充氣膜建筑簡介

（一）氣膜建筑的基本概念

氣膜建筑就是采用高強度、高柔性的薄膜材料為主要材料，利用密封空間內空氣壓力支撐原理，將膜材的外沿固定在地面基礎或者屋面結構周邊上，利用充氣系統將大量空氣送入氣膜內部空間，當氣膜內壓力大于氣膜外壓力時，就產生一定的氣壓差，氣膜內氣體就能將膜材支撐起來覆蓋在地面或者屋面上，形成大跨度的無梁無柱的建筑空間。

（二）氣膜建筑的產生與發展過程

早在1917年，英國人威廉·蘭切斯特(Willian lanchester)首次提出了空氣支撐式帳蓬(Air-supported camps) ，用于野戰醫院，并申請了專利，但由于當時的技術條件和生產能力等原因沒有成為現實。

直到1946年，美國的瓦爾特·勃德(Walter Bird)首次建成了一座利用氣體支撐的薄膜式穹頂，氣膜材料為尼龍纖維布，用于美國軍用雷達防護罩(Radar dome)。

美國于1963年在紐約建成了世界上第一座氣膜網球館，40多年來，世界各地（主要在歐美地區）構建了數萬個不同大小的氣膜建筑。

一套完整的氣膜建筑還包括了照明系統和門禁系統，如下圖所示。

圖1 氣膜建筑工作原理和各系統組成示意圖

由圖1可以看出：整個建筑沒有受彎、受扭和受壓的構件，內部無需任何框架或梁、柱支撐，目前可以實現180米的跨度。

圖2給出了大氣壓力與空氣含氧量之間關系的曲線。由圖可以看出隨著大氣壓力的升高，空氣的含氧量是遞增的。因此氣膜內外的氣壓差不僅不會對人體有任何不良的影響，相反，由于氣膜內空氣含氧量大于氣膜外空氣含氧量，因而，在氣膜建筑內進行運動，其空氣環境對人們是有幫助的。

通常氣膜內外氣壓差約為250～500Pa，約0.0025～0.005個大氣壓（1大氣壓=106Pa）。

圖2  空氣含氧量與大氣壓力關系示意圖

氣膜建筑的安裝過程

1. 平整好的場地（黑色）

2. 固定氣膜建筑（白色）

3.連接鼓風系統，開始充氣

4.充氣中

5. 充氣完成