膜结构在机场建筑主体项目建设中的应用因其独特的材料特性和设计优势,已成为现代机场建设中极具吸引力的选择。它不仅能满足机场大跨度、高空间的功能需求,还能创造出极具现代感和标志性的建筑形象,同时兼顾功能性与经济性。以下是膜结构在机场中的主要应用场景及其优势:
一、 主要应用场景
航站楼屋顶/屋盖:
大跨度覆盖: 膜材轻质高强,能轻松实现几十米甚至上百米的无柱大跨度覆盖,创造出开敞、明亮、无遮挡的出发大厅、值机区、候机区等核心空间,提供极佳的视觉通透性和空间体验(如北京首都国际膜结构机场T3航站楼、深圳宝安国际膜结构机场T3航站楼、广州白云膜结构机场航站楼)。
自然采光: 大部分膜材具有良好的透光性的ETFE膜材,能将自然光均匀柔和地引入室内,大幅减少白天的人工照明能耗,创造舒适的室内光环境,同时减少“光污染”。
造型自由: 膜结构造型灵活多变,可塑造出极具动感和标志性的曲面形态,成为机场乃至城市的地标(如迪拜国际机场、新加坡樟宜机场部分区域)。其流线型外观也常被赋予“飞翔”、“流动”等寓意。
快速施工: 膜材及主要钢结构可在工厂预制,现场安装速度快,能显著缩短航站楼的建设周期。
连接廊道/指廊屋顶:
连接航站楼主楼与卫星厅或登机口的廊道,采用膜结构屋顶同样能实现轻质、透光、大跨度的效果,为旅客提供舒适的通行环境。
入口雨棚/落客区/车道边覆盖:
在航站楼出发层和到达层的车道边,巨大的膜结构雨棚能为上下车的旅客和行李提供遮阳挡雨的保护,其轻盈现代的造型也构成了旅客对机场的第一印象(如上海浦东国际机场T2航站楼入口雨棚、广州白云国际机场T2航站楼入口雨棚)。
通常采用单层或张拉式膜结构,造型简洁有力。
值机岛/安检区顶棚:
在航站楼内部,局部区域如值机柜台集群或安检排队区上方,可采用较小的膜结构单元作为装饰性或功能性顶棚,起到空间限定、引导人流和改善局部光环境的作用。
机场停车场:
机场的大型露天停车场采用膜结构车棚,可为车辆提供遮阳(减少车内高温)和避雨(方便旅客上下车)的功能。其轻质特性也降低了支撑结构的成本。
货运站/机库门:
部分大型货运设施或特种机库的大门或部分屋顶会采用柔性开启的膜结构,满足大尺寸开口的需求。
景观小品/休息亭:
机场内部或外部绿化区域,小型膜结构亭子可为旅客提供遮阳避雨的休憩场所,兼具功能性和景观性。
二、 膜结构应用于机场的核心优势
轻质高强: 单位面积重量远轻于传统建筑材料(混凝土、金属板),显著降低主体结构和基础的荷载与造价,尤其利于大跨度结构。
大跨度无柱空间: 这是膜结构最突出的优势之一,能创造出满足机场功能需求的广阔、开放、灵活的内部空间。
优异的自然采光: 透光膜材(ETFE, PTFE涂层玻璃纤维布)提供高质量的漫射光,节能环保,提升空间品质。
造型自由与美学价值: 能够实现复杂的三维曲面造型,赋予建筑独特的现代感、流动感和标志性,提升机场形象。
施工速度快: 工厂化生产程度高,现场安装便捷,可有效缩短工期。
良好的自洁性: 表面涂层(尤其是PTFE)具有“荷叶效应”,不易附着灰尘和污物,雨水冲刷即可保持清洁,大大降低高空维护成本和难度。
耐候性与耐久性: 优质的膜材(PTFE, ETFE)具有出色的抗紫外线、抗老化、耐腐蚀性能,使用寿命可达25年以上甚至更长。
一定的保温隔热性能: 通过选择多层膜结构(如ETFE气枕)或在膜下增加保温层,可以满足建筑的保温隔热要求。
防火性能: 主流建筑膜材(PTFE玻璃纤维布、部分PVC涂层聚酯纤维布)能达到B1级(难燃)甚至更高的防火标准。
良好的声学性能: 某些膜材和构造(如ETFE多层气枕)能有效吸收和反射声音,有助于改善大空间的声学环境。
三、 需要考虑的因素
初始投资: 虽然膜结构在结构、基础、施工速度上有优势,但高性能膜材本身的价格相对较高。需要进行综合成本分析(包括全生命周期成本)。
隔热与结露: 单层膜的保温隔热性能有限,在寒冷或炎热地区需要特殊设计(如双层膜+空气层、附加保温层)来防止热量损失或内部结露。ETFE气枕在这方面表现更好。
声学设计: 大空间内混响时间可能较长,需要结合吸声材料(如吊顶吸声板、地毯等)进行声学设计。
风荷载和雪荷载设计: 膜结构对风荷载非常敏感,需要精确的风洞试验和找形分析来确保结构安全。大雪地区需考虑雪荷载及融雪排水设计。
维护: 虽然自洁性好,但仍需定期检查膜面、索具、连接节点等,极端天气后尤其重要。膜材破损的局部修补或更换是可能的,但需专业技术。