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膜结构

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编辑次数: 7 次  更新时间: 2014-04-04 09:46:37
参考资料:
中国膜结构行业发展前景与投资战略规划分析报告

膜结构(Membrane)是20世纪中期发展起来的一种新型建筑结构形式,是由多种高强薄膜材料(PVC或Teflon)及加强构件(钢架、钢柱或钢索)通过一定方式使其内部产生一定的预张应力以形成某种空间形状,作为覆盖结构,并能承受一定的外荷载作用的一种空间结构形式。

膜结构行业定义及分类

膜结构行业定义

膜结构(Membrane)是20世纪中期发展起来的一种新型建筑结构形式,是由多种高强薄膜材料(PVC或Teflon)及加强构件(钢架、钢柱或钢索)通过一定方式使其内部产生一定的预张应力以形成某种空间形状,作为覆盖结构,并能承受一定的外荷载作用的一种空间结构形式。

膜结构可分为充气膜结构和张拉膜结构两大类。充气膜结构是靠室内不断充气,使室内外产生一定压力差(一般在10mm-30mm柱之间),室内外的压力差使屋盖膜布受到一定的向上的浮力,从而实现较大的跨度。张拉膜结构则通过柱及钢架支承或钢索张拉成型,其造型非常优美灵活。

从广义方面讲,只要是使用了膜材料的结构都称之为膜结构,而狭义上膜以结构支撑体系存在的只有充气膜结构,其他的都是与别的构件组合而成。前瞻产业研究院研究的是广义上的膜结构。

膜结构产品分类

我国《膜结构技术规程》(CECSl58:2004)根据膜材及相关构件的受力方式把膜结构分成四种形式:整体张拉式膜结构、骨架支承式膜结构、索系支承式膜结构和空气支承膜结构。

空气支承膜结构,即充气膜结构是利用膜内外空气的压力差为膜材施加预应力,使膜面能覆盖所形成的空间。有气承式和气囊式两种。

张拉膜结构通过给膜材直接施加预拉力使之具有刚度并承担外荷载。整体张拉式膜结构,通过膜面内力直接将荷载传递给边缘构件,应用在跨度较小的膜结构当中。钢索和膜结合形成张拉索一膜结构可应用于较大跨度的膜结构。

以上两种形式中钢索的作用不尽相同,在充气膜中,钢索主要起加劲作用;在张拉膜结构中,钢索与膜材都是主要受力构件。

骨架支承式膜结构是指由钢构件或其它刚性构件作为承重骨架,在骨架上布置按设计要求张紧的膜材。索系支承式膜结构的主要形式是索穹顶结构,索穹顶结构是以连续的拉索和不连续的压杆组成的预应力空间结构体系。这类结构使用薄膜作为覆盖材料,其中的膜材是传力构件而非主要受力构件,主要作用是围护。

膜结构行业政策环境分析

膜结构行业相关标准

(1)《膜结构技术规程》

中国第一本《膜结构技术规程》由中国工程建设标准化协会批准,于2004年8月1日开始施行。此规程由中国钢结构协会空间结构分会和中国建筑科学研究院主编,参加编制工作的有国内从事膜结构的高等学校、设计及制作安装等九个单位。

《膜结构技术规程》反映了我国在膜结构技术上的特点,又汲取了国外的先进经验。《膜结构技术规程》主要技术内容有:设计基本规定;材料;结构计算;连接构造;制作、安装和工程验收;维修和保养。囊括了膜结构从设计、施工到使用的全过程。

(2)《膜结构检测技术规程》

2007年9月1日,《膜结构检测技术规程》正式开始实施。规程由同济大学、上海建筑设计研究院有限公司会同有关单位组成编制小组编制而成。

《膜结构检测技术规程》主要由9章和12个附录构成,主要内容为:总则;术语、符号;基本规定;膜材性能;其他材料性能;连接与节点;预张力;尺寸与偏差;外观质量。

(3)《膜结构用涂层织物》

2010年1月20日,《膜结构用涂层织物》发布,并于2010年6月1日实施。它应该说是我国膜结构材料的第一本标准。该本标准由中国纺织工业协会和中国钢结构协会空间结构分会联合提出,由中华人民共和国工业和信息化部发布,属于中华人民共和国纺织行业标准。这个标准的主要内容为:范围,分类、规格和代号,要求,实验方法,检验规则,包装和储运。

《膜结构用涂层织物》作为建筑膜材的第一本行业标准,它只涉及基布纤维类的建筑膜材,因为该规范属于纺织行业标准;而新型的膜结构材料ETFE则尚未被包括在内,这必然对ETFE的发展有所影响。可见,建筑膜材的标准也待继续完善。

膜结构行业相关政策

膜结构建筑作为一种新型的节能建筑形式,得到了政府部门政策大力支持。国家发改委鼓励"节能省地型建筑暨绿色建筑的开发、新型建筑结构系统开发"。

我国中央政府对绿色建筑的政策导向如下表所示:

图表1:中央政府对绿色建筑行业的相关政策导向
部门规划主要内容
国务院《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》将“建筑节能与绿色建筑”作为重点领域“城镇化与城市发展”下的优先项目。中国绿色建筑发展总体战略目标是以实现国家“十二五”规划约束性指标为契机,促进绿色建筑发展,大力发展节能省地型住宅,通过实现绿色建筑的“四节一环保”推动中国可持续发展。
国务院《“十二五”节能减排综合性工作方案》明确提出发展绿色建筑的重点任务,即大力推动绿色建筑发展,实现绿色建筑普及化,具体要求:1)明确“十二五”期间绿色建筑发展目标、重点工作和保障措施;2)研究出台促进绿色建筑发展的政策;3)继续完善绿色建筑标准体系,鼓励地方制定更加严格的绿色建筑标准;4)开展绿色建筑相关示范;5)加快绿色建筑相关共性关键技术研究开发及推广力度;6)加大绿色建筑评价标识实施力度。
住建部《绿色建筑行动方案(征求绿色建筑行动是用绿色理念指导城乡建设,明确发展方向。行动方案要求:在政府投资建筑、商业房地产开发、工业建筑、新农村建筑等领域全面推进绿色建筑。政府办公建筑、学校、医院、大型公共建筑、保障性住房、棚户区改造等逐步执行强制性绿色建筑标准。重点任务包括:
 意见稿)》(2011年7月)1)建立健全绿色建筑标准和规范、积极推进绿色规划、推进绿色建筑规模化建设、开展低碳生态城示范。2)引导农村绿色住宅建设、加快实施存量建筑改造、推进可再生能源规模化利用、开展城市供热系统改造。3)加快技术研发推广、大力发展绿色建材产业。4)强化城镇污水处理和水资源综合利用、严格建筑拆除管理、促进住宅产业化。
住建部《“十二五”建筑节能规划(征求意见稿)》“十二五”期间发展绿色建筑的重点任务是大力推动绿色建筑发展,实现绿色建筑普及化。一是积极推进绿色规划。二是大力促进城镇绿色建筑发展。三是严格绿色建筑建设全过程监督管理。
财政部、住建部《关于绿色重点小城镇试点示范的实施意见》及《绿色低碳重点小城镇建设评价指标(试行)》通过国家项目的支持,带动绿色建筑从大城市向小城镇发展,引导我国的城市化建设朝着正确方向发展。
财政部、住建部《可再生能源建筑应用专项资金管理暂行办法》将对区域性大型再生资源回收利用基地建设项目给予贷款贴息和财政补助上的资金支持。其中,明确规定对盈利性弱、公益性较强的改、扩建项目,将给予最高2000万元的财政
  补助资金。
财政部、住建部《关于加快推动我国绿色建筑发展的实施意见》(财建【2012】167号)明确建立财政激励机制手段,对绿色建筑的增长量提出要求,同时首次提出国家层面的绿色建筑补贴标准。
科技部《“十二五”绿色建筑科技发展专项规划》依靠科技进步,推进绿色建筑规模化建设,显著提升我国绿色建筑技术自主创新能力,加速提升绿色建筑规划设计能力、技术整装能力、工程实施能力、运营管理能力,提升产业核心竞争力,改变建筑业发展方式。其中包括:突破一批绿色建筑关键技术;建立较完备的绿色建筑评价技术和标准体系;研发一批绿色建筑新产品、新材料、新工艺及新型施工装备;推动绿色建筑规模化应用示范;组建多层级的绿色建筑技术研发平台。
资料来源:前瞻产业研究院膜结构行业研究小组整理

部分地方政府关于绿色建筑的政策导向如下表所示:

图表2:部分地方政府对绿色建筑行业的相关政策导向
地区政策主要内容
深圳《深圳市绿色建筑评价规范》深圳地区设立绿色建筑奖励专项资金,对于获得较高等级绿色认证的项目,在招标政策、资金补贴等方面给予一定的奖励和优惠。
上海《上海市绿色建筑评价标识实施办法(试行)》应用可再生能源的,房地产企业能拿到50元/平方米的政策鼓励。
重庆《重庆市绿色建筑评价标取得重庆市绿色建筑竣工标识的工程项目,可按有关规定向相关部门申请享受国家及重庆市有关税收优惠政策。按计划,在“十二五”期间,重庆将建设1000万平方米以上的绿色建筑。
 识管理办法》(试行) 
江苏《江苏省建筑节能管理办法》设立了“节能减排(建筑节能)专项引导资金(每个区域补贴1500万元)”,要求“建筑节能和绿色建筑示范区”新开工项目中,绿色建筑和低能耗建筑项目比例不低于50%,且其中50%的绿色建筑至少达到二星级。
北京《北京市“十二五”时期民用建筑节能规划》提出了北京市建筑节能的发展目标、重点工作任务和保障措施。将绿色建筑和住宅产业化工作实现新突破。在未来科技城、丽泽金融商务区、海淀北部新区等组织绿色建筑园区的试点示范。绿色建筑由单体建筑向绿色园区扩展,重要功能园区和政府投资项目均要达到绿色建筑标准。“十二五”时期建成绿色建筑3500万平方米,到2015年产业化施工的住宅达到当年建筑量的30%以上。
河北《河北省民用建筑节能条例》专设一章对“可再生能源利用”做了规定。强化财税支持。采取财政贴息、财政补助、税收优惠等措施,支持发展绿色建筑。在绿色建筑的建设中,对规模化、一体化使用可再生能源的,可适当给予减免所得税等。如邢台市对2007年1月1日后开工的太阳能建筑一体化项目,给予城市建设配套费减免50%优惠等。
山东《关于积极促进绿色建筑发展的意见》“十二五”期间,政府投资的项目全部按照绿色建筑标准规划、设计、建设、使用,城市新区、新批经济开发区内的新建建筑全部满足绿色建筑技术要求,创建一批示范带动作用明显的绿色建筑区域示范项目。
武汉《武汉市绿色建筑管理试行办法》明确市政府设立建筑节能专项资金,用于奖励和扶持绿色建筑试点示范工程
资料来源:前瞻产业研究院膜结构行业研究小组整理

膜结构行业发展状况分析

目前国内膜材的水平仍然较低。目前,我国膜材的生产企业,在引进生产技术与生产设备,从国外进口生产基材所用的原丝、外层涂料的情况下,开始生产PVC、PTFE等膜材。但是,国产膜材的性能还不完善,而且占据的市场份额也很小,可以说国内膜结构建筑所用膜材基本上还依赖于进口。但自2002年上海企业从德国引进了全套可进行PVDF表面处理的PVC聚酯纤维膜材生产线,膜材幅宽4.05m。也有的企业正策划投资生产PTFE涂层玻璃纤维膜材,但目前国产玻璃纤维最细只有6微米,短期内将制约PTFE膜材的国产化,但这类问题终将解决,摆脱膜材依赖进口的局面已为时不远。

从1997年至2001年,五年内我国建造的膜结构达37万吨;2003年建造的膜结构约18万吨;2005年、2006年建造的膜结构分别超过33和40万吨。2008年北京奥运会、2010年上海世博会和广州亚运会的举行,以及各种类型的展览馆建设,使得我国迎来了膜结构建筑的发展高峰期,这几年间我国膜结构建筑的建造规模扩张非常迅速。

具体内容详见前瞻产业研究院发布的《2013-2017年中国膜结构行业发展前景与投资战略规划分析报告》。

膜结构行业国际知名企业

法国Ferrari公司

德国Mehler公司

德国Durakin公司

美国Seamen公司

韩国秀博公司

日本太阳工业株式会社

日本旭硝子株式会社

膜结构行业国内领先企业

宁波天塔工业材料有限公司

上海申达科宝新材料有限公司

北京五洲佳泰新型涂层材料有限公司

泰兴市维维高分子材料有限公司

南京康特复合材料有限责任公司

浙江星益达增强材料有限公司

福建思嘉环保材料科技有限公司

安徽柏拉图涂层织物有限公司

北太阳(廊坊)塑胶蓬布有限公司

广州市迪马膜结构材料有限公司

 

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