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膜結構

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編輯次數: 7 次  更新時間: 2014-04-04 09:46:37
參考資料:
中國膜結構行業發展前景與投資戰略規劃分析報告

膜結構(Membrane)是20世紀中期發展起來的一種新型建筑結構形式,是由多種高強薄膜材料(PVC或Teflon)及加強構件(鋼架、鋼柱或鋼索)通過一定方式使其內部產生一定的預張應力以形成某種空間形狀,作為覆蓋結構,并能承受一定的外荷載作用的一種空間結構形式。

膜結構行業定義及分類

膜結構行業定義

膜結構(Membrane)是20世紀中期發展起來的一種新型建筑結構形式,是由多種高強薄膜材料(PVC或Teflon)及加強構件(鋼架、鋼柱或鋼索)通過一定方式使其內部產生一定的預張應力以形成某種空間形狀,作為覆蓋結構,并能承受一定的外荷載作用的一種空間結構形式。

膜結構可分為充氣膜結構和張拉膜結構兩大類。充氣膜結構是靠室內不斷充氣,使室內外產生一定壓力差(一般在10mm-30mm柱之間),室內外的壓力差使屋蓋膜布受到一定的向上的浮力,從而實現較大的跨度。張拉膜結構則通過柱及鋼架支承或鋼索張拉成型,其造型非常優美靈活。

從廣義方面講,只要是使用了膜材料的結構都稱之為膜結構,而狹義上膜以結構支撐體系存在的只有充氣膜結構,其他的都是與別的構件組合而成。前瞻產業研究院研究的是廣義上的膜結構。

膜結構產品分類

我國《膜結構技術規程》(CECSl58:2004)根據膜材及相關構件的受力方式把膜結構分成四種形式:整體張拉式膜結構、骨架支承式膜結構、索系支承式膜結構和空氣支承膜結構。

空氣支承膜結構,即充氣膜結構是利用膜內外空氣的壓力差為膜材施加預應力,使膜面能覆蓋所形成的空間。有氣承式和氣囊式兩種。

張拉膜結構通過給膜材直接施加預拉力使之具有剛度并承擔外荷載。整體張拉式膜結構,通過膜面內力直接將荷載傳遞給邊緣構件,應用在跨度較小的膜結構當中。鋼索和膜結合形成張拉索一膜結構可應用于較大跨度的膜結構。

以上兩種形式中鋼索的作用不盡相同,在充氣膜中,鋼索主要起加勁作用;在張拉膜結構中,鋼索與膜材都是主要受力構件。

骨架支承式膜結構是指由鋼構件或其它剛性構件作為承重骨架,在骨架上布置按設計要求張緊的膜材。索系支承式膜結構的主要形式是索穹頂結構,索穹頂結構是以連續的拉索和不連續的壓桿組成的預應力空間結構體系。這類結構使用薄膜作為覆蓋材料,其中的膜材是傳力構件而非主要受力構件,主要作用是圍護。

膜結構行業政策環境分析

膜結構行業相關標準

(1)《膜結構技術規程》

中國第一本《膜結構技術規程》由中國工程建設標準化協會批準,于2004年8月1日開始施行。此規程由中國鋼結構協會空間結構分會和中國建筑科學研究院主編,參加編制工作的有國內從事膜結構的高等學校、設計及制作安裝等九個單位。

《膜結構技術規程》反映了我國在膜結構技術上的特點,又汲取了國外的先進經驗。《膜結構技術規程》主要技術內容有:設計基本規定;材料;結構計算;連接構造;制作、安裝和工程驗收;維修和保養。囊括了膜結構從設計、施工到使用的全過程。

(2)《膜結構檢測技術規程》

2007年9月1日,《膜結構檢測技術規程》正式開始實施。規程由同濟大學、上海建筑設計研究院有限公司會同有關單位組成編制小組編制而成。

《膜結構檢測技術規程》主要由9章和12個附錄構成,主要內容為:總則;術語、符號;基本規定;膜材性能;其他材料性能;連接與節點;預張力;尺寸與偏差;外觀質量。

(3)《膜結構用涂層織物》

2010年1月20日,《膜結構用涂層織物》發布,并于2010年6月1日實施。它應該說是我國膜結構材料的第一本標準。該本標準由中國紡織工業協會和中國鋼結構協會空間結構分會聯合提出,由中華人民共和國工業和信息化部發布,屬于中華人民共和國紡織行業標準。這個標準的主要內容為:范圍,分類、規格和代號,要求,實驗方法,檢驗規則,包裝和儲運。

《膜結構用涂層織物》作為建筑膜材的第一本行業標準,它只涉及基布纖維類的建筑膜材,因為該規范屬于紡織行業標準;而新型的膜結構材料ETFE則尚未被包括在內,這必然對ETFE的發展有所影響。可見,建筑膜材的標準也待繼續完善。

膜結構行業相關政策

膜結構建筑作為一種新型的節能建筑形式,得到了政府部門政策大力支持。國家發改委鼓勵"節能省地型建筑暨綠色建筑的開發、新型建筑結構系統開發"。

我國中央政府對綠色建筑的政策導向如下表所示:

圖表1:中央政府對綠色建筑行業的相關政策導向
部門規劃主要內容
國務院《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》將“建筑節能與綠色建筑”作為重點領域“城鎮化與城市發展”下的優先項目。中國綠色建筑發展總體戰略目標是以實現國家“十二五”規劃約束性指標為契機,促進綠色建筑發展,大力發展節能省地型住宅,通過實現綠色建筑的“四節一環保”推動中國可持續發展。
國務院《“十二五”節能減排綜合性工作方案》明確提出發展綠色建筑的重點任務,即大力推動綠色建筑發展,實現綠色建筑普及化,具體要求:1)明確“十二五”期間綠色建筑發展目標、重點工作和保障措施;2)研究出臺促進綠色建筑發展的政策;3)繼續完善綠色建筑標準體系,鼓勵地方制定更加嚴格的綠色建筑標準;4)開展綠色建筑相關示范;5)加快綠色建筑相關共性關鍵技術研究開發及推廣力度;6)加大綠色建筑評價標識實施力度。
住建部《綠色建筑行動方案(征求綠色建筑行動是用綠色理念指導城鄉建設,明確發展方向。行動方案要求:在政府投資建筑、商業房地產開發、工業建筑、新農村建筑等領域全面推進綠色建筑。政府辦公建筑、學校、醫院、大型公共建筑、保障性住房、棚戶區改造等逐步執行強制性綠色建筑標準。重點任務包括:
 意見稿)》(2011年7月)1)建立健全綠色建筑標準和規范、積極推進綠色規劃、推進綠色建筑規模化建設、開展低碳生態城示范。2)引導農村綠色住宅建設、加快實施存量建筑改造、推進可再生能源規模化利用、開展城市供熱系統改造。3)加快技術研發推廣、大力發展綠色建材產業。4)強化城鎮污水處理和水資源綜合利用、嚴格建筑拆除管理、促進住宅產業化。
住建部《“十二五”建筑節能規劃(征求意見稿)》“十二五”期間發展綠色建筑的重點任務是大力推動綠色建筑發展,實現綠色建筑普及化。一是積極推進綠色規劃。二是大力促進城鎮綠色建筑發展。三是嚴格綠色建筑建設全過程監督管理。
財政部、住建部《關于綠色重點小城鎮試點示范的實施意見》及《綠色低碳重點小城鎮建設評價指標(試行)》通過國家項目的支持,帶動綠色建筑從大城市向小城鎮發展,引導我國的城市化建設朝著正確方向發展。
財政部、住建部《可再生能源建筑應用專項資金管理暫行辦法》將對區域性大型再生資源回收利用基地建設項目給予貸款貼息和財政補助上的資金支持。其中,明確規定對盈利性弱、公益性較強的改、擴建項目,將給予最高2000萬元的財政
  補助資金。
財政部、住建部《關于加快推動我國綠色建筑發展的實施意見》(財建【2012】167號)明確建立財政激勵機制手段,對綠色建筑的增長量提出要求,同時首次提出國家層面的綠色建筑補貼標準。
科技部《“十二五”綠色建筑科技發展專項規劃》依靠科技進步,推進綠色建筑規模化建設,顯著提升我國綠色建筑技術自主創新能力,加速提升綠色建筑規劃設計能力、技術整裝能力、工程實施能力、運營管理能力,提升產業核心競爭力,改變建筑業發展方式。其中包括:突破一批綠色建筑關鍵技術;建立較完備的綠色建筑評價技術和標準體系;研發一批綠色建筑新產品、新材料、新工藝及新型施工裝備;推動綠色建筑規模化應用示范;組建多層級的綠色建筑技術研發平臺。
資料來源:前瞻產業研究院膜結構行業研究小組整理

部分地方政府關于綠色建筑的政策導向如下表所示:

圖表2:部分地方政府對綠色建筑行業的相關政策導向
地區政策主要內容
深圳《深圳市綠色建筑評價規范》深圳地區設立綠色建筑獎勵專項資金,對于獲得較高等級綠色認證的項目,在招標政策、資金補貼等方面給予一定的獎勵和優惠。
上海《上海市綠色建筑評價標識實施辦法(試行)》應用可再生能源的,房地產企業能拿到50元/平方米的政策鼓勵。
重慶《重慶市綠色建筑評價標取得重慶市綠色建筑竣工標識的工程項目,可按有關規定向相關部門申請享受國家及重慶市有關稅收優惠政策。按計劃,在“十二五”期間,重慶將建設1000萬平方米以上的綠色建筑。
 識管理辦法》(試行) 
江蘇《江蘇省建筑節能管理辦法》設立了“節能減排(建筑節能)專項引導資金(每個區域補貼1500萬元)”,要求“建筑節能和綠色建筑示范區”新開工項目中,綠色建筑和低能耗建筑項目比例不低于50%,且其中50%的綠色建筑至少達到二星級。
北京《北京市“十二五”時期民用建筑節能規劃》提出了北京市建筑節能的發展目標、重點工作任務和保障措施。將綠色建筑和住宅產業化工作實現新突破。在未來科技城、麗澤金融商務區、海淀北部新區等組織綠色建筑園區的試點示范。綠色建筑由單體建筑向綠色園區擴展,重要功能園區和政府投資項目均要達到綠色建筑標準。“十二五”時期建成綠色建筑3500萬平方米,到2015年產業化施工的住宅達到當年建筑量的30%以上。
河北《河北省民用建筑節能條例》專設一章對“可再生能源利用”做了規定。強化財稅支持。采取財政貼息、財政補助、稅收優惠等措施,支持發展綠色建筑。在綠色建筑的建設中,對規模化、一體化使用可再生能源的,可適當給予減免所得稅等。如邢臺市對2007年1月1日后開工的太陽能建筑一體化項目,給予城市建設配套費減免50%優惠等。
山東《關于積極促進綠色建筑發展的意見》“十二五”期間,政府投資的項目全部按照綠色建筑標準規劃、設計、建設、使用,城市新區、新批經濟開發區內的新建建筑全部滿足綠色建筑技術要求,創建一批示范帶動作用明顯的綠色建筑區域示范項目。
武漢《武漢市綠色建筑管理試行辦法》明確市政府設立建筑節能專項資金,用于獎勵和扶持綠色建筑試點示范工程
資料來源:前瞻產業研究院膜結構行業研究小組整理

膜結構行業發展狀況分析

目前國內膜材的水平仍然較低。目前,我國膜材的生產企業,在引進生產技術與生產設備,從國外進口生產基材所用的原絲、外層涂料的情況下,開始生產PVC、PTFE等膜材。但是,國產膜材的性能還不完善,而且占據的市場份額也很小,可以說國內膜結構建筑所用膜材基本上還依賴于進口。但自2002年上海企業從德國引進了全套可進行PVDF表面處理的PVC聚酯纖維膜材生產線,膜材幅寬4.05m。也有的企業正策劃投資生產PTFE涂層玻璃纖維膜材,但目前國產玻璃纖維最細只有6微米,短期內將制約PTFE膜材的國產化,但這類問題終將解決,擺脫膜材依賴進口的局面已為時不遠。

從1997年至2001年,五年內我國建造的膜結構達37萬噸;2003年建造的膜結構約18萬噸;2005年、2006年建造的膜結構分別超過33和40萬噸。2008年北京奧運會、2010年上海世博會和廣州亞運會的舉行,以及各種類型的展覽館建設,使得我國迎來了膜結構建筑的發展高峰期,這幾年間我國膜結構建筑的建造規模擴張非常迅速。

具體內容詳見前瞻產業研究院發布的《2013-2017年中國膜結構行業發展前景與投資戰略規劃分析報告》。

膜結構行業國際知名企業

法國Ferrari公司

德國Mehler公司

德國Durakin公司

美國Seamen公司

韓國秀博公司

日本太陽工業株式會社

日本旭硝子株式會社

膜結構行業國內領先企業

寧波天塔工業材料有限公司

上海申達科寶新材料有限公司

北京五洲佳泰新型涂層材料有限公司

泰興市維維高分子材料有限公司

南京康特復合材料有限責任公司

浙江星益達增強材料有限公司

福建思嘉環保材料科技有限公司

安徽柏拉圖涂層織物有限公司

北太陽(廊坊)塑膠蓬布有限公司

廣州市迪馬膜結構材料有限公司

 

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