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膜結(jié)構(gòu)縱橫談——訪中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會空間結(jié)構(gòu)分會理事長藍天教授

　　藍天：1927年5月生，1948年上海圣約翰大學工學院土木工程學士，1950年美國明尼蘇達大學研究院碩士，現(xiàn)任中國建筑科學研究院建筑結(jié)構(gòu)研究所研究員。長期以來從事于大跨度空間結(jié)構(gòu)的研究與工程實踐，致力于網(wǎng)架、懸索與膜結(jié)構(gòu)的應用與開發(fā)。曾參加與主持多項科研項目，其中重要的有：國家自然科學基金項目，張拉結(jié)構(gòu)的計算分析、外形設計與試驗研究，建設部"八五"科研項目，懸索與網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)應用關(guān)鍵技術(shù)的研究，目前承擔國家自然科學基金重大項目課題中的專題項目：新型預應力張拉結(jié)構(gòu)體系及其形態(tài)分析理論的研究。此外還先后主持與參加了六本有關(guān)網(wǎng)架、網(wǎng)殼與懸索技術(shù)規(guī)程與標準的編制與修訂，在國內(nèi)外先后發(fā)表了40多篇學術(shù)論文。1993年第四屆國際空間結(jié)構(gòu)學術(shù)會議上，被授予"空間結(jié)構(gòu)先驅(qū)獎"，1996年獲建設部科技進步一等獎，1997年獲國家科技進步二等獎。

　　提起膜結(jié)構(gòu)，人們往往把它跟作為臨時性建筑的帳篷的聯(lián)系起來，但自從70年代以來，膜結(jié)構(gòu)在世界范圍內(nèi)得到了迅猛發(fā)展，已經(jīng)被廣泛應用于不同領(lǐng)域各種形式的建筑中，膜結(jié)構(gòu)這種古老的結(jié)構(gòu)形式，隨著現(xiàn)代建筑科技的發(fā)展，猶如浴火重生的鳳凰，再度煥發(fā)青春活力，成為一種能夠代表當今建筑技術(shù)和材料科學發(fā)展水平的新型結(jié)構(gòu)體系，并以強大的生命力展現(xiàn)了美好的發(fā)展前景。

　　為了讓建筑界乃至社會了解膜結(jié)構(gòu)，本刊特別推出膜結(jié)構(gòu)專題（見上期，本文因故未及刊登），并專門采訪了多年來在膜結(jié)構(gòu)領(lǐng)域辛勤耕耘的專家藍天教授。藍教授長期以來從事大跨度空間結(jié)構(gòu)的研究與工程實踐，致力于網(wǎng)架、懸索與膜結(jié)構(gòu)的應用與開發(fā)。他曾參加與主持多項科研項目，其中包括國家自然科學基金項目，張拉結(jié)構(gòu)的計算分析、外形設計與試驗研究，建設部"八五"科研項目，懸索與網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)應用關(guān)鍵技術(shù)的研究，目前承擔國家自然科學基金重大項目課題中的專題項目：新型預應力張拉結(jié)構(gòu)體系及其形態(tài)分析理論的研究。他現(xiàn)任中國建筑科學研究院建筑結(jié)構(gòu)研究所研究員，是中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會空間結(jié)構(gòu)分會理事長。在采訪過程中，藍天教授就膜結(jié)構(gòu)的歷史、材料、發(fā)展成就、存在問題、發(fā)展前景以及在中國的發(fā)展做了詳細的介紹，令記者大開眼界，受益匪淺。

　　從臨時性建筑到永久建筑

　　記者：藍教授，您好！非常榮幸有機會向您請教。作為一種新興的結(jié)構(gòu)形式，膜結(jié)構(gòu)得到迅速發(fā)展，尤其是被廣泛應用于體育建筑、展覽中心、商場、交通、文化娛樂、廣場、景觀等公共設施中，這不但廣受建筑領(lǐng)域?qū)I(yè)人士的關(guān)注，也引起了大眾的興趣。我想，大家都想了解它。在此，您能否首先給大家介紹一下膜結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡史？

　　藍天：可以。膜結(jié)構(gòu)以性能優(yōu)良的織物為材料，或是向膜內(nèi)充氣，由空氣壓力支撐膜面，或是利用柔性鋼索或剛性支撐結(jié)構(gòu)將面繃緊，從而形成具有一定剛度、能夠覆蓋大跨度空間的結(jié)構(gòu)體系。膜結(jié)構(gòu)的起源要上溯到遠古時代，那時人們利用獸皮等建造的帳篷便是原始的膜結(jié)構(gòu)。進入二十世紀以來，人們利用類似的原理，制造了飛艇、雷達天線罩等，使膜結(jié)構(gòu)首先在其它一些科技領(lǐng)域中得到了應用。同時，作為臨時性建筑，如野營帳篷、馬戲團大棚、臨時性倉庫等也曾被應用。但膜結(jié)構(gòu)作為一種真正的現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)，一般認為：1970年日本大阪萬國博覽會出現(xiàn)的空氣支撐膜結(jié)構(gòu)，標志著膜結(jié)構(gòu)時代的開始。在新千年交接之際，英國建造了"千年穹頂"，直徑320m的圓形屋頂采用了整體張拉膜結(jié)構(gòu)，集中體現(xiàn)了20世紀建筑科技的精華。剛剛結(jié)束的在2002韓日世界杯，其20個賽場中有11個采用了膜結(jié)構(gòu)建筑�？梢哉f，三十年來，膜結(jié)構(gòu)在世界范圍內(nèi)得到了迅猛發(fā)展，膜結(jié)構(gòu)這種古老的結(jié)構(gòu)形式，已經(jīng)成為一種能夠代表當今建筑技術(shù)和材料科學發(fā)展水平的新型結(jié)構(gòu)體系。

　　一種理想而富有生命力的結(jié)構(gòu)形式

　　記者：那么，相對傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，膜結(jié)構(gòu)有哪些優(yōu)點？

　　藍天：籠統(tǒng)地說，膜結(jié)構(gòu)自重輕、跨度大、施工期短、便于工廠化生產(chǎn)、制作和安裝簡易、經(jīng)濟效益良好，而且也有較好的耐久性、耐火性、透光性與自潔性，不失為一種理想而富有生命力的結(jié)構(gòu)形式。膜結(jié)構(gòu)由于采用織物制成，其突出的優(yōu)點是重量特輕，與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比有著數(shù)量級的差別，克服了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)在大跨度建筑上實現(xiàn)所遇到的困難，因而可以覆蓋更大的建筑空間。由于膜結(jié)構(gòu)多變的支撐結(jié)構(gòu)和柔性膜材，使其建筑造型更加多樣化，可創(chuàng)造更加自由、美觀的建筑形體和更豐富的建筑語言。跟傳統(tǒng)的建筑不同的是，膜結(jié)構(gòu)工程所有的加工和制作都可以按照設計在工廠內(nèi)完成，在現(xiàn)場只是進行安裝作業(yè)，施工周期幾乎快一倍。膜材有較高的反射性及較低的光吸收，并且熱傳導性較低，這極大程度上阻止陽光能進入室內(nèi)；而膜材的透光性又保證了適當?shù)淖匀宦⑸涔庹彰魇覂?nèi)。因此膜結(jié)構(gòu)在節(jié)能方面有它的獨特效果。至于膜結(jié)構(gòu)的自潔性，膜材表面即使聚集了一些灰塵，在雨水沖刷后，仍能保持皎潔的外貌。

　　記者：我們宣傳膜結(jié)構(gòu)，也要直面膜結(jié)構(gòu)的缺點，您認為它的主要缺點是什么？

　　藍天：事物都是一分為二的，對于膜結(jié)構(gòu)的缺點我們也不能隱諱。先說它的耐久性，就和一般所謂"百年大計"的概念不一樣。當前膜材生產(chǎn)廠商最長的保證年限也只有15－25年，雖然通過實際工程考驗，玻璃纖維膜材使用了25年以上仍保持了良好性能，但和傳統(tǒng)的混凝土或鋼材相比，還是略遜一籌。另外，膜結(jié)構(gòu)對氣候十分敏感，在雨、雪的作用下，容易產(chǎn)生一種"袋狀效應"，也就是雨、雪越積越多，最后導致膜材撕裂。過去曾有好幾個充氣結(jié)構(gòu)發(fā)生過這樣的事故，以至人們對空氣支承膜結(jié)構(gòu)、也就是一般所說的充氣結(jié)構(gòu)是否適用也產(chǎn)生了懷疑。當然，如果處理得當，充氣結(jié)構(gòu)是還是有它的適用范圍。由于膜結(jié)構(gòu)屬于柔性體系，風振也往往是個問題，這種結(jié)構(gòu)在風作用下的動力響應還是一個有待于研究的課題。

　　膜結(jié)構(gòu)還面臨著一個尖銳的環(huán)保問題，不論是聚酯或玻璃纖維的膜材都是不可再生的。一旦到達了使用年限，被拆除的膜材就成為一大堆城市垃圾而無法處置。像過去建造膜結(jié)構(gòu)比較多的日本現(xiàn)在已經(jīng)敲起了警鐘。為了解決這個問題，目前有些國家正在研究可回收再利用的膜材。

　　膜材進步推動膜結(jié)構(gòu)發(fā)展
　　
　　記者：過去人們總是習慣地把膜結(jié)構(gòu)看作臨時性建筑的帳篷，但短短幾十年時間，膜結(jié)構(gòu)建筑已經(jīng)登入了"永久性建筑"的殿堂，您覺得主要原因是什么？

　　藍天：我想，關(guān)鍵的問題就是材料，膜結(jié)構(gòu)只有在材料問題得到解決后才得以大量應用。70年代美國所開發(fā)的玻璃纖維織物，涂覆的面層采用了聚四氟乙烯（PTFE，商品名稱Teflon-特氟隆），這種膜材從一開始就以強度高、耐火不燃、自潔性好等優(yōu)異性能得到用戶的青睞，為膜結(jié)構(gòu)的大量應用起了積極推動作用。當初，這種膜材的保證使用年限是25年，1973年首次應用于美國加利福尼亞拉維恩學院一個學生活動中心屋頂上。經(jīng)過20多年的考驗，材料還保持著70-80%的強度，仍然透光并且沒有褪色。使用經(jīng)驗表明，這種織物不但有足夠的強度承受張力，在使用功能上也能滿足要求。從樂觀的估計來說，它的使用年限將遠不止如當初所預計的25年。

　　膜結(jié)構(gòu)另外一種用得比較多的材料是以聚酯織物為基材，加上乙稀基的涂層。與上述的玻璃纖維膜材相比，其強度等性能稍差，使用年限也較短，但價格卻很便宜，大約在1/5左右。這種材料****的缺點是在骯臟和污染的侵襲下顏色變得難看、透光率降低，并容易破壞涂層而影響了膜材的使用年限。為了改進其性能可采用在涂層外再加一層面層。這種面層不但能保護織物抵抗紫外線，而且能大大改進其自潔性。

　　最早采用的面層是PVF（聚氟乙烯），其商品名稱是泰德拉（Tedlar），在美國已使用多年，效果良好。PVF面層需要一種特殊的粘合劑粘著在膜材表面，加層之后材料顯得有點硬。另外一種較新的面層是PVDF（聚氟乙烯），法國法拉利公司推出的氟羅托普T（Fluotor T）就是采用了這種熱壓的面層，是當前一種比較成熟的膜材，其價格雖然是一般聚酯膜材的2.5倍，但仍不到玻璃纖維膜材的一半。

　　記者：正如您所說，膜結(jié)構(gòu)得以推廣的關(guān)鍵是膜材的進步，如果我們把玻璃纖維膜材的出現(xiàn)和推廣應用看作膜材的"一次騰飛"，那么膜材的"二次騰飛"將會是什么樣子？目前在這膜材方面有什么發(fā)展動向？

　　藍天：我認為，膜材的"二次騰飛"有待于進一步改進合成材料的性能和種類，使膜材更加滿足作為建筑材料的要求。目前，已經(jīng)有人在研制柔韌的鋰合金作為基材以代替玻璃纖維，能夠充分克服玻璃纖維的脆性。復合材料的改性是目前尖端的"邊緣學科"，估計會有一個比較長的研制和推廣應用過程。

　　膜結(jié)構(gòu)在國際上方興未艾

　　記者：我記得您說過，一種工程結(jié)構(gòu)是否能得到推廣應用，是否能得到認可，首先要看建了多少工程？您能否就一些典型工程實例談一談膜結(jié)構(gòu)取得的成就？

　　藍天：好的。前面我們談過，1970年日本大阪萬國博覽會出現(xiàn)的空氣膜結(jié)構(gòu)，標志著膜結(jié)構(gòu)時代的開始。當時的美國館擬橢圓形、軸線尺寸為140m×83.5m，由美國的蓋格爾(D.Geiger)與貝格爾(H.Berger)設計其結(jié)構(gòu)，它不但是世界上第一個大跨度的膜結(jié)構(gòu)，而且是首次采用了聚氯乙烯(PVC)涂層的玻璃纖維織物。與此同時，還有一個氣脹式膜結(jié)構(gòu)，用于直徑約50m的富士館。

　　大阪博覽會閉幕之后，作為臨時性建筑的美國館與富士館都已拆除，但它們的出現(xiàn)具有劃時代的意義，此后膜結(jié)構(gòu)在世界范圍內(nèi)的迅猛的發(fā)展，表明它已經(jīng)遠不是過去那種臨時的大棚，即使對膜結(jié)構(gòu)的采用比較謹慎的日本，在1988年東京后樂園棒球場空氣膜結(jié)構(gòu)建成之后，在建筑法規(guī)中正式認定膜結(jié)構(gòu)可用于永久性建筑。

　　從跨度來說，美國龐提亞克的"銀色穹頂"氣承式膜結(jié)構(gòu)的平面尺寸有234.9m×183m，類似的大型體育館在北美就建了九座。從面積來說，沙特阿拉伯吉大機場候機大廳的懸掛膜結(jié)構(gòu)占地42萬平方米，當時是世界上面積****的膜結(jié)構(gòu)。

　　60年代，美國富勒提出了"張拉整體"的概念，即以連續(xù)的受拉鋼索為主，以不連續(xù)的壓桿為輔，組成一種結(jié)構(gòu)體系，然而他的概念始終沒有在工程中得以實現(xiàn)，其后蓋格爾把這種概念運用到以索、膜與壓桿組成的"索穹頂"上，并成功地建造了直徑自93 m到210 m的體育館。作為膜結(jié)構(gòu)一種新形式的索穹頂，是膜結(jié)構(gòu)體系的一大進展，自從1988年用在漢城奧運會的體操館與擊劍館以來，又在一些體育建筑中得到推廣應用，例如1996年亞特蘭大奧運會的"佐治亞穹頂"，擬橢圓形的尺寸達240m×193m，美國佛羅里達的"太陽海岸穹頂"，圓形直徑達210m。

　　記者：我注意到，近年來好多展覽建筑采用了膜結(jié)構(gòu)，您能否就此介紹一下？

　　藍天：不錯，近年來膜結(jié)構(gòu)展覽建筑方興未艾。隨著人類交流的不斷擴大，這幾年世界上幾乎每一個大城市都在興建融會議與展覽于一體的會議展覽中心，其面積往往達上萬平方米，其中的展覽場地就要求一個大跨度的空間，中間不設柱子；即使有柱子，柱網(wǎng)也要在25m以上。此外，對展覽來說，最好有自然采光以提供足夠的光線。這樣，膜結(jié)構(gòu)就是適宜的選型。

　　對于展覽建筑，首先要提的當然是倫敦泰晤士河畔的千年穹頂，這是英國政府為迎接21世紀而興建的總造價達7億多英磅的大型綜合性展覽館，包括一系列展示與演出的場地，以及購物商場、餐廳，酒吧等。其穹頂直徑320m，周圈大于1000m，有12根穿出屋面高達100 m的桅桿，屋蓋采用圓球形的張力膜結(jié)構(gòu)。膜面支承在72根幅射狀的鋼索上，膜材用涂聚四氟乙烯的玻璃纖維織物。為了防止結(jié)露，又增加了能隔音、隔熱的內(nèi)層。

　　另外值得一提的建筑是90年代美國西海岸的圣選戈會議中心。該中心總面積達16萬m2，包括地下停車場，露天劇院和展覽館，其展覽大廳屋頂上采用象帆一樣的膜結(jié)構(gòu)，91.5 m×91.5 m的敞開式展覽館由5個帳篷式膜結(jié)構(gòu)組成，其上覆蓋以聚四氟乙烯涂層玻璃纖維膜材。為了自然通風，膜結(jié)構(gòu)頂部開孔以便排出熱空氣，孔上另設置防雨的膜材板。

　　記者：如今各種跨度的體育建筑，如體育館、游泳館、溜冰館、足球場、訓練館、健身房等等都能見到膜結(jié)構(gòu)的蹤影，由此可見體育建筑也是膜結(jié)構(gòu)應用的一個熱門領(lǐng)域。

　　藍天：不錯，體育建筑歷來是膜結(jié)構(gòu)應用的熱門領(lǐng)域，并且在技術(shù)上也進一步有所創(chuàng)新。

　　在體育建筑中，敞開式的體育場看臺挑篷采用膜結(jié)構(gòu)是最合適的了。近代體育場屋頂?shù)膽姨艨缍仍絹碓酱�，覆蓋的范圍也發(fā)展到了全部看臺。作為采用膜結(jié)構(gòu)的看臺挑逢來說，以受拉內(nèi)環(huán)、索桁架與受壓結(jié)合的結(jié)構(gòu)體系是一種適宜的選型。像1990年世界杯足球賽意大利羅馬奧運會體育場（平面尺寸308m×237m）、1993年世界田徑錦標賽德國斯圖加特體育場（280m×255.6m，****懸挑跨度66.5m）都采用了這種形式。前二者還是在原有體育場上進行改建，重量很輕的膜結(jié)構(gòu)為此提供了有利的長件。然而體育場的發(fā)展并未到此為止，中間比賽場地部分的頂蓋能做成晴天開敞、雨天遮蔽的開閉結(jié)構(gòu)。象加拿大蒙特利爾體育場，從高168 m的斜塔上懸掛著一個傘形膜結(jié)，覆蓋了200m×100m的比賽場。此外，像前面提到的索穹頂也多次被運用在體育場館上。

　　需要特別指出的是，世界杯足球賽對膜結(jié)構(gòu)的發(fā)展起了很大的促進作用，因為每次比賽都要在承辦國若干個城市新建或改建足球場，膜結(jié)構(gòu)所占的比例也不斷增加。例如1990年世界杯賽在意大利舉行，羅馬奧運會體育場的改建和巴里足球與田徑場的新建都采用了膜結(jié)構(gòu)。1998年法國里昂的熱郎體育場為世界杯足球賽而擴建的看臺，也采用了膜材覆蓋。今年韓日世界杯足球賽的20個賽場中有11個是形式各異的膜結(jié)構(gòu)建筑。
事實表明，膜結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為當今體育場館的主要建筑形式之一。

　　記者：膜結(jié)構(gòu)在交通建筑方面的應用情況如何？有什么典要工程？

　　藍天：交通建筑指的是為火車、長途汽車、輪船和飛機等交通工具而配置的建筑，主要包括旅客和貨物集散的運輸總站以及車站站臺、停車場、收費站與室外通道的頂蓋。以運輸總站而言，前面提到的沙特阿拉伯吉大機場候場大廳的懸掛傘形膜結(jié)構(gòu)，堪稱膜結(jié)構(gòu)的大手筆。前幾年美國丹佛國際機場打破了傳統(tǒng)模式，首先在候機大廳上使用了張拉膜結(jié)構(gòu)。大廳長274m，寬67m，以17個帳篷形膜結(jié)構(gòu)組成，由于丹佛位于經(jīng)常下雪、氣候不利的地區(qū)，該建筑在大跨度交通建筑上為膜結(jié)構(gòu)的應用樹立了典范。其他如英國在英法海峽海底遂道一端的車站，以及法國里昂的車站，雖然面積不大，仍然顯示了膜結(jié)構(gòu)的優(yōu)點。因此，膜結(jié)構(gòu)不僅適用于大跨度建筑，小跨度乃至小品建筑也有膜結(jié)構(gòu)充分馳騁的天地。

　　千年穹頂?shù)木?

　　記者：前段時間，《福布斯》雜志評出了世界上十大最"難看"的建筑，英國倫敦的千年穹頂居然高居榜首，很難讓人相信，這個耗資７億多英鎊、設計科學、造型華美并凝聚了諸多當代科技和智慧的"世紀工程"竟然會落得如此下場。據(jù)有關(guān)報道稱，自千年穹頂于2000年最后一天被迫關(guān)閉以來，僅各種基本的維持費用幾近3000萬英鎊，而為了讓它徹底"退役"也耗資1000萬英鎊。迄今，英國已經(jīng)為這座大廈扔掉了近８億英鎊。這件事給我們什么警示，它會不會影響膜結(jié)構(gòu)的發(fā)展？

　　藍天：對于一個建筑的美或丑，往往有不同的評判準則，見仁見智，我不想多作評論。我想指出的是，對于一個工程項目的好壞，技術(shù)和管理應該分開來看，我認為英國千年穹頂在膜結(jié)構(gòu)技術(shù)上是成功的，而在經(jīng)營管理上是失敗的。其實大型場館的經(jīng)營問題不單是千年穹頂所獨有的，前幾年在日本盛行"穹頂熱"，建造了不少大型的多功能體育館，現(xiàn)在他們發(fā)現(xiàn)這些設施已經(jīng)過剩了，怎么利用成為一個大問題。即使在中國，一些大型體育場館的閑置也令經(jīng)營者們大傷腦筋。看看一些體育館只得靠開商品展銷會來維持的確令人感到悲哀。

　　2002年八月份，在參加了第五屆國際空間結(jié)構(gòu)學術(shù)會議之后，我特地去拜訪了處于倫敦郊區(qū)的千年穹頂。我是懷著一種類似"朝圣者"的心情去的。當我看到高聳入云的桅桿和潔白的膜材屋面，深深感到當代建筑技術(shù)在這里得到了升華。與之形成強烈反差的是大門緊鎖、不得其門而入，門前偌大的廣場上只有幾個練習滑旱冰的年輕人，只有從穹頂前數(shù)不盡的入口和寬廣的停車場可以想象當年車水馬龍的興旺景象。不管怎樣，我認為千年穹頂給我們的警示，不是膜結(jié)構(gòu)能否發(fā)展，而是大型場館如何經(jīng)營。

　　膜結(jié)構(gòu)在中國尚處起步階段

　　記者：聊了那么多膜結(jié)構(gòu)在國際上的發(fā)展，既然它是那么優(yōu)秀而有生命力的結(jié)構(gòu)形式，我想大家都非常關(guān)心它在的中國的發(fā)展情況，在此請您給大家介紹一下。

　　藍天：總的來說，近年來，膜結(jié)構(gòu)在中國發(fā)展速度很快，但與世界先進水平相比，中國膜結(jié)構(gòu)尚處于起步階段，其發(fā)展還存在著較大的差距。估計目前每年大約有10萬m2的膜結(jié)構(gòu)工程，基數(shù)很小，因此年增長率也會更高一些，但是工程面積的絕對值與先進水平相比還是較低的。

　　一種新結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生與壯大，必須具備一定的理論基礎。膜結(jié)構(gòu)的設計計算有一定的難度，要考慮非線性膜單元以及形狀確定、剪載等問題，除了理論與試驗研究外，還要有實用的計算機程序。目前在中國還沒有一支專門的膜結(jié)構(gòu)設計隊伍，而一般設計部門對膜結(jié)構(gòu)也知之甚少。從七十年代開始，已經(jīng)有一些研究單位和高等學校對膜結(jié)構(gòu)進行研究，如膜材的力學特征、膜結(jié)構(gòu)的初始形狀確定、非線性分析、剪裁分析以風振等問題，并進行了模型試驗，在膜結(jié)構(gòu)的開發(fā)上建立了一定的技術(shù)儲備。

　　值得注意的是：中國已出現(xiàn)了一批專門從事于膜結(jié)構(gòu)制作與安裝的企業(yè)，這此專業(yè)化工廠的建立，對于推廣膜結(jié)構(gòu)是十分有利的。此外，由于我國建筑市場對膜結(jié)構(gòu)技術(shù)的需求有大幅度的增長趨勢，國外各大著名膜結(jié)構(gòu)技術(shù)公司紛紛登陸我國，這也刺激了我國膜結(jié)構(gòu)事業(yè)的發(fā)展。

　　記者：工程建設情況是最能直接反映一種結(jié)構(gòu)的應用水平的指標，我國膜結(jié)構(gòu)工程建設的情況如何呢？

　　藍天：早在六十年代，在上海展覽館就采用過一個臨時性的空氣支承式空氣膜結(jié)構(gòu)，此后很長時間進展不大，僅是在北京及上海曾進口過兩個跨度不大的氣承式空氣膜，分別用來處長蓋網(wǎng)球館與游泳館。這幾年，中國的膜結(jié)構(gòu)取得了不少進展，并且出現(xiàn)了向大型工程發(fā)展的苗頭，其中體育場具有舉足輕重的影響。1997年上海第八屆全運會的八萬人體育場，其挑篷采用了以徑向懸挑鋼桁架組成的大跨度空間結(jié)構(gòu)，上覆以傘形膜結(jié)構(gòu)，這是中國首次將膜結(jié)構(gòu)應用到大面積的永久性建筑上。接著是專門用于足球比賽的上海虹口體育場，采用了鞍形大懸挑空間索桁架支承的膜結(jié)構(gòu)。這二個體育場采用的是進口的玻璃纖維織物，施工安裝也主要依靠外國公司。這不但傳播了國外的先進經(jīng)驗，還激勵了中國人用自己的力量修建膜結(jié)構(gòu)，影響深遠。繼上海體育場之后，****的膜結(jié)構(gòu)工程當屬青島頤中體育場的看臺屋蓋。面積有30000㎡挑篷由70個膜錐單元組成，使屋蓋呈現(xiàn)波浪形。其他如武漢體育場，面積也有30000m2，由上下外環(huán)梁和內(nèi)環(huán)索支承著波形膜屋蓋，浙江義烏體育會展中心的看臺挑篷采用了兩片沿主看臺對稱布置的梭狀膜結(jié)構(gòu)，挑篷前沿由斜拉索懸吊在四根桅桿上。最近威海、煙臺、南寧等地的體育場，也都考慮了膜結(jié)構(gòu)方案。

　　記者：在中國，您認為哪些領(lǐng)域的最能發(fā)揮膜結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢？

　　藍天：參考國外經(jīng)驗并結(jié)合我國的具體情況，我覺得應該實行大中小并舉的方針。在大跨度建筑中，對于需要自然采光的體育館、層覽館等，膜結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)與半透明性最能適應這種要求。近年來在世界足球與國際比賽的體育場中，越來越多的看臺挑篷都采用了膜結(jié)構(gòu)，因為它符合了懸跨度大與半敞開式建筑的特點。此外，像嬉水樂園、海洋館之類的建筑，膜結(jié)構(gòu)也是極好的選型。在中小跨度建筑中，膜結(jié)構(gòu)的應用有著廣闊的天地，象健身房、網(wǎng)球館、農(nóng)貿(mào)市場、倉庫、行人街………小至售貨亭、候車亭、走廊等都可采用，以量大面廣而取勝。

　　記者：從您上面的介紹中可以看出，中國在膜結(jié)構(gòu)的材料、設計與施工已經(jīng)建立了一定的基礎，可以說，中國膜結(jié)構(gòu)市場在短短幾年的時間里，可能走完了別人十年的道路，但也出現(xiàn)了一些問題，比如最近業(yè)界非常關(guān)注的惡性競爭問題。據(jù)我所知，有十年的時間，韓國政府明確表示在任何公共工程不使用膜結(jié)構(gòu)，據(jù)說都是惡性競爭惹的禍。這實在值得我們認真思考。對于惡性競爭，您有什么看法？

　　藍天：惡性競爭不單在膜結(jié)構(gòu)市場有，在網(wǎng)架、輕鋼等市場也屢屢產(chǎn)生。關(guān)于惡性競爭的后果是人人皆知的�；ハ鄩簝r搞得人人俱傷，還出現(xiàn)了許多不規(guī)范、不公平的腐敗現(xiàn)象。為了彌補損失只得降低產(chǎn)品質(zhì)量，給工程留下了隱患，最終還是影響了整個行業(yè)的信譽，可是為了眼前的利益，是屬于“殺鳩止渴”。我認為其中有企業(yè)的認識問題，也有行業(yè)管理問題。最近空間結(jié)構(gòu)協(xié)會正在醞釀成立一個膜結(jié)構(gòu)專業(yè)委員會，成為廣大膜結(jié)構(gòu)企業(yè)的行業(yè)性組織。其中有一項工作就是想通過行業(yè)自身的力量來規(guī)范膜結(jié)構(gòu)市場，希望能有助于解決惡性競爭的問題。

　　記者：聽說國家已經(jīng)開始關(guān)注膜結(jié)構(gòu)的發(fā)展，有關(guān)單位正在積極編制膜的設計、施工、驗收等相關(guān)規(guī)范，藍教授有沒有這方面的消息給大家透露一下？

　　藍天：是的，空間結(jié)構(gòu)協(xié)會正在組織這項工作。2001年8月，中國工程建設標準化協(xié)會通過輕型鋼結(jié)構(gòu)委員會向我們下達了"膜結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程"的編制任務。隨后組成了一個包括9個單位的規(guī)程編制組，成員包括國內(nèi)知名的高等學校、科研、設計單位以及企業(yè)的代表，其中有兩名中國工程院士以及膜結(jié)構(gòu)領(lǐng)域內(nèi)的專家學者。這個規(guī)程是********個有關(guān)膜結(jié)構(gòu)的設計、制作、安裝與維護的指導性文件。在排除了外界的干擾后，規(guī)程的編制工作正在有序地進行，預計將于2003年完成。

　　記者：為在中國推廣應用膜結(jié)構(gòu)，您覺得應該加強那方面的工作？

　　藍天：我覺得要在中國推廣應用膜結(jié)構(gòu)，還要在材料、造價、觀念、行業(yè)健康發(fā)展等方面多做點工作。

　　在材料方面，目前國內(nèi)的一些企業(yè)已經(jīng)生產(chǎn)出不同規(guī)格的建筑織物，但其數(shù)量與質(zhì)量還遠遠滿足不了要求。試制與生產(chǎn)建筑織物往往是企業(yè)自發(fā)而為，缺少國家的指導與支持。這些企業(yè)對現(xiàn)代膜結(jié)構(gòu)的要求了解得不透，對市場動向掌握得不多，加上產(chǎn)品質(zhì)量問題，使膜結(jié)構(gòu)制造商往往轉(zhuǎn)向進口膜材�；仡櫮そY(jié)構(gòu)發(fā)展的歷程，70年代美國一些大企業(yè)有能力聯(lián)合研制并生產(chǎn)"特氟隆"涂覆的玻璃纖維織物，在中國完全有條件由國家指定一、二個實力較強的企業(yè)，專門從事于建筑織物的研制與生產(chǎn)，并在投資上予以支持，以便在較短時間內(nèi)扭轉(zhuǎn)建造織物生產(chǎn)的落后局面。如能早日生產(chǎn)出符合要求的建筑織物就會降低造價，并將為大量推廣膜結(jié)構(gòu)創(chuàng)造條件。

　　膜結(jié)構(gòu)在性能上具有不少優(yōu)點，在造價上也應做到低廉。當前國內(nèi)常用的屋面材料有：壓型鋼板（造價150元/㎡），聚碳酸酯板（造價700元/㎡）玻璃（造價800元/㎡）。膜結(jié)構(gòu)的造價必須與此相當或略高才有競爭力，因此建議首先考慮生產(chǎn)以聚酯為基材，加PVC涂層與PVDF面層的織物，在研制過程中要著重解決材料的耐火性與耐久性（使用年限）。

　　生產(chǎn)力的進步跟思想觀念有著密切的聯(lián)系。膜結(jié)構(gòu)的進一步推廣應用也有待于觀念問題的解決。目前，有些用戶對膜結(jié)構(gòu)的認識停留在馬戲團大棚一類臨時性建筑的概念上，同時對膜結(jié)構(gòu)的使用年限，即使保證25年，與"基本建設百年大計"相比，用戶仍是心存疑慮，因此要大力加強對膜結(jié)的宣傳與科普教育，改變社會上的看法。更重要的是建成一批質(zhì)量優(yōu)良的膜結(jié)構(gòu)工程為加強其影響。例如上海體育場的建成，就推動了好幾個體育場采用膜結(jié)構(gòu)。

　　膜結(jié)構(gòu)技術(shù)，不論是設計、制作或施工，對廣大技術(shù)人員來說都是新事物，因此當一項工程要考虎采用膜結(jié)構(gòu)時，往往是處于“不敢用”、“不會用”的狀態(tài)。為此，對技術(shù)人員也要開展膜結(jié)構(gòu)的教育與提高。一方面，要開辦各種講習班、交流會、使設計人員、生產(chǎn)人員掌握膜結(jié)構(gòu)的基本知識，這對建筑師尤為必要。另一方面，還應培養(yǎng)一批膜結(jié)構(gòu)設計與生產(chǎn)的專業(yè)人才，提高其業(yè)務水平。此外，為了進一步推廣應用、保證工程質(zhì)量，要盡快編制膜結(jié)構(gòu)的設計與施工規(guī)程。

　　還有就是膜結(jié)構(gòu)行業(yè)的健康發(fā)展問題。對于膜結(jié)構(gòu)這一新興行業(yè)，一開始就應引導它向健康的道路上發(fā)展，因此行業(yè)管理也應提到日程上來了。

　　21世紀空間結(jié)構(gòu)發(fā)展的主流

　　記者：您是如何看待膜結(jié)構(gòu)的前景呢？

　　藍天：20世紀的工程實踐表明，由于新材料、新形式的不斷出現(xiàn)，膜結(jié)構(gòu)具有強大的生命力，必將是下一個世紀建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展的主流。此外，隨著現(xiàn)代科技的進一步發(fā)展及環(huán)保要求的提高，天然材料和傳統(tǒng)的古老建筑材料必將被輕、薄且保溫隔熱性能良好的高強輕質(zhì)材料所取代。膜結(jié)構(gòu)技術(shù)將在這項變革中扮演重要的角色，成為"綠色建筑體系"的寵兒，并將得到廣泛的應用。

　　記者：您能否在一些具體的指標方面預測一下膜結(jié)構(gòu)的前景呢？

　　藍天：不敢說預測，但是根據(jù)以往的發(fā)展和趨勢，可以做一個展望，展望而已，僅作參考。

　　在市場產(chǎn)值方面，膜結(jié)構(gòu)將會保持較快的增長勢頭。按照法蘭克福博覽會提供的資料，全世界建筑織物的銷售量在1990年為21億美元，10年內(nèi)以年均增長率4.1%的速度增加，到2000年可達33.9億美元，這在某種程度上反映了采用建筑織物的膜結(jié)構(gòu)的發(fā)展速度。進入21世紀，估計膜結(jié)構(gòu)仍會以略高于4%的增長率繼續(xù)發(fā)展。至于我國，隨著以北京奧運工程、西部大開發(fā)等為標志的新一輪建設熱潮的到來，膜結(jié)構(gòu)也將會迎來一個快速發(fā)展的時期。由于我國膜結(jié)構(gòu)總的產(chǎn)值基數(shù)不大，因此年增長率會高于世界平均水平。

　　總之，我對膜結(jié)構(gòu)的發(fā)展是抱樂觀態(tài)度的，還是那句話：膜結(jié)構(gòu)必將成為21世紀空間結(jié)構(gòu)發(fā)展的主流！

　　記者：謝謝藍教授的精彩論述。

　　藍天：我也要感謝貴刊提供一個這么好的機會，讓我談談對膜結(jié)構(gòu)的一些看法和想法，不一定正確，希望得到大家的批評和指正。我從1990年開始，對膜結(jié)構(gòu)感興趣并進行了一些研究和探索，也努力想在中國介紹和推廣這種新型結(jié)構(gòu)。近幾年膜結(jié)構(gòu)在中國的發(fā)展呈現(xiàn)了急劇上升的勢頭，這是我所始料不及的。特別令我感到欣慰的是，在膜結(jié)構(gòu)這片新開墾的土地上人才輩出，不論是設計、研究或是施工、管理方面，我都看到了非常能干的年輕人。相信中國的膜結(jié)構(gòu)在他們手中必將更加發(fā)揚光大。此外，還想借貴刊傳達這么一個信息：就是我這個與生俱來的名字"藍天"也帶來了一些誤會�，F(xiàn)在有不少網(wǎng)架廠、波形拱廠都以藍天命名，不明真相的人都以為是我開的，其實和我毫不相干，說不定哪一天又會出現(xiàn)一個藍天膜結(jié)構(gòu)公司呢！其實我一介書生，對經(jīng)營企業(yè)既沒有本事，又沒有精力去做，甚至一些公司要聘作顧問，也都被我婉言拒絕了。另外，近來有一位在網(wǎng)上頗為活躍的“蘭天”，有人也以為是我的化名。這位蘭天對膜結(jié)構(gòu)發(fā)表了許多很好的意見，有些我也有同感，但我實在不敢掠人之美。

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