Arkkitehtonisen kalvorakenteen tärkeimmät ominaisuudet

Kalvorakenteen ominaisuudet rakennusjärjestelmänä riippuvat pääasiassa sen ainutlaatuisesta muodosta ja itse kalvomateriaalin suorituskyvystä. Juuri tästä syystä kalvorakenteella voidaan luoda suunnitteluratkaisuja, joita ei voida saavuttaa perinteisillä rakennusjärjestelmillä.
Kevyt
Syy siihen, miksi jännitysrakenteella on pieni omapaino, on se, että se nojaa esijännitettyyn muotoon eikä materiaaleihin rakenteen vakauden ylläpitämiseksi. Tästä johtuen sen omapaino on paljon pienempi kuin perinteisten rakennusrakenteiden, mutta sillä on hyvä vakaus. Arkkitehdit voivat käyttää sen kevyitä ja suuria jänneväliä rakenneosien suunnittelussa ja järjestämisessä sekä yhtenäistää orgaanisesti sen kevyet ja vakaat rakenteelliset ominaisuudet.
Valonläpäisevyys
Valonläpäisevyys on yksi nykyaikaisten kalvorakenteiden ominaisuuksista. Kalvomateriaalien valonläpäisevyys voi tarjota tarvittavan valaistuksen rakennuksiin, mikä on erittäin tärkeää rakennuksen energiansäästön kannalta. Tämä on erityisen tärkeää joissakin liikerakennuksissa, jotka vaativat enemmän valoa ja korkeaa kirkkautta. Luonnonvalon ja keinovalon kattavan käytön ansiosta kalvomateriaalien valonläpäisevyys voi tarjota suuremman esteettisen luomistilan arkkitehtoniselle suunnittelulle. Yöllä valonläpäisevyys muuttaa kalvorakenteen valoveistokseksi.
Kalvomateriaalien valonläpäisevyys määräytyy sen peruskuidun, pinnoitteen ja värin perusteella. Standardikalvomateriaalien spektriläpäisevyys on 10-20 %, jotkut kalvomateriaalit voivat saavuttaa 40 % ja jotkut kalvomateriaalit ovat läpinäkymättömiä. Kalvomateriaalien läpäisevyyttä ja valon värin valintaa voidaan säätää pinnoitteen värin tai pintakerroksen värin mukaan.
Kalvomateriaalien ja läpikuultavien lämmöneristysmateriaalien sopivalla yhdistelmällä lämpöeristyskerroksen sisältävä monikerroksinen kalvo voidaan tehdä läpikuultavaksi. Vaikka spektrin läpäisevyys on vain muutama prosenttiyksikkö, kalvokatto on silti ihmissilmälle kiiltävä ja läpikuultava, ja se näyttää vaalealta katolta.
Joustavuus
Vetokalvorakenteet eivät ole jäykkiä ja deformoituvat tuulikuormien tai lumikuormien vaikutuksesta. Kalvorakenne mukautuu ulkoiseen kuormitukseen muodonmuutoksilla. Tässä prosessissa kalvon pinnan kaarevuussäde kuormituksen suunnassa pienenee, kunnes se kestää tehokkaammin kuormaa.
Vetorakenteen joustavuus mahdollistaa sen, että se tuottaa suuria siirtymiä ilman pysyvää muodonmuutosta. Kalvomateriaalin elastiset ominaisuudet ja esijännitystaso määräävät kalvorakenteen muodonmuutoksen ja vasteen. Joustavat luontoon sopeutumisen ominaisuudet voivat inspiroida ihmisten arkkitehtonista suunnittelua.
Eri kalvomateriaaleilla on erilainen joustavuus. Jotkut kalvomateriaalit ovat erittäin joustavia eivätkä halkeile tai murtu taittumisen vuoksi. Tällaiset materiaalit ovat perusta ja edellytys siirrettävien ja käyttöönotettavien rakenteiden tehokkaalle toteuttamiselle.
Veistoksellinen tunne
Vetokalvorakenteen ainutlaatuinen kaareva pinta antaa vahvan veistoksisen vaikutelman. Kalvon pinta saavuttaa itsetasapainon jännityksen kautta. Negatiivisen Gaussin kalvopinnan ylä- ja alamäkien tasapainon tunne saa suuremman rakenteen näyttämään siltä, ​​että se kelluisi kevyesti taivaan ja maan välillä ikään kuin se olisi paennut painovoiman rajoituksia. Tämä veistoksellinen rakenne on jännittävä sekä sisällä että ulkona.
Vetokalvorakenteet antavat arkkitehdit suunnitella erilaisia ​​jännityksen omaavia, monimutkaisia ​​ja eläviä tilamuotoja. Kun valo vaihtuu pitkin päivää, veistoksellinen kalvorakenne esittelee erilaisia ​​muotoja valon ja varjon kautta. Auringonnousun ja auringonlaskun aikaan valo, jolla on matalat tulokulmat, korostaa katon kaarevuutta ja helpotusta. Kun aurinko on apogeessa, kalvorakenteen virtaviivainen raja luo kaarevan varjon maahan. Kalvomateriaalin valonläpäisevyyttä ja heijastavuutta hyödyntäen suunniteltu keinovalaistus voi tehdä kalvorakenteesta myös valoveistoksen.
Turvallisuus
Nykyisten kansallisten standardien ja ohjeiden mukaisesti suunniteltu kevyt vetokalvorakenne on riittävän turvallinen. Kevyet rakenteet voivat säilyttää hyvän vakauden vaakasuorassa kuormituksessa, kuten maanjäristyksessä.
Koska kevyen rakenteen kevyt paino on kevyt, sen vaara on vahingossa tapahtuvassa romahtamisessa pienempi kuin perinteisten rakennusrakenteiden. Kalvorakenteen repeytyessä, jos rakennejärjestelyllä voidaan varmistaa, että jäykät tukiosat, kuten mastot ja palkit, eivät putoa, vaara on vielä pienempi.
Kalvorakenteen joustavuus mahdollistaa sen, että se kestää kuormituksen edullisimmassa muodossa missä tahansa kuormituksessa. Tietenkin rakenteen asettelu ja muoto tulee suunnitella ja säätää kuormitusolosuhteiden mukaan. Suunnittelun tulee varmistaa, että kalvon pinta ja sen apurakenne toimivat koordinoidusti, jotta vältetään voiman keskittyminen kalvon pintaan tai apurakenteeseen rakennevaurion kriittisen arvon saavuttamiseksi.
Toiminto
Vetokalvorakenteen ominaisuuksien ansiosta se voi täyttää monia erilaisia ​​arkkitehtonisia toiminnallisia vaatimuksia yksinkertaisista varjostusrakenteista suuriin rakennuksiin, joissa on monimutkaisia ​​toimintoja, ja joihinkin toiminnallisiin vaatimuksiin se on ainoa, joka sopii parhaiten.
Ilmeinen arkkitehtoninen muoto
Tarkoituksenmukaisia ​​rakennuksia voidaan ilmaista aikein, ja vetokalvorakenteen ainutlaatuinen ulkonäkö heijastaa itse rakennuksen luonnollista kauneutta.
Itse nämä arkkitehtoniset muodot ja niiden kanssa yhteensovittavat perinteiset rakennukset muodostavat mielenkiintoisia maamerkkirakennuksia maan päällä. Erinomainen kalvorakennesuunnittelu on rakenteen ja ulkonäön orgaaninen fuusio, joka tekee siitä erottuvan ja integroituu orgaanisesti luonnonympäristöön, historiaan ja moderniin kaupunkimaisemaan.
Kevyet rakenteet voidaan nähdä suurina veistoina, jotka voivat lisätä elinvoimaa ympäröivään tilaan ja täydentää ja keskittyä ympäröivään ympäristöön.
Vastusta sään vaikutusta
Kalvokattojen tärkeä tehtävä on vastustaa erilaisten säämuutosten (kuten aurinko, sade, tuuli ja lumi) vaikutusta sisätilaan ja ylläpitää mukavuutta rakennuksen sisällä. Kalvopinnan muotoa ja materiaalia valittaessa tulee ottaa huomioon kaikki mahdolliset sääolosuhteet ja käyttää mahdollisimman paljon passiivisia menetelmiä, kuten itse rakennusta energiankulutuksen vähentämiseksi.
Huokoisia kalvomateriaaleja voidaan käyttää suojarakenteena. Se voi ohjata valon läpäisyä ja heijastusta niin, että huoneessa on hajavaloa, ja edistää luonnollista ilmanvaihtoa niin, että katon lämpötila on sama kuin ympäröivän ympäristön lämpötila, ja välttää alaspäin suuntautuvaa lämpösäteilyä.
Tuulen ja lumen vastustamiseksi kalvopinnan muodon tulee tehdä salaojitus sileäksi ja käteväksi ja välttää vesitaskujen muodostumista tai lumen kerääntymistä siihen. Asennus- ja muotoiluvaiheessa ennen esijännitystä vetokalvorakenne on erittäin herkkä näille kuormituksille. Sadeveden poistamiseksi kalvo ja liitokset tulee olla tiiviit ja vesitiiviit, ja kalvon reunat on myös oltava erityisen yksityiskohtaisia, jotta sadevesi ei pääse huoneeseen.
Liikkuvuus ja tilapäinen luonne
Toinen huomattava etu muihin rakenteisiin verrattuna on, että kevyellä rakenteella on säädettävä ympäristövaikutus. Sillä on myös kaksi tärkeää ominaisuutta, nimittäin liikkuvuus ja joustavuus.
Rakennetta voidaan toistuvasti purkaa ja rakentaa uudelleen eri paikoissa, mikä on vetokalvorakenteen liikkuvuutta. Siinä yhdistyvät nomadinen ja vakiintunut arkkitehtuuri. Kalvon pehmeys tekee siitä helpon kuljettamisen ja nopean rakentamisen, ja se vie hyvin vähän tilaa tyhjäkäynnillä. Tämä ominaisuus tekee kalvorakenteesta erittäin sopivan tilapäisiin siirrettäviin rakennuksiin, varsinkin äkillisissä katastrofeissa tai hätätilanteissa ja suojaa tarvitaan suurelle määrälle ihmisiä lyhyessä ajassa.
Toisaalta liikkuvat kalvorakenteet tuovat pysyviin rakennuksiin verrattavan mukavuuden lisäksi rakennusalalle uuden konseptin eli talon omistuksen erottamisen maan omistuksesta. Rakennukset eivät ole enää kiinteitä, vaan siirrettäviä. Tällä liikkuvuudella ja uudelleenkäytettävyydellä on suuri merkitys nykyaikaisten kaupunkien kehityksen ja arkkitehtonisten toimintojen muutoksen nopeuttamisessa tietyillä erityisalueilla.
Laajennettavuus ja sopeutumiskyky
Laajentuvat rakenteet voidaan nähdä ihmisen tekemänä mukautuvana järjestelmänä, joka monien luonnonorganismien tavoin voi muuttaa muotoaan tarpeiden mukaan. Niiden tilajärjestely ja reagointi sään muutoksiin ovat joustavia ja mukautuvia. Aktiivista energiansäästöä voidaan saavuttaa säätelemällä luonnonvaloa ja sisälämpötilaa. Laajentuvat rakenteet voivat olla avoimia tai suljettuja, ja niiden joustavuus mahdollistaa tilan ominaisuuksien muuttamisen. Huolellisesti suunnitellun laajennettavan katon elegantti liukuminen ilmentää harmoniaa ihmisen ja luonnon välillä. Sitä kutsutaan luomukseksi, ja keveyden ja laajennettavuuden täydellinen yhdistelmä muodostaa käsitteen "rakennusvapaa talo", joka voidaan toteuttaa milloin tahansa tai missä tahansa.