体育场膜结构,膜结构技术在现代体育场设计中的应用与优势解析

你有没有想过，那些在体育场上空翱翔的巨大穹顶，其实是一种叫做“体育场膜结构”的建筑形式？它们轻盈、美观，却又坚韧无比，为体育场馆增添了一抹亮丽的色彩。今天，就让我们一起走进体育场膜结构的奇妙世界，探索它的设计原理、应用案例以及背后的故事。

体育场膜结构的魅力

当你走进一个现代化的体育场，你可能会被那些巨大的膜结构罩篷所吸引。这些罩篷不仅为观众提供了遮阳避雨的场所，还赋予了体育场一种独特的现代美感。体育场膜结构，顾名思义，是一种利用薄膜材料和预应力技术构成的轻型空间结构。它具有自重轻、形态多样、抗震性能好等特点，适用于大跨度的体育场馆建设。

膜材料的选择是体育场膜结构设计的关键。常用的膜材料有聚酯纤维涂层聚氯乙烯（PVC）、玻璃纤维涂层聚四氟乙烯（PTFE）、乙烯四氟乙烯共聚物（ETFE）等。这些材料具有良好的耐候性、抗紫外线、抗老化性能，能够保证膜结构的使用寿命。同时，膜材料的透光性能良好，能够为观众提供舒适的观赛环境。

天津奥体中心体育场看台膜结构设计思路

天津奥体中心体育场是一座具有现代化特色的大型体育场馆，其看台采用了膜结构设计，以满足观众的舒适度和视觉效果。膜结构具有重量轻、形态美观、空间感强等特点，是现代建筑设计中的一种创新理念。

膜结构的选材是设计的重要环节。天津奥体中心体育场看台膜结构的主要材料为高强度聚酯纤维布和聚四氟乙烯（PTFE）涂层，这种材料具有良好的耐候性、抗紫外线、抗老化性能，能够保证膜结构的使用寿命。同时，膜材料的透光性能良好，能够为观众提供舒适的观赛环境。

膜结构的形态设计也是关键。天津奥体中心体育场看台膜结构采用了双曲面形态设计，这种形态既具有良好的空间感，又能够实现自然排水。双曲面形态的膜结构看台能够有效地遮挡阳光、雨水等自然因素，为观众提供舒适的观赛环境。

国家体育场的膜结构设计挑战

国家体育场，也就是我们常说的“鸟巢”，采用了复杂的膜结构设计。这种设计不仅要求膜结构具有高强度和耐久性，还要求它在各种气候条件下都能保持稳定的形态。国家体育场的膜结构设计需要考虑的问题非常多，比如清洁、防鸟、焰火等。

清洁是一个重要的问题。对于具有透光性能的材料，保证其透光性是维护的重要工作之一。国家体育场使用的PTFE和ETFE材料本身具有良好的自洁性，在膜材表面不易沾上灰尘，在降雨时落在表面的灰尘在雨水的冲刷下会很容易被清洁。因此，在国家体育场的外层ETFE膜结构采用自然降雨进行清洁；对于内层的PTFE声学膜，因为有外层ETFE的保护，不会遭受雨水的侵淋；同时其表面布满微小网眼不宜采用水清洗的方法，因此PTFE吸声膜采用吸尘的清洁方式。

防鸟也是一个重要的问题。与以往的建筑材料不同，鸟类在ETFE膜材表面的活动会损坏ETFE膜材。两层膜结构之间有开口，使鸟类可以很容易地飞进去，鸟类的排泄物及死亡鸟类的尸体会增加对PTFE和ETFE膜材的污染，增加清洁的难度；在两层膜之间的鸟可能会因为场内观众的噪声受惊，产生混乱向上飞而破坏ETFE膜。因此，如何防止鸟类对膜表面的破坏是一个课题。根据实际工程经验，ETFE膜材对于鸟类不是透明的，鸟类会在飞行中规避膜材；由于膜材表面的光滑程度很高，鸟类一般不会在膜材中间停留，而选择在膜材的边缘停留，因此欧洲的一些膜结构建筑在膜材的边缘放置防鸟线来防止鸟类的停留。对于国家体育场，在两层膜结构之间的间距有12米，巨大的开口无法用物质手段将内部完全封闭，因此只有采取措施防止鸟类飞近体育场才是有效的方法。在机场使用的驱鸟声纳就是一种较好的驱鸟手段，这种设备在欧洲的膜结构建筑中也有使用的实例。

四川体育场的膜结构案例

四川体育场也是一个很好的膜结构应用案例。根据建筑设计的总体规划、功能、经济预算，选择性价比的膜设计方案:双层膜方案。PVC外膜加PVC内膜、外膜加PVC内膜、外膜加内膜，内衬膜主要控制吸声，外膜以建筑耐久性、结构性为主。双层膜加隔声层方案。注意隔声材料与隔热保温材料兼容性，以及与透光率的协调。PVC单层膜方案。外部噪声隔离:先考虑膜结构的朝向和位置，以便限度地减少噪声渗入。除建筑物的位置外还应