Arhitektūras membrānas struktūras galvenie raksturlielumi

Membrānas struktūras kā ēkas sistēmas īpašības galvenokārt ir atkarīgas no tās unikālās formas un paša membrānas materiāla veiktspējas. Tieši šī iemesla dēļ membrānas struktūra var radīt dizaina risinājumus, ko nevar sasniegt ar tradicionālajām ēku sistēmām.
Viegls
Iemesls, kāpēc spriegojuma struktūrai ir mazs pašsvars, ir tas, ka tā balstās uz iepriekš nospriegotu formu, nevis materiāliem, lai saglabātu struktūras stabilitāti. Rezultātā tā pašsvars ir daudz mazāks nekā tradicionālajām būvkonstrukcijām, taču tam ir laba stabilitāte. Arhitekti var izmantot tā vieglo un lielo laiduma raksturlielumus, lai izstrādātu un sakārtotu konstrukcijas detaļas un organiski apvienotu vieglās un stabilās konstrukcijas īpašības.
Gaismas caurlaidība
Gaismas caurlaidība ir viena no mūsdienu membrānas struktūru īpašībām. Membrānas materiālu gaismas caurlaidība var nodrošināt ēkām nepieciešamo apgaismojumu, kas ir ļoti svarīgi ēkas enerģijas taupīšanai. Tas ir īpaši svarīgi dažām komerciālām ēkām, kurām nepieciešams vairāk gaismas un augsts spilgtums. Pateicoties visaptverošai dabiskā apgaismojuma un mākslīgā apgaismojuma izmantošanai, membrānas materiālu gaismas caurlaidība var nodrošināt lielāku estētiskās radīšanas telpu arhitektūras dizainam. Naktī gaismas caurlaidība pārvērš membrānas struktūru gaismas skulptūrā.
Membrānas materiālu gaismas caurlaidību nosaka tās pamatšķiedra, pārklājums un krāsa. Standarta membrānas materiālu spektrālā caurlaidība ir no 10% līdz 20%, daži membrānu materiāli var sasniegt 40%, un daži membrānu materiāli ir necaurspīdīgi. Membrānas materiālu caurlaidību un gaismas krāsas izvēli var regulēt pēc pārklājuma krāsas vai virsmas slāņa krāsas.
Izmantojot atbilstošu membrānas materiālu un caurspīdīgu siltumizolācijas materiālu kombināciju, siltumizolācijas slāni saturošo daudzslāņu membrānu var padarīt caurspīdīgu. Pat ja spektrālā caurlaidība ir tikai daži procentpunkti, membrānas jumts cilvēka acij joprojām ir spīdīgs un caurspīdīgs, un tas izskatās kā viegls jumts.
Elastīgums
Stiepes membrānas konstrukcijas nav stingras un deformējas vēja slodzes vai sniega slodzes ietekmē. Membrānas struktūra pielāgojas ārējai slodzei deformācijas rezultātā. Šajā procesā membrānas virsmas izliekuma rādiuss slodzes virzienā samazināsies, līdz tā spēs efektīvāk izturēt slodzi.
Stiepes struktūras elastība ļauj tai radīt lielus pārvietojumus bez paliekošas deformācijas. Membrānas materiāla elastīgās īpašības un priekšsprieguma līmenis nosaka membrānas struktūras deformāciju un reakciju. Pielāgošanās dabai elastīgās īpašības var iedvesmot cilvēku arhitektūras dizaina iedvesmu.
Dažādiem membrānas materiāliem ir atšķirīga elastība. Daži membrānu materiāli ir ļoti elastīgi un neplaisās un neplīst locīšanas dēļ. Šādi materiāli ir pamats un priekšnoteikums kustamo un izvietojamo konstrukciju efektīvai realizācijai.
Skulpturālā sajūta
Stiepes membrānas struktūras unikālā izliektā virsma piešķir tai spēcīgu skulpturālu sajūtu. Membrānas virsma panāk pašlīdzsvaru ar spriedzi. Negatīvās Gausa membrānas virsmas kāpumu un kritumu līdzsvara sajūta liek lielākajai struktūrai izskatīties tā, it kā tā viegli peld starp debesīm un zemi, it kā tā būtu izbēgusi no gravitācijas ierobežojumiem. Šī skulpturālā tekstūra ir aizraujoša gan telpās, gan ārā.
Stiepes membrānas struktūras ļauj arhitektiem izstrādāt dažādas spriedzes līdzsvarotas, sarežģītas un spilgtas telpiskās formas. Gaismai mainoties visas dienas garumā, skulpturālā membrānas struktūra rada dažādas formas caur gaismu un ēnu. Saullēktā un saulrietā gaisma ar zemiem kritiena leņķiem izcels jumta izliekuma un reljefa efektu. Kad saule atrodas apogeja punktā, membrānas struktūras racionalizētā robeža met uz zemes izliektu ēnu. Izmantojot membrānas materiāla gaismas caurlaidību un atstarošanas spēju, mākslīgais apgaismojums var arī padarīt membrānas struktūru par gaismas skulptūru.
Drošība
Vieglai stiepes membrānas konstrukcijai, kas izstrādāta saskaņā ar esošajiem valsts standartiem un vadlīnijām, ir pietiekama drošība. Vieglas konstrukcijas var uzturēt labu stabilitāti zem horizontālām slodzēm, piemēram, zemestrīcēm.
Tā kā vieglās konstrukcijas vieglais svars ir viegls, pat nejaušas sabrukšanas gadījumā tās bīstamība ir mazāka nekā tradicionālajām būvkonstrukcijām. Ja membrānas konstrukcija ir saplēsta un konstrukcijas izkārtojums var nodrošināt, ka stingrās atbalsta daļas, piemēram, masti un sijas, nesabrūk, briesmas būs vēl mazākas.
Membrānas struktūras elastība ļauj tai izturēt slodzi vislabvēlīgākajā formā pie jebkuras slodzes. Protams, konstrukcijas izkārtojums un forma jāprojektē un jāpielāgo atbilstoši slodzes apstākļiem. Projektam jānodrošina, ka membrānas virsma un tās palīgstruktūra darbojas saskaņoti, lai izvairītos no spēka koncentrācijas uz membrānas virsmu vai palīgstruktūru, lai sasniegtu strukturālo bojājumu kritisko vērtību.
Funkcija
Stiepes membrānas struktūras īpašību dēļ tā var atbilst daudzām dažādām arhitektoniski funkcionālām prasībām, sākot no vienkāršām ēnojošām konstrukcijām līdz lielām ēkām ar sarežģītām funkcijām, un dažām funkcionālajām prasībām tā ir vienīgā vispiemērotākā.
Ekspresīva arhitektūras forma
Ēkas ar specifiskām funkcijām var izteikt ar nodomiem, un unikāls stiepes membrānas struktūras izskats atspoguļo pašas ēkas dabisko skaistumu.
Šīs arhitektūras formas pašas un tradicionālās ēkas, kas ar tām saskan, veido interesantas ievērojamas ēkas uz zemes. Lielisks membrānas struktūras dizains ir organiska struktūras un izskata saplūšana, kas padara to izcilu un organiski integrējas dabiskajā vidē, vēsturē un mūsdienu pilsētas ainavā.
Vieglas konstrukcijas var uzskatīt par lielām skulptūrām, kas var pievienot vitalitāti apkārtējai telpai un kļūt par apkārtējās vides papildinājumu un fokusu.
Pretoties laikapstākļu ietekmei
Svarīga membrānas jumtu funkcija ir pretoties dažādu laikapstākļu izmaiņu (piemēram, saules, lietus, vēja un sniega u.c.) ietekmei uz tā iekšējo telpu un uzturēt komfortu ēkā. Izvēloties membrānas virsmas formu un materiālu, jāņem vērā visi iespējamie laikapstākļi, un, lai samazinātu enerģijas patēriņu, pēc iespējas vairāk jāizmanto pasīvās metodes, piemēram, pati ēka.
Porainus membrānas materiālus var izmantot kā aizsargkonstrukciju. Tas var kontrolēt gaismas caurlaidību un atstarošanu, lai telpā būtu izkliedēta gaisma, un veicināt dabisko ventilāciju, lai jumta temperatūra būtu tāda pati kā apkārtējās vides temperatūrai un izvairītos no lejupvērsta siltuma starojuma.
Lai izturētu vēju un sniegu, membrānas virsmas formai ir jāpadara drenāža gluda un ērta, kā arī jāizvairās no ūdens kabatu veidošanās vai sniega uzkrāšanās uz tās. Uzstādīšanas un formēšanas fāzē pirms saspriegšanas stiepes membrānas struktūra ir ļoti jutīga pret šīm slodzēm. Lai novadītu lietus ūdeni, membrānai un šuvēm jābūt hermetizētām un ūdensnecaurlaidīgām, arī membrānas malām jābūt īpaši detalizētām, lai lietus ūdens neiekļūtu telpā.
Mobilitāte un pagaidu raksturs
Vēl viena izcila priekšrocība salīdzinājumā ar citām konstrukcijām ir tā, ka vieglajai konstrukcijai ir regulējama ietekme uz vidi. Tam ir arī divas svarīgas īpašības, proti, mobilitāte un elastība.
Struktūru var atkārtoti demontēt un pārbūvēt dažādās vietās, kas ir stiepes membrānas struktūras mobilitāte. Tā apvieno nomadu un pastāvīgo arhitektūru. Membrānas maigums ļauj to viegli transportēt un ātri uzbūvēt, un tā aizņem ļoti maz vietas dīkstāvē. Šī īpašība padara membrānas konstrukciju ļoti piemērotu pagaidu pārvietojamām ēkām, it īpaši, ja notiek pēkšņas katastrofas vai ārkārtas situācijas un īsā laika periodā ir nepieciešama pajumte lielam skaitam cilvēku.
No otras puses, līdzās pastāvīgām ēkām pielīdzināmam komfortam, pārvietojamās membrānas konstrukcijas ievieš arī jaunu koncepciju būvniecības nozarē, tas ir, māju īpašumtiesību nodalīšanu no zemes īpašumtiesībām. Ēkas vairs nav nekustamas, bet pārvietojamas. Šai mobilitātei un atkārtotai izmantošanai ir liela nozīme, lai paātrinātu mūsdienu pilsētu attīstību un arhitektūras funkciju pārveidi atsevišķās īpašās jomās.
Paplašināmība un pielāgošanās spēja
Paplašināmās struktūras var uzskatīt par cilvēka radītu adaptīvu sistēmu, kas, tāpat kā daudzi dabiskie organismi, var mainīt savu formu atbilstoši vajadzībām. To telpiskais izvietojums un reakcija uz laikapstākļu izmaiņām ir elastīga un adaptīva. Aktīvu enerģijas taupīšanu var panākt, kontrolējot dabisko apgaismojumu un iekšējo temperatūru. Paplašināmās konstrukcijas var būt atvērtas vai slēgtas, un to elastība ļauj tām mainīt telpas īpašības. Rūpīgi izstrādātā paplašināmā jumta elegantā bīdīšana iemieso harmoniju starp cilvēku un dabu. To sauc par radīšanu, un viegluma un paplašināšanas pilnīga kombinācija veido jēdzienu "bez būvniecības mājas", kuru var realizēt jebkurā laikā vai vietā.