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膜結(jié)構(gòu)的熱學(xué)特性
1.光熱特性
光熱特性是從其熱輻射譜上表現(xiàn)出的特性。光線入射到膜面會(huì)分為反射、透射、吸收三部分。不同膜材對(duì)不同波段光的反射、吸收、透射率差異較大。紅外線吸收率高、紫外線透射率高。對(duì)大約550mm波段可見(jiàn)光（自然光、太陽(yáng)光），織物膜、熱塑性薄膜光特性差異巨大。
膜材對(duì)光的吸收與其厚度、顏色以及化學(xué)性質(zhì)有關(guān)，而它的反射和輻射則僅僅取決于其表面特性，當(dāng)然，膜產(chǎn)品的光特性還與其他的因素有關(guān)，例如生產(chǎn)過(guò)程以及附加的表面涂層等。
2、對(duì)外部環(huán)境敏感的維護(hù)結(jié)構(gòu)
在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，室外溫度的變化要引起室內(nèi)環(huán)境的變化需要大量的能量和較長(zhǎng)的時(shí)間，因?yàn)槲菝婧蛪w的蓄熱能力可以減輕室外溫度和輻射的劇烈變化對(duì)室內(nèi)溫度的影響。
相比之下，膜材極薄且質(zhì)輕，對(duì)于室內(nèi)環(huán)境的緩沖作用微乎其微，不能依靠膜材本身的熱阻來(lái)減少外部溫度及輻射變化對(duì)室內(nèi)的影響。
3.半透明膜材
除建筑玻璃及纖維加強(qiáng)聚合物外，涂層織物膜材與普通建筑材料不同，它是半透明的，故相當(dāng)一部分太陽(yáng)輻射可以透過(guò)膜材進(jìn)入室內(nèi)。但與玻璃不同，膜材會(huì)將入射的大部分太陽(yáng)輻射能（一般為75%）反射掉，而進(jìn)入室內(nèi)只是一小部分（約15%）。
4.厚度薄
傳統(tǒng)建筑物內(nèi)部的氣候環(huán)境控制主要是利用厚重的建筑材料來(lái)改善維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)，如增加墻體和屋蓋的厚度，并使用熱導(dǎo)率較低的材料。輻射和對(duì)流在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的保溫控制措施中所起的作用很小，所以，在評(píng)估傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的環(huán)境特性時(shí)它們常常被簡(jiǎn)化甚至忽略。故維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能一般指其抵抗熱傳導(dǎo)的能力，常用導(dǎo)熱率λ值來(lái)描述，維護(hù)結(jié)構(gòu)表面的對(duì)流和輻射影響僅是輔助指標(biāo)。
然而，對(duì)于涂層織物膜材而言，其抵抗熱傳導(dǎo)的能力很弱。由于膜材的厚度不過(guò)幾毫米，減少維護(hù)結(jié)構(gòu)熱傳導(dǎo)的可行方法十分有限。
膜結(jié)構(gòu)圍合空間內(nèi)溫度環(huán)境的控制應(yīng)著眼于另外兩個(gè)熱傳遞過(guò)程，即對(duì)流和輻射。通過(guò)調(diào)整室內(nèi)空氣流通速度（自然或機(jī)械通風(fēng)）和利用室內(nèi)溫度梯度來(lái)影響熱量的對(duì)流傳遞過(guò)程；輻射熱的傳遞不受空氣流動(dòng)的影響，而幾乎全部取決于膜面的光熱特性及其周?chē)h(huán)境。
保溫隔熱的措施
1.多層膜結(jié)構(gòu)
膜材圍合空間環(huán)境性能的提高可以通過(guò)增加膜材的層數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，可以將具有不同光譜透射比、防火性能、透氣性等特性的膜材進(jìn)行組合，以利用各自的優(yōu)勢(shì)使膜結(jié)構(gòu)得到更廣泛的應(yīng)用。多層膜結(jié)構(gòu)的構(gòu)成，通常是在不同膜層之間注入空氣或在膜層之間加入保溫材料、輕質(zhì)泡沫或制成氣枕，或依照上述原則進(jìn)行組合。
雙層膜結(jié)構(gòu)是最常見(jiàn)的一種多層膜結(jié)構(gòu)。一般在外側(cè)受力膜的內(nèi)側(cè)附加一層膜材，內(nèi)外層以空氣隔開(kāi)，其間距通常在100-500mm之間。內(nèi)層膜掛在支承結(jié)構(gòu)上，必要時(shí)可與外側(cè)膜相連。內(nèi)側(cè)膜的選擇一般應(yīng)綜合考慮防火、防滲、采光以及隔聲等方面的要求。由于內(nèi)側(cè)膜不必像外層膜那樣施加很高的預(yù)應(yīng)力以抵抗風(fēng)荷載或雪荷載，所以通常可選用比外層膜更輕的膜材。但應(yīng)當(dāng)考慮由于外層膜在荷載作用下發(fā)生變形而引起的內(nèi)層膜協(xié)同變形和動(dòng)荷載。采用雙層膜還可以通過(guò)內(nèi)層膜來(lái)形成所需要的與外部形狀無(wú)關(guān)的內(nèi)部空間。雙層膜間的空氣層降低了外層膜與內(nèi)部封閉空間由于對(duì)流產(chǎn)生的熱傳遞。
2.保溫膜結(jié)構(gòu)
保溫膜材是在內(nèi)外膜之間填充一層質(zhì)輕保溫材料而形成的夾心膜材。保溫層可直接粘附于外層受力膜、懸掛在支承結(jié)構(gòu)上或放置在內(nèi)層膜上。因?yàn)楹髢煞N方法使保溫層與受力層膜材脫開(kāi)而常被采用，并且該方法使結(jié)構(gòu)安裝和預(yù)應(yīng)力施加相對(duì)簡(jiǎn)單些。
常用的保溫材料有泡沫涂層、纖維氈墊、氣泡薄膜等，他們分別具有不同的透光性和保溫性能。大多數(shù)保溫材料都要經(jīng)過(guò)蒸汽檢驗(yàn)以防止出現(xiàn)內(nèi)部結(jié)露。出于對(duì)人體健康考慮應(yīng)采用纖維保溫卷材，如巖棉等。保溫層的切割加工應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)曲面的幾何形狀。結(jié)構(gòu)中通常把用于通風(fēng)的空氣層與保溫層相鄰設(shè)置。各層膜材和支承結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)造應(yīng)便于檢查和維護(hù)。
蓬松、多孔、輕質(zhì)的保溫材料可大幅度降低通過(guò)膜面的熱傳遞，從而實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空間的溫度控制。由于所用的保溫材料都是輕質(zhì)材料，采用多層膜并不會(huì)顯著增加結(jié)構(gòu)的重量，因此多層膜結(jié)構(gòu)對(duì)于外部溫度環(huán)境的變化仍然是非常敏感的。
選用保溫材料時(shí)，應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：
1）力學(xué)穩(wěn)定性；
2）透光性；
3）熱穩(wěn)定性；
4）濕度控制。
1.光熱特性
光熱特性是從其熱輻射譜上表現(xiàn)出的特性。光線入射到膜面會(huì)分為反射、透射、吸收三部分。不同膜材對(duì)不同波段光的反射、吸收、透射率差異較大。紅外線吸收率高、紫外線透射率高。對(duì)大約550mm波段可見(jiàn)光（自然光、太陽(yáng)光），織物膜、熱塑性薄膜光特性差異巨大。
膜材對(duì)光的吸收與其厚度、顏色以及化學(xué)性質(zhì)有關(guān)，而它的反射和輻射則僅僅取決于其表面特性，當(dāng)然，膜產(chǎn)品的光特性還與其他的因素有關(guān)，例如生產(chǎn)過(guò)程以及附加的表面涂層等。
2、對(duì)外部環(huán)境敏感的維護(hù)結(jié)構(gòu)
在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，室外溫度的變化要引起室內(nèi)環(huán)境的變化需要大量的能量和較長(zhǎng)的時(shí)間，因?yàn)槲菝婧蛪w的蓄熱能力可以減輕室外溫度和輻射的劇烈變化對(duì)室內(nèi)溫度的影響。
相比之下，膜材極薄且質(zhì)輕，對(duì)于室內(nèi)環(huán)境的緩沖作用微乎其微，不能依靠膜材本身的熱阻來(lái)減少外部溫度及輻射變化對(duì)室內(nèi)的影響。
3.半透明膜材
除建筑玻璃及纖維加強(qiáng)聚合物外，涂層織物膜材與普通建筑材料不同，它是半透明的，故相當(dāng)一部分太陽(yáng)輻射可以透過(guò)膜材進(jìn)入室內(nèi)。但與玻璃不同，膜材會(huì)將入射的大部分太陽(yáng)輻射能（一般為75%）反射掉，而進(jìn)入室內(nèi)只是一小部分（約15%）。
4.厚度薄
傳統(tǒng)建筑物內(nèi)部的氣候環(huán)境控制主要是利用厚重的建筑材料來(lái)改善維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)，如增加墻體和屋蓋的厚度，并使用熱導(dǎo)率較低的材料。輻射和對(duì)流在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的保溫控制措施中所起的作用很小，所以，在評(píng)估傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的環(huán)境特性時(shí)它們常常被簡(jiǎn)化甚至忽略。故維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能一般指其抵抗熱傳導(dǎo)的能力，常用導(dǎo)熱率λ值來(lái)描述，維護(hù)結(jié)構(gòu)表面的對(duì)流和輻射影響僅是輔助指標(biāo)。
然而，對(duì)于涂層織物膜材而言，其抵抗熱傳導(dǎo)的能力很弱。由于膜材的厚度不過(guò)幾毫米，減少維護(hù)結(jié)構(gòu)熱傳導(dǎo)的可行方法十分有限。
膜結(jié)構(gòu)圍合空間內(nèi)溫度環(huán)境的控制應(yīng)著眼于另外兩個(gè)熱傳遞過(guò)程，即對(duì)流和輻射。通過(guò)調(diào)整室內(nèi)空氣流通速度（自然或機(jī)械通風(fēng)）和利用室內(nèi)溫度梯度來(lái)影響熱量的對(duì)流傳遞過(guò)程；輻射熱的傳遞不受空氣流動(dòng)的影響，而幾乎全部取決于膜面的光熱特性及其周?chē)h(huán)境。
保溫隔熱的措施
1.多層膜結(jié)構(gòu)
膜材圍合空間環(huán)境性能的提高可以通過(guò)增加膜材的層數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，可以將具有不同光譜透射比、防火性能、透氣性等特性的膜材進(jìn)行組合，以利用各自的優(yōu)勢(shì)使膜結(jié)構(gòu)得到更廣泛的應(yīng)用。多層膜結(jié)構(gòu)的構(gòu)成，通常是在不同膜層之間注入空氣或在膜層之間加入保溫材料、輕質(zhì)泡沫或制成氣枕，或依照上述原則進(jìn)行組合。
雙層膜結(jié)構(gòu)是最常見(jiàn)的一種多層膜結(jié)構(gòu)。一般在外側(cè)受力膜的內(nèi)側(cè)附加一層膜材，內(nèi)外層以空氣隔開(kāi)，其間距通常在100-500mm之間。內(nèi)層膜掛在支承結(jié)構(gòu)上，必要時(shí)可與外側(cè)膜相連。內(nèi)側(cè)膜的選擇一般應(yīng)綜合考慮防火、防滲、采光以及隔聲等方面的要求。由于內(nèi)側(cè)膜不必像外層膜那樣施加很高的預(yù)應(yīng)力以抵抗風(fēng)荷載或雪荷載，所以通常可選用比外層膜更輕的膜材。但應(yīng)當(dāng)考慮由于外層膜在荷載作用下發(fā)生變形而引起的內(nèi)層膜協(xié)同變形和動(dòng)荷載。采用雙層膜還可以通過(guò)內(nèi)層膜來(lái)形成所需要的與外部形狀無(wú)關(guān)的內(nèi)部空間。雙層膜間的空氣層降低了外層膜與內(nèi)部封閉空間由于對(duì)流產(chǎn)生的熱傳遞。
2.保溫膜結(jié)構(gòu)
保溫膜材是在內(nèi)外膜之間填充一層質(zhì)輕保溫材料而形成的夾心膜材。保溫層可直接粘附于外層受力膜、懸掛在支承結(jié)構(gòu)上或放置在內(nèi)層膜上。因?yàn)楹髢煞N方法使保溫層與受力層膜材脫開(kāi)而常被采用，并且該方法使結(jié)構(gòu)安裝和預(yù)應(yīng)力施加相對(duì)簡(jiǎn)單些。
常用的保溫材料有泡沫涂層、纖維氈墊、氣泡薄膜等，他們分別具有不同的透光性和保溫性能。大多數(shù)保溫材料都要經(jīng)過(guò)蒸汽檢驗(yàn)以防止出現(xiàn)內(nèi)部結(jié)露。出于對(duì)人體健康考慮應(yīng)采用纖維保溫卷材，如巖棉等。保溫層的切割加工應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)曲面的幾何形狀。結(jié)構(gòu)中通常把用于通風(fēng)的空氣層與保溫層相鄰設(shè)置。各層膜材和支承結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)造應(yīng)便于檢查和維護(hù)。
蓬松、多孔、輕質(zhì)的保溫材料可大幅度降低通過(guò)膜面的熱傳遞，從而實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空間的溫度控制。由于所用的保溫材料都是輕質(zhì)材料，采用多層膜并不會(huì)顯著增加結(jié)構(gòu)的重量，因此多層膜結(jié)構(gòu)對(duì)于外部溫度環(huán)境的變化仍然是非常敏感的。
選用保溫材料時(shí)，應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：
1）力學(xué)穩(wěn)定性；
2）透光性；
3）熱穩(wěn)定性；
4）濕度控制。