氣膜建筑系統(tǒng)的內部空間中，所有因素：氣壓、溫度、濕度、新風量、照度等，皆可按需控制，提供舒適宜人的室內環(huán)境 。因此，氣膜十分適合于各種體育場館的建設。

（一）氣膜建筑的基本概念

氣膜建筑就是采用高強度、高柔性的薄膜材料為主要材料，利用密封空間內空氣壓力支撐原理，將膜材的外沿固定在地面基礎或者屋面結構周邊上，利用充氣系統(tǒng)將大量空氣送入氣膜內部空間，當氣膜內壓力大于氣膜外壓力時，就產(chǎn)生一定的氣壓差，氣膜內氣體就能將膜材支撐起來覆蓋在地面或者屋面上，形成大跨度的無梁無柱的建筑空間。

（二）氣膜建筑的產(chǎn)生與發(fā)展過程

早在1917年，英國人威廉·蘭切斯特(Willian lanchester)首次提出了空氣支撐式帳蓬(Air-supported camps) ，用于野戰(zhàn)醫(yī)院，并申請了專利，但由于當時的技術條件和生產(chǎn)能力等原因沒有成為現(xiàn)實。

直到1946年，美國的瓦爾特·勃德(Walter Bird)首次建成了一座利用氣體支撐的薄膜式穹頂，氣膜材料為尼龍纖維布，用于美國軍用雷達防護罩(Radar dome)。

美國于1963年在紐約建成了世界上第一座氣膜網(wǎng)球館，40多年來，世界各地（主要在歐美地區(qū)）構建了數(shù)萬個不同大小的氣膜建筑。

（三）氣膜建筑空氣支撐原理

氣膜建筑是用特殊的建筑膜材做外殼，配備一套智能化的機電設備在氣膜建筑內部提供空氣的正壓把氣膜建筑主體支撐起來的一種建筑結構系統(tǒng)。一套完整的氣膜建筑還包括了照明系統(tǒng)和門禁系統(tǒng)， 

氣膜內外的氣壓差不僅不會對人體有任何不良的影響，相反，由于氣膜內空氣含氧量大于氣膜外空氣含氧量，因而，在氣膜建筑內進行運動，其空氣環(huán)境對人們是有幫助的。

通常氣膜內外氣壓差約為250～500Pa，約0.0025～0.005個大氣壓（1大氣壓=10⁶Pa）。

1、氣膜建筑的安全性
氣膜結構通常內外氣壓差為250Pa，約0.0025個大氣壓（相當于正常建筑1層與9層的氣壓差）
氣膜建筑是采用內外氣壓差支撐的新型建筑結構，在安全范圍內，氣膜內部空間的氣壓 越大，能夠抵御的風荷載，雪荷載的能力也越高，從而氣膜建筑產(chǎn)生形變的可能性就越小，也就越安全。
例如，氣壓在1.75英寸水柱時會跟承受每小時80英里的風相當。如果壓力不能到達抵抗風雪的安全值，結構就有坍塌的危險 。
氣膜建筑的主入口，全面滿足人員和車輛的進出。所有出入口全部釆用模塊設計，并嚴格遵循北美規(guī)范，牢固、安全。
假若氣膜建筑因不可抗拒因素發(fā)生意外導致緩慢坍塌，則氣膜屋面下降到據(jù)地面2米所需的時間不會少于30分鐘，保證足夠逃生時間。
建筑備用入口可配旋轉門、應急門(消防出入口)、雙開門以及氣鎖式通道。當緊急情況發(fā)生時，由內部外推即可出門, 從建筑物內迅速撤出，保證人員安全。
2、氣膜建筑經(jīng)濟性
傳統(tǒng)結構建筑，隨著跨度的增加，單位面積建造成本會呈幾何倍數(shù)增加；
氣膜建筑恰好相反，隨著跨度的增大（最大可達180米），單位面積建造費用呈下降趨勢。（超過30米跨度時，氣膜建筑的建設成本可以比傳統(tǒng)建筑降低50%以上。）
氣膜建筑的空調和采暖能耗大大低于傳統(tǒng)建筑。
30多年跟蹤記錄，全球超過1000個成功案例顯示，氣膜建筑空調和采暖所需的能耗僅為傳統(tǒng)建筑的 10% → 30%。氣膜建筑后期基本不需要維護，為持續(xù)性高水準，低成本經(jīng)營提供保障。
北美和歐洲公認綠色節(jié)能建筑(LEED)
熱反射系數(shù)（SR 85%）和散熱系數(shù)性能（IE 83%）
氣膜結構密閉性
良好的保溫材料（R-Value）
3、氣膜建筑舒適性
在傳統(tǒng)建筑中，建筑內部的氣壓、濕度、新風量等因素不可人為控制。
氣膜建筑系統(tǒng)的內部空間中，所有因素：氣壓、溫度、濕度、新風量、照度等，皆可按需控制，提供舒適宜人的室內環(huán)境 。
有效的利用膜材對光的高反射率為建筑內部提供均勻、無晃眼的照明效果
搭配使用透光膜(透光率25%)達到日間充分利用自然光的效果
獨特照明設計，將光源直射到內膜并形成真正的二次反射照明
懸吊式二次反光照明
整體節(jié)約30%的照明費用
提供100%的光照效果
漫射光照度均勻 無眩光
無論是網(wǎng)球 籃球還是對照明要求苛刻的羽毛球運動都可完全滿足它們對燈光的需要
全面滿足各項體育比賽的照度要求
4.氣膜建筑便捷性
氣膜建筑系統(tǒng)是大型場館的建筑提供最快速靈活的建筑方式
現(xiàn)場施工不超過一周，這是任何建筑結構都無法達到的，同理也為您節(jié)省工程管理的成本
建筑方式的靈活可滿足客戶多種需求，對基礎要求低，自重輕可建筑于原有建筑之上，可隨時搬遷。

（五）膜材

1、膜材簡介

用于氣膜建筑的膜材是一種具有高強度、柔韌性好的薄膜材料，是由纖維編織成織物基材，再在基材兩面以樹脂為涂層材料加工固定而成的材料。薄膜中心的織物基材分為聚脂纖維和玻璃纖維兩種，而作為涂層使用的樹脂有聚氯乙烯樹脂（PVC）和聚四氟乙烯樹脂（PTFE），在物理、力學性能上，織物基材和涂層分別影響氣膜建筑的下列功能：

（1）織物基材影響：抗拉強度、抗撕裂強度、耐熱性、耐久性、防火性等；

（2）涂層材料影響：耐候性、防污性、加工性、耐水性、透光性等。             

2、膜材的選擇   

可用于氣膜建筑的膜材主要有PVC膜（含PVDF膜）和PTEF膜。膜材的選擇要考慮建筑規(guī)模大小、用途、形式、使用年限、經(jīng)費預算等綜合因素。

（1）PVC膜（PVC-Coated Polyester）

PVC膜材在材料和加工性能方面比PTFE膜材便宜，且具有材質柔軟、易加工的優(yōu)點。但是，在強度、耐用年限、防火性等性能方面都比PTFE膜材差。PVC膜材是由聚脂纖維織物加上PVC涂層（聚氯乙烯）而成。一般建筑用的膜材是在PVC涂層材料的表面處理上，涂以數(shù)微米厚的亞克力樹脂（Acrylic），以改善其防污性。但是，這樣的材料經(jīng)過數(shù)年以后就會變色、污損、強度下降。一般PVC膜材的耐用年限，依據(jù)環(huán)境的不同，在5～8年之間。為了改善PVC膜材的耐候性，近年來已經(jīng)研究出一種新的表面處理工藝，就是用氟素系樹脂在PVC涂層材料的表面處理上做涂層，以改善其耐候性和防污性。

比如，在PVC膜材的表面處理上，用PVDF（二氟化樹脂，Polyvinglidene Fluoride）樹脂做涂層進行表面處理，生成的膜材叫PVDF膜。PVDF膜材與一般的PVC膜材相比，耐用年限可以改善至7～10年。

（2）PTFE膜材（PTFE -Coated Fiberglass）

PTFE膜材是在超細玻璃纖維織物上涂以聚四氟乙烯樹脂而成的薄膜材料。它的最大的特征就是耐久性、防火性、防污染性高。但與PVC膜材相比，材料費與加工費都高，且柔軟性低，在施工上為了避免玻璃纖維被折斷，必須采用專門的施工技術和專用工具。

耐久性：PTFE涂層材料對酸堿等化學物質及紫外線非常安定，不易發(fā)生變色和破裂。玻璃纖維經(jīng)過長期使用后，不會發(fā)生強度劣化或張力降低問題。膜材顏色一般為白色、透光率高，耐久性在30年以上。

防污性：涂層材料聚四氟乙烯樹脂表面摩擦系數(shù)低，所以不易被污染，并可以借助雨水洗凈。

防火性：PTFE膜材符合所有國家的防火材料試驗標準，可以代替其他屋面材料做同樣的使用用途。

3、膜材聲學、保溫、采光特性

（1）聲學特性

單層膜材的隔音能力只有10dB（分貝），因此，單層膜的氣膜建筑只適用于對隔音要求不太高的活動場所。雙層膜的氣膜建筑隔音能力可以提高到30dB（分貝）。如果在膜體內加裝吸音棉或者對內襯采用聲學吸音結構設計，則可以進一步提高其隔音能力。

（2）保溫特性

單層膜材料氣膜建筑的保溫性能大致相當于夾層玻璃的保溫性，雙層膜氣膜建筑的保溫性能比單層的提高了45%。如果在兩層膜材之間加裝保溫棉，其保溫效果基本上與傳統(tǒng)建筑的保溫效果相同。

（3）采光特性

膜材本身透光而不透明，在白天，可以將直接照射的太陽光柔化為漫射光照亮室內，使得室內采光均勻、柔和、不產(chǎn)生眩光，如果加裝保溫棉或者避光材料，可以完全屏蔽外界的光線。

（六）配套系統(tǒng)

1、基礎錨固與連接系統(tǒng)

氣膜建筑膜體的下沿與基礎梁的連接，用專用的鋼質夾具壓邊，用鏍栓連接到基礎梁中預埋的錨桿上，再將鋼纜穩(wěn)定（應力控制）系統(tǒng)連接到錨桿上。

2、新風調節(jié)系統(tǒng)

一般配備兩臺主風機，室內需要新風時，兩臺風機同時運轉，保證新風量的供應，滿足室內人員呼吸新鮮空氣的需要；室內沒有人活動時，只開一臺主風機，提供足夠的內外氣壓差，保證氣膜建筑正常工作，同時，為用戶盡量節(jié)省電能。另外配備一臺備用風機，當主風機發(fā)生故障時，啟動備用風機。

3、備用電源

為了保證氣膜建筑全天候地工作，配備一臺功率相匹配的燃油發(fā)電機組。當市電停電時，由控制系統(tǒng)（或者人工）啟動。

4、制冷與供暖系統(tǒng)

根據(jù)用戶對制冷、供暖的不同需要和氣膜建筑面積的大小，靈活配備中央空調系統(tǒng)或者分體空調系統(tǒng)，北方地區(qū)還可以利用地熱、用鍋爐自燒熱水等方式供暖。

5、照明系統(tǒng)

根據(jù)用戶不同的使用目的，設計懸吊二次反射式照明系統(tǒng)（無眩光）或者懸吊直射式照明系統(tǒng)（有眩光）。

6、門禁系統(tǒng)

根據(jù)氣膜建筑的不同用途，在人員入口處配置旋轉門或者氣鎖門，在設備入口處配置氣鎖門，另外配置1～3個應急疏散門（簡稱應急門）。旋轉門和氣鎖門均采用高強度的鋁合金材料或者不銹鋼材料制作而成，既堅固耐用又氣派堂皇。氣鎖門是雙層門，有一個壓力平衡室，還采用了自動電磁閉合裝置，有效地防止了氣體的泄漏。

7、智能控制系統(tǒng)

智能控制系統(tǒng)將新風調節(jié)系統(tǒng)、制冷與供暖系統(tǒng)、備用發(fā)電機組、室內外環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)集成于一體，對氣膜建筑進行全方位的智能化控制，如果能配備一臺PC機，還可以實現(xiàn)無人值守的遠程控制�？梢愿鶕�(jù)內部溫度、外部風速等參數(shù)，對風機的速度、制冷和供暖量進行調節(jié)。在節(jié)能的前提下，達到最佳的舒適狀態(tài)。

三、氣膜建筑的應用

氣膜建筑的應用范圍很廣，主要有：

體育產(chǎn)業(yè)：網(wǎng)球館、羽毛球館、綜合訓練館、游泳館、高爾夫練習館；

旅游文化：演藝館、婚慶喜宴館、會議中心、兒童樂園、博物館、展覽館；

工業(yè)環(huán)保：垃圾及污染物處理場、建筑工地無塵施工、密封的無塵車間、需要收集氣體的化工車間；

其他：軍事設施、倉儲等