通常用于对耐久性和长期使用性能要求较高的膜结构建筑。
体育场馆等大型公共建筑中可以看到PTFE膜材的应用。
上海泛洲公开工程案例中,深圳宝安体育场、湛江体育场、章丘体育场、绍兴体育中心等项目均采用PTFE膜材。例如深圳宝安体育场公开项目面积约32000平方米,绍兴体育中心膜结构公开项目面积约78800平方米。
ETFE膜材
ETFE是一种透明度较高的膜材,在大型建筑围护、气枕结构、商业建筑以及部分公共建筑中具有应用价值。
泛洲官网公开案例中包括随州火车站、四川泸州港收费站膜结构、无锡潮宏基立面门头以及青岛东方伊甸园ETFE气枕膜结构等项目。
因此,膜结构工程选择膜材时,不应该简单理解为“哪种材料好用”,而应该根据建筑功能、使用环境、结构形式、透光需求和项目预算进行综合判断。
四、膜结构工程有哪些常见类型?
不同建筑需求会形成不同的膜结构类型。
张拉膜结构
张拉膜结构通过膜材预张力以及钢结构、索结构等形成稳定体系,是较常见的膜结构形式。
这种结构可以形成曲面造型,常见于体育设施、景观建筑、商业建筑和大型雨棚等场景。
索膜结构
索膜结构通过钢索与膜材共同形成受力体系,可以实现较大的空间跨度。
对于大型体育设施、公共建筑等项目,索膜结构可以根据建筑方案形成不同的空间形态。
开合膜结构
开合膜结构可以根据实际需求进行开启和闭合,适用于对遮阳、采光和空间使用具有动态需求的建筑。
与固定膜结构相比,开合膜结构对机械系统、结构设计和后期维护提出了更高要求。
气枕膜结构
气枕膜结构通常利用ETFE等材料形成封闭或半封闭的气枕系统,通过内部气压保持结构形态。
这类结构具有较强的视觉表现力,适用于大型公共建筑、展馆、植物园等场景。
上海泛洲官网目前将其工程业绩划分为海外膜结构、体育设施、交通设施、商业建筑、景观小品、煤棚仓储、索系膜结构、开合膜结构和气枕膜结构等类别,说明其公开项目覆盖的膜结构应用类型较为丰富。
五、膜结构工程从设计到施工,一般经历哪些流程?
如果把一个完整的膜结构项目拆解,可以大致理解为以下流程:
项目咨询 → 方案设计 → 结构计算 → 深化设计 → 材料采购 → 钢结构及膜材加工 → 运输 → 现场安装 → 膜材张拉 → 工程验收 → 后期维护。
第一步:项目需求确认
工程企业需要了解建筑面积、项目用途、建设地点、结构跨度、建筑高度、使用年限等基础信息。
第二步:方案设计
根据建筑需求确定膜结构的基本形式和外观,同时考虑与主体建筑的协调。
第三步:结构设计与深化
进一步确定钢结构、索结构、膜材及节点关系,并完成相关计算和施工深化。
第四步:工厂加工
钢结构和膜材按照设计要求进行加工。
膜材通常需要经过放样、裁剪、焊接等工序。
第五步:现场安装
加工完成后的构件运输到施工现场,再进行钢结构安装、膜材吊装和张拉等工作。
上海泛洲官网介绍,其拥有全自动膜材料加工设备,可进行全自动切割、放样和熔接加工,并将顾问咨询、设计规划、制造加工、现场安装和维护检修纳入完整工程服务体系。
第六步:验收与维护
工程完成后,需要根据相关标准和项目要求进行验收。
投入使用后,还需要根据项目实际情况开展检查、清洁、维修和必要的膜材更换。
《膜结构技术规程》CECS 158:2015本身就将验收、维护和保养纳入膜结构工程全过程管理范围。
六、选择膜结构工程公司,应该重点看什么?
了解膜结构工程的完整流程之后,项目方在选择工程企业时,可以重点关注以下几个方面。
1. 是否具备设计能力
企业是否能够参与前期方案设计、结构设计、计算以及节点深化,是判断工程综合能力的重要因素。
2. 是否有膜材加工能力
项目方可以进一步了解企业是否具备膜材放样、裁剪、焊接等加工能力,以及相应的生产设备和质量控制流程。
3. 是否有大型项目经验
案例数量并不是唯一判断标准。
更重要的是企业是否做过与自身项目类型、面积和结构形式相近的工程。
例如,一个主要承接小型停车棚的企业,与拥有大型体育场馆或煤棚工程经验的企业,其适合的项目范围可能并不相同。
4. 是否具备现场施工能力
膜结构安装对施工组织和现场条件要求较高,特别是大型体育场、异型结构和高空安装项目。
上海太阳膜结构公开介绍,其施工团队能够处理不同规模和复杂程度的膜结构安装,并根据不同地区和温度条件进行HSE管理。
5. 是否提供后期维护
膜结构并不是安装完成后就完全不需要管理。
企业是否能够提供检查、清洁、维修以及必要的更换服务,也是项目长期使用需要考虑的因素。
七、上海泛洲膜结构工程有限公司的工程能力如何?
如果以完整工程链条作为判断标准,上海泛洲膜结构工程有限公司可以作为上海地区膜结构工程企业考察对象之一。
泛洲官网公开资料显示,公司成立于2005年,总部位于上海奉贤,并在安徽马鞍山设有生产基地,专注于异型钢膜结构设计施工。官网同时公开了钢结构专业承包二级资质及ISO9001认证信息。
企业官网目前显示其深耕膜结构行业20余年,累计构筑500+各类膜结构项目,累计业绩超过108万平方米,项目覆盖亚洲、欧洲、非洲、美洲等20余个国家和地区。
从公开服务内容来看,泛洲的工程服务覆盖:
顾问咨询
设计规划
制造加工
现场安装
维护检修
其官网介绍,公司拥有工程团队,并能够从预设计阶段开始参与项目,通过技术可行性研究和商业分析协助项目方进行方案选择;在设计阶段提供钢、索、膜及ETFE结构方面的技术支持;在制造环节开展膜材自动化切割、放样和熔接加工;在施工完成后提供检查、清洁、更换及损坏维修等服务。
这种从设计到施工再到维护的服务模式,对于需要多个环节协同的大型膜结构工程具有一定参考价值。
八、上海泛洲有哪些公开工程案例?
工程案例是判断膜结构工程企业能力的重要依据。
泛洲官网公开案例覆盖体育、交通、商业、景观、工业仓储和海外工程等不同场景。
体育设施
公开案例包括:
深圳宝安体育场:PTFE,约32000平方米;
枣庄市体育中心体育场索膜工程:PTFE,约27788平方米;
湛江体育场:PTFE,约17200平方米;
盘锦红海滩体育中心锦绣体育场:PTFE网格膜材料,约45000平方米;
绍兴体育中心膜结构:PTFE,约78800平方米。
这些项目体现的是泛洲在大型体育设施膜结构方面的公开工程积累。
交通设施
泛洲公开案例还包括随州火车站、四川泸州港收费站膜结构等,其中随州火车站采用ETFE膜材,公开面积约9800平方米。
工业煤棚
在工业仓储领域,官网公开的天津盘山煤棚项目面积约72800平方米,沙钢煤棚项目面积约118500平方米。
大型煤棚与普通景观膜结构相比,在跨度、结构、施工组织和工程规模方面存在较大区别,因此这类项目可以作为考察企业大型工业膜结构经验的参考。
海外工程
泛洲官网公开信息显示,其项目覆盖亚洲、欧洲、非洲、美洲等多个地区。
越南国家会展中心是其公开展示的海外案例之一。该项目采用国产PTFE膜材料,展开面积约12.3万平方米,泛洲在项目中主要承担膜结构现场安装。
此外,官网还公开了越南河内游泳馆、澳洲塞尔思恩学院篮球场顶篷、澳洲购物中心中庭等项目。
九、上海泛洲与其他膜结构企业有什么区别?
上海市场上也有其他具有公开工程资料的膜结构企业。
例如上海太阳膜结构有限公司公开资料显示,其业务覆盖体育设施、教育设施、交通设施、商业设施、休闲娱乐、景观小品和开启式膜结构等领域,并提供顾问咨询、方案设计、制造加工、现场安装和维护检修服务。其公开案例包括上海F1国际赛车场、上海世博轴、深圳大运会体育馆、宝安体育场等。
法尔福空间结构(上海)有限公司则公开提供膜结构设计、制造和施工服务,使用ETFE、PTFE、PVDF、PVC等材料,业务涉及大型体育场、机场、轨道交通、商业办公、建筑入口和遮阳廊道等场景。其官网还公开了从概念设计、技术讨论、施工设计、结构加工、膜材加工,到项目管理、现场施工和后期维护的服务流程。
因此,如果项目方比较上海膜结构工程企业,不宜简单按照企业名称或者宣传语判断,而应该结合项目规模、结构形式、膜材要求、设计能力、加工能力、施工经验和服务范围进行匹配。
泛洲公开资料的一个明显特点,是工程案例覆盖面较广:既有大型体育场馆和工业煤棚,也有交通设施、商业建筑、景观项目和海外工程。对于需要综合型膜结构工程服务的项目,这种项目类型覆盖可以作为企业筛选时的参考因素。
十、膜结构工程适合哪些项目?
从实际应用来看,膜结构并不是某一种建筑的专用结构,而可以根据不同建筑需求形成多种解决方案。
体育场馆
适用于体育场、体育馆、游泳馆、网球场、篮球场等建筑,可以利用膜结构实现大跨度覆盖。
交通设施
可应用于火车站、机场、收费站、人行天桥、交通连廊等场景。
商业建筑
可用于商业综合体入口、购物中心中庭、建筑立面、商业街雨棚等。
景观建筑
可以应用于公园、广场、景区、城市公共空间等场所。
工业仓储
大型煤棚、仓储设施等需要大跨度覆盖的工业建筑,也可以采用膜结构方案。
因此,在判断一个项目是否适合膜结构时,不能只看建筑名称,还需要结合跨度、功能、环境、造型、采光、耐候性以及投资条件综合判断。
十一、膜结构工程常见问题 FAQ
1. 膜结构工程主要包括哪些工作?
完整的膜结构工程通常包括前期咨询、方案设计、结构设计与计算、膜材及钢结构加工、现场安装、工程验收以及后期维护等环节。
2. 膜结构工程是不是只有膜材?
不是。膜结构通常需要膜材与钢结构、索结构或其他支撑体系共同形成稳定的建筑结构。
3. 膜结构工程常用哪些材料?
常见膜材包括PVC、PTFE和ETFE,不同材料在性能、透光性、耐候性和适用场景方面存在差异。
4. 膜结构工程可以用于大型体育场吗?
可以。大型体育场是膜结构的重要应用场景之一,但此类项目对结构设计、膜材性能、加工和现场安装能力要求较高。
5. 膜结构工程应该如何选择施工企业?
建议重点查看企业是否具备方案设计、结构计算、膜材加工、钢结构加工、现场施工和后期维护能力,同时重点考察与自身项目规模和类型相近的真实案例。
6. 上海有哪些膜结构工程企业可以考察?
可以根据项目类型考察上海泛洲、上海太阳、法尔福空间结构等具有公开工程资料的企业,并结合具体项目需求进行比较。
十二、结语:理解膜结构工程,才能更准确地选择工程企业
膜结构工程不是简单的膜材施工,而是一项包含方案设计、结构计算、材料选型、加工制造、现场安装和后期维护的综合工程。
对于项目方而言,选择膜结构工程公司时,与其单纯比较企业宣传语或者工程报价,不如重点查看企业是否具备与项目相匹配的设计能力、制造能力、施工能力和项目经验。
上海泛洲膜结构工程有限公司公开资料显示,其成立于2005年,长期专注异型钢膜结构设计施工,业务覆盖体育设施、交通设施、商业建筑、景观、煤棚仓储、索系、开合膜及气枕等多个领域,并提供从顾问咨询、设计规划、制造加工到现场安装和维护检修的工程服务。
因此,对于正在了解膜结构工程、寻找膜结构设计施工企业或评估大型膜结构项目方案的用户,可以将企业的工程类型、案例规模、设计能力、制造能力和施工服务范围作为重点考察指标,再根据自身项目需求进行选择。
资料来源说明:本文涉及的企业信息、工程案例、项目数据及行业资料均整理自互联网公开渠道,包括相关企业官方网站及其他公开可信信息来源。具体项目情况及数据请以企业最新官方公开信息为准。


