膜結(jié)構(gòu)在污水池及環(huán)境污染治理中的應(yīng)用

膜結(jié)構(gòu)也稱(chēng)織物結(jié)構(gòu)，它以性能優(yōu)良的柔軟織物為材料，由內(nèi)部空氣力支

承膜面，或利用柔性鋼索和剛性支承結(jié)構(gòu)使膜面產(chǎn)生一定的頑力，從而形成具有

一定剛度并能覆蓋大空間的新型空間結(jié)構(gòu)體系。

膜結(jié)構(gòu)一般可分為空氣支承膜結(jié)構(gòu)(即充氣式膜結(jié)構(gòu))、張拉式膜結(jié)構(gòu)及骨架

支承式膜結(jié)構(gòu)三種，它們具有不同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、建筑表現(xiàn)形式，適應(yīng)不同的應(yīng)用

場(chǎng)所。鋼支承反吊氟碳膜結(jié)構(gòu)是專(zhuān)門(mén)針對(duì)污水池加蓋升發(fā)的新型結(jié)構(gòu)方式，選

用了耐腐蝕的氟碳纖膜作為覆蓋材，并通過(guò)反吊的形式來(lái)適應(yīng)污水池的腐蝕性環(huán)

境。在河南景天膜結(jié)構(gòu)工程有限公司污水站已率先使用了鋼支承反吊氟碳纖膜進(jìn)

行污水池加蓋，取得良好的效果。

1.耐久性

生產(chǎn)商同時(shí)針對(duì)化學(xué)品對(duì)膜材的破壞老化影響進(jìn)行了分析，試驗(yàn)包括：（1)超常

時(shí)間浸泡在含有NH3和H2S04的不同水溶液中。（2)在浸之前和之后檢測(cè)抗拉強(qiáng)度

的變化，以評(píng)估面料的機(jī)械性能的變化。

      鋼支承反吊氟碳纖膜結(jié)構(gòu)的巧妙之處在于“反吊”，采用了抗腐蝕能力很強(qiáng)

的氟碳纖膜把廢氣罩住，鋼結(jié)構(gòu)在外側(cè)將氟碳纖膜懸吊。這樣既充分發(fā)揮了氟碳

纖膜的抗腐蝕性能，又從根本上解決了鋼結(jié)構(gòu)與腐蝕性氣體接觸帶來(lái)的腐蝕問(wèn)題

因而鋼構(gòu)件可以按普通建筑結(jié)構(gòu)等級(jí)考慮，具有50年的使用壽命，充分發(fā)揮了

鋼支承的結(jié)構(gòu)性能，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)骨架與覆蓋材性能的完美結(jié)合。

2.安全性

      鋼支承反吊氟碳纖膜結(jié)構(gòu)對(duì)荷載的抵抗能力更強(qiáng)，常的結(jié)構(gòu)荷載主要為自

重，風(fēng)載，雪載和地震作用。

(1）      自重氟碳纖膜自重一般只有1kg/m2左右，屬于輕質(zhì)高強(qiáng)的材料，對(duì)于

大跨度的池體如沉淀池等無(wú)為適合，從程度上減小了覆蓋材自重荷載的影響。另

外陽(yáng)光板和玻璃鋼板需要大量的標(biāo)條支承，而膜是通過(guò)預(yù)力張拉體現(xiàn)結(jié)構(gòu)行為的

材料，因此可以做到較大跨度而中間不需要任何支撐桿件，這樣鋼構(gòu)件的自重也

大為減小。

(2）    風(fēng)載氟碳纖膜的形狀多為圓錐體，而且由于氣體收集的要求整體都為封

閉的，風(fēng)會(huì)從曲線的膜面滑過(guò)，參照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范中的規(guī)定它的體形系數(shù)值

在0.5~0.8，風(fēng)洞試驗(yàn)的數(shù)據(jù)則更小些，這樣從體型上削弱了風(fēng)載對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。

(3）    雪載氟碳纖膜結(jié)構(gòu)是屬于張拉體系，必須形成比較大的負(fù)高斯雙曲面才

能使預(yù)應(yīng)力有效施加，因此膜面必須有大的高差，即能形成相對(duì)大的坡度。另外

膜的表面十分光滑，使雪能很難堆積在膜面上，積雪系數(shù)可根據(jù)高差參照建筑結(jié)

構(gòu)荷載規(guī)范進(jìn)行選取，也可有條件自行做滑雪試驗(yàn)

(4)     地震作用由于膜自重很小，而且結(jié)構(gòu)屬于柔性體系，自振周期長(zhǎng)，自振

周期t較大時(shí)，地震作用很小，因此可以大幅度地減少地震作用的影響。

3．安裝快捷，檢修方便

(1)      安裝快捷鋼支承和膜體的加工都在工廠進(jìn)行，加工質(zhì)量得到可靠保障。

現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)間短，減少了對(duì)場(chǎng)地的占用。無(wú)其是舊池改造項(xiàng)目可采取結(jié)構(gòu)整體吊

裝，不影響池體內(nèi)部的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)。

(2)     檢修方便由于工藝上的要求，需要定期對(duì)設(shè)備維修和檢查，可以通過(guò)在

邊膜上預(yù)留門(mén)和通道的方式解決，參見(jiàn)巴黎污水池圖可知這種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)開(kāi)門(mén)開(kāi)窗

十分便捷，可滿(mǎn)足任何工藝上的需求。

4.美觀性

(1)     形式靈活多樣鋼支承反吊氟碳纖膜結(jié)構(gòu)可根據(jù)場(chǎng)地條件的不同，設(shè)計(jì)與

周?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào)的外觀，充分顯示了柔性結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。

(2)    光學(xué)美感氟碳纖膜材料的透射率約為6%，在日照下結(jié)構(gòu)內(nèi)部具通透性和

明亮度，能滿(mǎn)足內(nèi)部設(shè)備檢修的需求，在間燈光照明時(shí)，光線透過(guò)膜材能達(dá)到

特殊的建筑效果。

(3)    自潔性氟碳纖膜的表面處理具有良好的自潔性能，限制了灰塵堆積，便

于維護(hù)，其抗污染能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)覆蓋材，能使建筑保持清潔的外觀，

(4)造型美觀鋼結(jié)構(gòu)骨架粗?jǐn)U壯觀，充滿(mǎn)陽(yáng)剛的力感美，而氟碳纖膜則外觀

優(yōu)雅，顯得輕盈而飄逸，充滿(mǎn)陰柔的曲線美，可謂剛?cè)岵?jì)，相得益彰。在平淡

的廠區(qū)必將形成一道亮麗的風(fēng)景線，成為工廠具標(biāo)志性的建筑，使其充滿(mǎn)工業(yè)現(xiàn)

代化的氣息。

    綜上所述，氣體治理領(lǐng)域在還是一個(gè)較新的課題，歐洲的發(fā)展已趨成熟，在

污水池加蓋工程中鋼支承反吊氟碳纖膜結(jié)構(gòu)得到廣泛地應(yīng)用。在我國(guó)傳統(tǒng)的污水

池加蓋方式由于防腐蝕性能的缺陷已經(jīng)制約了氣體收集治理的發(fā)展，而耐腐蝕、

輕質(zhì)高強(qiáng)、造型多樣和透光性能良好的膜結(jié)構(gòu)頂蓋通過(guò)工程實(shí)踐效果理想，值得

進(jìn)行擴(kuò)大推廣。