充气膜结构是一种新型建筑结构，是轻型空间结构的一个重要分支 1。以下是其详细介绍：

工作原理

通过风机向结构内部鼓风送气，使膜结构内外保持一定的压力差，以保证膜结构体系的刚度，维持所设计的形状，同时压力控制系统可使结构维持一定的内外压，保证结构稳定性 1。

发展历史

· 起源：1917 年，英国 w.lanchester 发明了一种充气膜结构作为右外医院建筑屋面，但未建成。1946 年，英国人 walter bird 建成第一个现代充气膜结构 —— 多普勒雷达穹顶 1。

· 发展：1950-1970 年间，在美国、德国等地建造了大量类似穹顶，最大直径达到 60m。1970 年日本大阪世博会为膜结构发展提供契机，建成了大跨低轮廓充气膜结构的美国馆。1972-1984 年，在美国建成多座巨大型充气膜结构，如银色穹顶等，但多数被证明难以有效抵抗恶劣气候条件。1988 年，日本建成东京穹顶，之后世界各地建造巨大型充气膜结构建筑减少 1。

分类及特点

· 气承式膜结构 ：

· 良好的经济性：造价低廉，节省支撑系统和地基基础处理的费用，造价通常只有常规结构的 50% 左右。

· 满足大跨度、大空间需求且安全性高：具有优良的跨越能力，无需内部支撑，可创造出无遮挡的大跨度空间，自重很轻，每平米自重约 3 公斤。

· 建设周期短，可整体拆装移动：加工制作均可在工厂内完成，现场只需安装作业，一般从设计、设备采购到加工制作只需 2-3 个月。

· 节能环保，适用性强：基于其气密性、保温性和透光性实现节能，膜材料可回收利用，建造和拆除过程中几乎无建筑垃圾和环境污染。

· 气胀式膜结构（气肋式、气枕式、气囊式） ：

· 建筑造型优美：能实现独特的建筑外形，如采用 ETFE 膜材料的气枕式膜结构，可创造出轻盈、通透且富有现代感的建筑外观。

· 结构体系轻盈，施工安装便利：相对传统建筑结构，其自重较轻，便于运输和安装，可有效缩短施工周期。

· 节能环保，便于维护保养：具有良好的隔热、保温性能，能降低建筑能耗，且膜材表面光滑，不易积尘，维护成本较低。

· 防火性能优良：部分气胀式膜结构采用的膜材具有较好的防火性能，能提高建筑的安全性。

· 使用寿命长：在正常使用和维护条件下，气胀式膜结构可使用较长时间。

应用领域

· 工业领域：可用于污染土处理区、堆肥处置区、危废处置区、垃圾填埋作业区等大面积敞开式作业区，解决污染气体无组织排放问题 1。

· 体育场馆领域：如滑冰场、游泳馆、羽毛球场等，因其内部富氧且不受外界天气干扰 1。

膜材及相关部件

· 膜材：是充气膜结构的主要材料，起到密封以及承载的作用，决定了充气膜结构的使用及安全性能。主要有织物类膜材、热塑聚合物类膜材等 。

· 拉索：气承式膜结构中索体常采用钢丝绳、钢绞线和非金属索体等，用于增强结构的稳定性和承载能力 。

设计与施工要点

· 设计：需要考虑建筑的功能需求、使用年限、地理位置、气候条件等因素，确定膜材的类型、厚度、强度等参数，以及充气系统、压力控制系统、锚固系统等的设计。同时，还需要进行结构分析和计算，确保充气膜结构在各种荷载作用下的安全性和稳定性。

· 施工：包括基础施工、膜材加工制作、现场安装等环节。基础施工要确保地基的承载力和稳定性，满足充气膜结构的荷载要求。膜材加工制作通常在工厂内进行，要保证膜材的裁剪、焊接、拼接等工艺质量。现场安装时，要注意膜材的铺设、张拉、固定等操作，确保膜结构的平整度和密封性，以及充气系统、压力控制系统等设备的安装调试。

维护与保养

· 日常检查：定期检查膜材的表面状况，查看是否有磨损、划伤、撕裂、渗漏等问题，检查充气系统、压力控制系统、锚固系统等设备的运行情况，确保其正常工作。

· 清洁维护：根据膜材的材质和使用环境，定期进行清洁，去除表面的灰尘、污垢等，保持膜材的透光性和美观性。对于一些难以清洁的污渍，可以使用专业的清洁剂进行清洗，但要注意避免对膜材造成损坏。

· 防风措施检查：在强风季节来临前，检查防风措施是否到位，如锚固点是否牢固、拉索是否张紧等，确保充气膜结构在大风天气下的安全性。

· 维修与更换：对于发现的膜材损坏或设备故障，要及时进行维修或更换，避免问题扩大化，影响充气膜结构的正常使用。同时，要建立维修档案，记录维修情况和更换的部件信息，以便日后参考。