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膜結(jié)構(gòu)縱橫談——訪中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)空間結(jié)構(gòu)分會(huì)理事長(zhǎng)藍(lán)天教授

　　藍(lán)天：1927年5月生，1948年上海圣約翰大學(xué)工學(xué)院土木工程學(xué)士，1950年美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)研究院碩士，現(xiàn)任中國(guó)建筑科學(xué)研究院建筑結(jié)構(gòu)研究所研究員。長(zhǎng)期以來(lái)從事于大跨度空間結(jié)構(gòu)的研究與工程實(shí)踐，致力于網(wǎng)架、懸索與膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)。曾參加與主持多項(xiàng)科研項(xiàng)目，其中重要的有：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，張拉結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析、外形設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究，建設(shè)部"八五"科研項(xiàng)目，懸索與網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)的研究，目前承擔(dān)國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目課題中的專題項(xiàng)目：新型預(yù)應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)的編制與修訂，在國(guó)內(nèi)外先后發(fā)表了40多篇學(xué)術(shù)論文。1993年第四屆國(guó)際空間結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)會(huì)議上，被授予"空間結(jié)構(gòu)先驅(qū)獎(jiǎng)"，1996年獲建設(shè)部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，1997年獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

　　提起膜結(jié)構(gòu)，人們往往把它跟作為臨時(shí)性建筑的帳篷的聯(lián)系起來(lái)，但自從70年代以來(lái)，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(yīng)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(dāng)今建筑技術(shù)和材料科學(xué)發(fā)展水平的新型結(jié)構(gòu)體系，并以強(qiáng)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(huì)了解膜結(jié)構(gòu)，本刊特別推出膜結(jié)構(gòu)專題（見(jiàn)上期，本文因故未及刊登），并專門(mén)采訪了多年來(lái)在膜結(jié)構(gòu)領(lǐng)域辛勤耕耘的專家藍(lán)天教授。藍(lán)教授長(zhǎng)期以來(lái)從事大跨度空間結(jié)構(gòu)的研究與工程實(shí)踐，致力于網(wǎng)架、懸索與膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)。他曾參加與主持多項(xiàng)科研項(xiàng)目，其中包括國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，張拉結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析、外形設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究，建設(shè)部"八五"科研項(xiàng)目，懸索與網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)的研究，目前承擔(dān)國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目課題中的專題項(xiàng)目：新型預(yù)應(yīng)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(guó)建筑科學(xué)研究院建筑結(jié)構(gòu)研究所研究員，是中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)空間結(jié)構(gòu)分會(huì)理事長(zhǎng)。在采訪過(guò)程中，藍(lán)天教授就膜結(jié)構(gòu)的歷史、材料、發(fā)展成就、存在問(wèn)題、發(fā)展前景以及在中國(guó)的發(fā)展做了詳細(xì)的介紹，令記者大開(kāi)眼界，受益匪淺。

　　從臨時(shí)性建筑到永久建筑

　　記者：藍(lán)教授，您好！非常榮幸有機(jī)會(huì)向您請(qǐng)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(yīng)用于體育建筑、展覽中心、商場(chǎng)、交通、文化娛樂(lè)、廣場(chǎng)、景觀等公共設(shè)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(jiǎn)史？

　　藍(lán)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(yuǎn)古時(shí)代，那時(shí)人們利用獸皮等建造的帳篷便是原始的膜結(jié)構(gòu)。進(jìn)入二十世紀(jì)以來(lái)，人們利用類似的原理，制造了飛艇、雷達(dá)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(yīng)用。同時(shí)，作為臨時(shí)性建筑，如野營(yíng)帳篷、馬戲團(tuán)大棚、臨時(shí)性倉(cāng)庫(kù)等也曾被應(yīng)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(rèn)為：1970年日本大阪萬(wàn)國(guó)博覽會(huì)出現(xiàn)的空氣支撐膜結(jié)構(gòu)，標(biāo)志著膜結(jié)構(gòu)時(shí)代的開(kāi)始。在新千年交接之際，英國(guó)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(jì)建筑科技的精華。剛剛結(jié)束的在2002韓日世界杯，其20個(gè)賽場(chǎng)中有11個(gè)采用了膜結(jié)構(gòu)建筑。可以說(shuō)，三十年來(lái)，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(dāng)今建筑技術(shù)和材料科學(xué)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(duì)傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，膜結(jié)構(gòu)有哪些優(yōu)點(diǎn)？

　　藍(lán)天：籠統(tǒng)地說(shuō)，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(jiǎn)易、經(jīng)濟(jì)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(diǎn)是重量特輕，與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比有著數(shù)量級(jí)的差別，克服了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)在大跨度建筑上實(shí)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(yǔ)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(shè)計(jì)在工廠內(nèi)完成，在現(xiàn)場(chǎng)只是進(jìn)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(dǎo)性較低，這極大程度上阻止陽(yáng)光能進(jìn)入室內(nèi)；而膜材的透光性又保證了適當(dāng)?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(dú)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(diǎn)，您認(rèn)為它的主要缺點(diǎn)是什么？

　　藍(lán)天：事物都是一分為二的，對(duì)于膜結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)我們也不能隱諱。先說(shuō)它的耐久性，就和一般所謂"百年大計(jì)"的概念不一樣。當(dāng)前膜材生產(chǎn)廠商最長(zhǎng)的保證年限也只有15－25年，雖然通過(guò)實(shí)際工程考驗(yàn)，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(duì)氣候十分敏感，在雨、雪的作用下，容易產(chǎn)生一種"袋狀效應(yīng)"，也就是雨、雪越積越多，最后導(dǎo)致膜材撕裂。過(guò)去曾有好幾個(gè)充氣結(jié)構(gòu)發(fā)生過(guò)這樣的事故，以至人們對(duì)空氣支承膜結(jié)構(gòu)、也就是一般所說(shuō)的充氣結(jié)構(gòu)是否適用也產(chǎn)生了懷疑。當(dāng)然，如果處理得當(dāng)，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(fēng)振也往往是個(gè)問(wèn)題，這種結(jié)構(gòu)在風(fēng)作用下的動(dòng)力響應(yīng)還是一個(gè)有待于研究的課題。

　　膜結(jié)構(gòu)還面臨著一個(gè)尖銳的環(huán)保問(wèn)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(dá)了使用年限，被拆除的膜材就成為一大堆城市垃圾而無(wú)法處置。像過(guò)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(gè)問(wèn)題，目前有些國(guó)家正在研究可回收再利用的膜材。

　　膜材進(jìn)步推動(dòng)膜結(jié)構(gòu)發(fā)展
　　
　　記者：過(guò)去人們總是習(xí)慣地把膜結(jié)構(gòu)看作臨時(shí)性建筑的帳篷，但短短幾十年時(shí)間，膜結(jié)構(gòu)建筑已經(jīng)登入了"永久性建筑"的殿堂，您覺(jué)得主要原因是什么？

　　藍(lán)天：我想，關(guān)鍵的問(wèn)題就是材料，膜結(jié)構(gòu)只有在材料問(wèn)題得到解決后才得以大量應(yīng)用。70年代美國(guó)所開(kāi)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(kāi)始就以強(qiáng)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(yīng)用起了積極推動(dòng)作用。當(dāng)初，這種膜材的保證使用年限是25年，1973年首次應(yīng)用于美國(guó)加利福尼亞拉維恩學(xué)院一個(gè)學(xué)生活動(dòng)中心屋頂上。經(jīng)過(guò)20多年的考驗(yàn)，材料還保持著70-80%的強(qiáng)度，仍然透光并且沒(méi)有褪色。使用經(jīng)驗(yàn)表明，這種織物不但有足夠的強(qiáng)度承受張力，在使用功能上也能滿足要求。從樂(lè)觀的估計(jì)來(lái)說(shuō)，它的使用年限將遠(yuǎn)不止如當(dāng)初所預(yù)計(jì)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(qiáng)度等性能稍差，使用年限也較短，但價(jià)格卻很便宜，大約在1/5左右。這種材料****的缺點(diǎn)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(jìn)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(hù)織物抵抗紫外線，而且能大大改進(jìn)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(guó)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(diǎn)硬。另外一種較新的面層是PVDF（聚氟乙烯），法國(guó)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(dāng)前一種比較成熟的膜材，其價(jià)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(shuō)，膜結(jié)構(gòu)得以推廣的關(guān)鍵是膜材的進(jìn)步，如果我們把玻璃纖維膜材的出現(xiàn)和推廣應(yīng)用看作膜材的"一次騰飛"，那么膜材的"二次騰飛"將會(huì)是什么樣子？目前在這膜材方面有什么發(fā)展動(dòng)向？

　　藍(lán)天：我認(rèn)為，膜材的"二次騰飛"有待于進(jìn)一步改進(jìn)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(fù)合材料的改性是目前尖端的"邊緣學(xué)科"，估計(jì)會(huì)有一個(gè)比較長(zhǎng)的研制和推廣應(yīng)用過(guò)程。

　　膜結(jié)構(gòu)在國(guó)際上方興未艾

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

　　藍(lán)天：好的。前面我們談過(guò)，1970年日本大阪萬(wàn)國(guó)博覽會(huì)出現(xiàn)的空氣膜結(jié)構(gòu)，標(biāo)志著膜結(jié)構(gòu)時(shí)代的開(kāi)始。當(dāng)時(shí)的美國(guó)館擬橢圓形、軸線尺寸為140m×83.5m，由美國(guó)的蓋格爾(D.Geiger)與貝格爾(H.Berger)設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)，它不但是世界上第一個(gè)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(shí)，還有一個(gè)氣脹式膜結(jié)構(gòu)，用于直徑約50m的富士館。

　　大阪博覽會(huì)閉幕之后，作為臨時(shí)性建筑的美國(guó)館與富士館都已拆除，但它們的出現(xiàn)具有劃時(shí)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(yuǎn)不是過(guò)去那種臨時(shí)的大棚，即使對(duì)膜結(jié)構(gòu)的采用比較謹(jǐn)慎的日本，在1988年?yáng)|京后樂(lè)園棒球場(chǎng)空氣膜結(jié)構(gòu)建成之后，在建筑法規(guī)中正式認(rèn)定膜結(jié)構(gòu)可用于永久性建筑。

　　從跨度來(lái)說(shuō)，美國(guó)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(lái)說(shuō)，沙特阿拉伯吉大機(jī)場(chǎng)候機(jī)大廳的懸掛膜結(jié)構(gòu)占地42萬(wàn)平方米，當(dāng)時(shí)是世界上面積****的膜結(jié)構(gòu)。

　　60年代，美國(guó)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(méi)有在工程中得以實(shí)現(xiàn)，其后蓋格爾把這種概念運(yùn)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(jìn)展，自從1988年用在漢城奧運(yùn)會(huì)的體操館與擊劍館以來(lái)，又在一些體育建筑中得到推廣應(yīng)用，例如1996年亞特蘭大奧運(yùn)會(huì)的"佐治亞穹頂"，擬橢圓形的尺寸達(dá)240m×193m，美國(guó)佛羅里達(dá)的"太陽(yáng)海岸穹頂"，圓形直徑達(dá)210m。

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

　　藍(lán)天：不錯(cuò)，近年來(lái)膜結(jié)構(gòu)展覽建筑方興未艾。隨著人類交流的不斷擴(kuò)大，這幾年世界上幾乎每一個(gè)大城市都在興建融會(huì)議與展覽于一體的會(huì)議展覽中心，其面積往往達(dá)上萬(wàn)平方米，其中的展覽場(chǎng)地就要求一個(gè)大跨度的空間，中間不設(shè)柱子；即使有柱子，柱網(wǎng)也要在25m以上。此外，對(duì)展覽來(lái)說(shuō)，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(duì)于展覽建筑，首先要提的當(dāng)然是倫敦泰晤士河畔的千年穹頂，這是英國(guó)政府為迎接21世紀(jì)而興建的總造價(jià)達(dá)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(chǎng)地，以及購(gòu)物商場(chǎng)、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(dá)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(guó)西海岸的圣選戈會(huì)議中心。該中心總面積達(dá)16萬(wàn)m2，包括地下停車(chē)場(chǎng)，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(kāi)式展覽館由5個(gè)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(fēng)，膜結(jié)構(gòu)頂部開(kāi)孔以便排出熱空氣，孔上另設(shè)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(chǎng)、訓(xùn)練館、健身房等等都能見(jiàn)到膜結(jié)構(gòu)的蹤影，由此可見(jiàn)體育建筑也是膜結(jié)構(gòu)應(yīng)用的一個(gè)熱門(mén)領(lǐng)域。

　　藍(lán)天：不錯(cuò)，體育建筑歷來(lái)是膜結(jié)構(gòu)應(yīng)用的熱門(mén)領(lǐng)域，并且在技術(shù)上也進(jìn)一步有所創(chuàng)新。

　　在體育建筑中，敞開(kāi)式的體育場(chǎng)看臺(tái)挑篷采用膜結(jié)構(gòu)是最合適的了。近代體育場(chǎng)屋頂?shù)膽姨艨缍仍絹?lái)越大，覆蓋的范圍也發(fā)展到了全部看臺(tái)。作為采用膜結(jié)構(gòu)的看臺(tái)挑逢來(lái)說(shuō)，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(yùn)會(huì)體育場(chǎng)（平面尺寸308m×237m）、1993年世界田徑錦標(biāo)賽德國(guó)斯圖加特體育場(chǎng)（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(chǎng)上進(jìn)行改建，重量很輕的膜結(jié)構(gòu)為此提供了有利的長(zhǎng)件。然而體育場(chǎng)的發(fā)展并未到此為止，中間比賽場(chǎng)地部分的頂蓋能做成晴天開(kāi)敞、雨天遮蔽的開(kāi)閉結(jié)構(gòu)。象加拿大蒙特利爾體育場(chǎng)，從高168 m的斜塔上懸掛著一個(gè)傘形膜結(jié)，覆蓋了200m×100m的比賽場(chǎng)。此外，像前面提到的索穹頂也多次被運(yùn)用在體育場(chǎng)館上。

　　需要特別指出的是，世界杯足球賽對(duì)膜結(jié)構(gòu)的發(fā)展起了很大的促進(jìn)作用，因?yàn)槊看伪荣惗家诔修k國(guó)若干個(gè)城市新建或改建足球場(chǎng)，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(yùn)會(huì)體育場(chǎng)的改建和巴里足球與田徑場(chǎng)的新建都采用了膜結(jié)構(gòu)。1998年法國(guó)里昂的熱郎體育場(chǎng)為世界杯足球賽而擴(kuò)建的看臺(tái)，也采用了膜材覆蓋。今年韓日世界杯足球賽的20個(gè)賽場(chǎng)中有11個(gè)是形式各異的膜結(jié)構(gòu)建筑。
事實(shí)表明，膜結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為當(dāng)今體育場(chǎng)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(yīng)用情況如何？有什么典要工程？

　　藍(lán)天：交通建筑指的是為火車(chē)、長(zhǎng)途汽車(chē)、輪船和飛機(jī)等交通工具而配置的建筑，主要包括旅客和貨物集散的運(yùn)輸總站以及車(chē)站站臺(tái)、停車(chē)場(chǎng)、收費(fèi)站與室外通道的頂蓋。以運(yùn)輸總站而言，前面提到的沙特阿拉伯吉大機(jī)場(chǎng)候場(chǎng)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(guó)丹佛國(guó)際機(jī)場(chǎng)打破了傳統(tǒng)模式，首先在候機(jī)大廳上使用了張拉膜結(jié)構(gòu)。大廳長(zhǎng)274m，寬67m，以17個(gè)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(yīng)用樹(shù)立了典范。其他如英國(guó)在英法海峽海底遂道一端的車(chē)站，以及法國(guó)里昂的車(chē)站，雖然面積不大，仍然顯示了膜結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。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(shí)間，《福布斯》雜志評(píng)出了世界上十大最"難看"的建筑，英國(guó)倫敦的千年穹頂居然高居榜首，很難讓人相信，這個(gè)耗資７億多英鎊、設(shè)計(jì)科學(xué)、造型華美并凝聚了諸多當(dāng)代科技和智慧的"世紀(jì)工程"竟然會(huì)落得如此下場(chǎng)。據(jù)有關(guān)報(bào)道稱，自千年穹頂于2000年最后一天被迫關(guān)閉以來(lái)，僅各種基本的維持費(fèi)用幾近3000萬(wàn)英鎊，而為了讓它徹底"退役"也耗資1000萬(wàn)英鎊。迄今，英國(guó)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(huì)不會(huì)影響膜結(jié)構(gòu)的發(fā)展？

　　藍(lán)天：對(duì)于一個(gè)建筑的美或丑，往往有不同的評(píng)判準(zhǔn)則，見(jiàn)仁見(jiàn)智，我不想多作評(píng)論。我想指出的是，對(duì)于一個(gè)工程項(xiàng)目的好壞，技術(shù)和管理應(yīng)該分開(kāi)來(lái)看，我認(rèn)為英國(guó)千年穹頂在膜結(jié)構(gòu)技術(shù)上是成功的，而在經(jīng)營(yíng)管理上是失敗的。其實(shí)大型場(chǎng)館的經(jīng)營(yíng)問(wèn)題不單是千年穹頂所獨(dú)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(shè)施已經(jīng)過(guò)剩了，怎么利用成為一個(gè)大問(wèn)題。即使在中國(guó)，一些大型體育場(chǎng)館的閑置也令經(jīng)營(yíng)者們大傷腦筋。看看一些體育館只得靠開(kāi)商品展銷(xiāo)會(huì)來(lái)維持的確令人感到悲哀。

　　2002年八月份，在參加了第五屆國(guó)際空間結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)會(huì)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(dāng)我看到高聳入云的桅桿和潔白的膜材屋面，深深感到當(dāng)代建筑技術(shù)在這里得到了升華。與之形成強(qiáng)烈反差的是大門(mén)緊鎖、不得其門(mén)而入，門(mén)前偌大的廣場(chǎng)上只有幾個(gè)練習(xí)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(chē)場(chǎng)可以想象當(dāng)年車(chē)水馬龍的興旺景象。不管怎樣，我認(rèn)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(chǎng)館如何經(jīng)營(yíng)。

　　膜結(jié)構(gòu)在中國(guó)尚處起步階段

　　記者：聊了那么多膜結(jié)構(gòu)在國(guó)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(guó)的發(fā)展情況，在此請(qǐng)您給大家介紹一下。

　　藍(lán)天：總的來(lái)說(shuō)，近年來(lái)，膜結(jié)構(gòu)在中國(guó)發(fā)展速度很快，但與世界先進(jìn)水平相比，中國(guó)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(jì)目前每年大約有10萬(wàn)m2的膜結(jié)構(gòu)工程，基數(shù)很小，因此年增長(zhǎng)率也會(huì)更高一些，但是工程面積的絕對(duì)值與先進(jìn)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(chǔ)。膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)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(wèn)題，除了理論與試驗(yàn)研究外，還要有實(shí)用的計(jì)算機(jī)程序。目前在中國(guó)還沒(méi)有一支專門(mén)的膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)隊(duì)伍，而一般設(shè)計(jì)部門(mén)對(duì)膜結(jié)構(gòu)也知之甚少。從七十年代開(kāi)始，已經(jīng)有一些研究單位和高等學(xué)校對(duì)膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，如膜材的力學(xué)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(fēng)振等問(wèn)題，并進(jìn)行了模型試驗(yàn)，在膜結(jié)構(gòu)的開(kāi)發(fā)上建立了一定的技術(shù)儲(chǔ)備。

　　值得注意的是：中國(guó)已出現(xiàn)了一批專門(mén)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(duì)于推廣膜結(jié)構(gòu)是十分有利的。此外，由于我國(guó)建筑市場(chǎng)對(duì)膜結(jié)構(gòu)技術(shù)的需求有大幅度的增長(zhǎng)趨勢(shì)，國(guó)外各大著名膜結(jié)構(gòu)技術(shù)公司紛紛登陸我國(guó)，這也刺激了我國(guó)膜結(jié)構(gòu)事業(yè)的發(fā)展。

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

　　藍(lán)天：早在六十年代，在上海展覽館就采用過(guò)一個(gè)臨時(shí)性的空氣支承式空氣膜結(jié)構(gòu)，此后很長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)展不大，僅是在北京及上海曾進(jìn)口過(guò)兩個(gè)跨度不大的氣承式空氣膜，分別用來(lái)處長(zhǎng)蓋網(wǎng)球館與游泳館。這幾年，中國(guó)的膜結(jié)構(gòu)取得了不少進(jìn)展，并且出現(xiàn)了向大型工程發(fā)展的苗頭，其中體育場(chǎng)具有舉足輕重的影響。1997年上海第八屆全運(yùn)會(huì)的八萬(wàn)人體育場(chǎng)，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(guó)首次將膜結(jié)構(gòu)應(yīng)用到大面積的永久性建筑上。接著是專門(mén)用于足球比賽的上海虹口體育場(chǎng)，采用了鞍形大懸挑空間索桁架支承的膜結(jié)構(gòu)。這二個(gè)體育場(chǎng)采用的是進(jìn)口的玻璃纖維織物，施工安裝也主要依靠外國(guó)公司。這不但傳播了國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，還激勵(lì)了中國(guó)人用自己的力量修建膜結(jié)構(gòu)，影響深遠(yuǎn)。繼上海體育場(chǎng)之后，****的膜結(jié)構(gòu)工程當(dāng)屬青島頤中體育場(chǎng)的看臺(tái)屋蓋。面積有30000㎡挑篷由70個(gè)膜錐單元組成，使屋蓋呈現(xiàn)波浪形。其他如武漢體育場(chǎng)，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(huì)展中心的看臺(tái)挑篷采用了兩片沿主看臺(tái)對(duì)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(tái)、南寧等地的體育場(chǎng)，也都考慮了膜結(jié)構(gòu)方案。

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

　　藍(lán)天：參考國(guó)外經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合我國(guó)的具體情況，我覺(jué)得應(yīng)該實(shí)行大中小并舉的方針。在大跨度建筑中，對(duì)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(yīng)這種要求。近年來(lái)在世界足球與國(guó)際比賽的體育場(chǎng)中，越來(lái)越多的看臺(tái)挑篷都采用了膜結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗狭藨铱缍却笈c半敞開(kāi)式建筑的特點(diǎn)。此外，像嬉水樂(lè)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(yīng)用有著廣闊的天地，象健身房、網(wǎng)球館、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)、倉(cāng)庫(kù)、行人街………小至售貨亭、候車(chē)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(guó)在膜結(jié)構(gòu)的材料、設(shè)計(jì)與施工已經(jīng)建立了一定的基礎(chǔ)，可以說(shuō)，中國(guó)膜結(jié)構(gòu)市場(chǎng)在短短幾年的時(shí)間里，可能走完了別人十年的道路，但也出現(xiàn)了一些問(wèn)題，比如最近業(yè)界非常關(guān)注的惡性競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題。據(jù)我所知，有十年的時(shí)間，韓國(guó)政府明確表示在任何公共工程不使用膜結(jié)構(gòu)，據(jù)說(shuō)都是惡性競(jìng)爭(zhēng)惹的禍。這實(shí)在值得我們認(rèn)真思考。對(duì)于惡性競(jìng)爭(zhēng)，您有什么看法？

　　藍(lán)天：惡性競(jìng)爭(zhēng)不單在膜結(jié)構(gòu)市場(chǎng)有，在網(wǎng)架、輕鋼等市場(chǎng)也屢屢產(chǎn)生。關(guān)于惡性競(jìng)爭(zhēng)的后果是人人皆知的�；ハ鄩簝r(jià)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(bǔ)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(gè)行業(yè)的信譽(yù)，可是為了眼前的利益，是屬于“殺鳩止渴”。我認(rèn)為其中有企業(yè)的認(rèn)識(shí)問(wèn)題，也有行業(yè)管理問(wèn)題。最近空間結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)正在醞釀成立一個(gè)膜結(jié)構(gòu)專業(yè)委員會(huì)，成為廣大膜結(jié)構(gòu)企業(yè)的行業(yè)性組織。其中有一項(xiàng)工作就是想通過(guò)行業(yè)自身的力量來(lái)規(guī)范膜結(jié)構(gòu)市場(chǎng)，希望能有助于解決惡性競(jìng)爭(zhēng)的問(wèn)題。

　　記者：聽(tīng)說(shuō)國(guó)家已經(jīng)開(kāi)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(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收等相關(guān)規(guī)范，藍(lán)教授有沒(méi)有這方面的消息給大家透露一下？

　　藍(lán)天：是的，空間結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)正在組織這項(xiàng)工作。2001年8月，中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)通過(guò)輕型鋼結(jié)構(gòu)委員會(huì)向我們下達(dá)了"膜結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程"的編制任務(wù)。隨后組成了一個(gè)包括9個(gè)單位的規(guī)程編制組，成員包括國(guó)內(nèi)知名的高等學(xué)校、科研、設(shè)計(jì)單位以及企業(yè)的代表，其中有兩名中國(guó)工程院士以及膜結(jié)構(gòu)領(lǐng)域內(nèi)的專家學(xué)者。這個(gè)規(guī)程是********個(gè)有關(guān)膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制作、安裝與維護(hù)的指導(dǎo)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(jìn)行，預(yù)計(jì)將于2003年完成。

　　記者：為在中國(guó)推廣應(yīng)用膜結(jié)構(gòu)，您覺(jué)得應(yīng)該加強(qiáng)那方面的工作？

　　藍(lán)天：我覺(jué)得要在中國(guó)推廣應(yīng)用膜結(jié)構(gòu)，還要在材料、造價(jià)、觀念、行業(yè)健康發(fā)展等方面多做點(diǎn)工作。

　　在材料方面，目前國(guó)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(guó)家的指導(dǎo)與支持。這些企業(yè)對(duì)現(xiàn)代膜結(jié)構(gòu)的要求了解得不透，對(duì)市場(chǎng)動(dòng)向掌握得不多，加上產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題，使膜結(jié)構(gòu)制造商往往轉(zhuǎn)向進(jìn)口膜材�；仡櫮そY(jié)構(gòu)發(fā)展的歷程，70年代美國(guó)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(guó)完全有條件由國(guó)家指定一、二個(gè)實(shí)力較強(qiáng)的企業(yè)，專門(mén)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(shí)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(huì)降低造價(jià)，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(diǎn)，在造價(jià)上也應(yīng)做到低廉。當(dāng)前國(guó)內(nèi)常用的屋面材料有：壓型鋼板（造價(jià)150元/㎡），聚碳酸酯板（造價(jià)700元/㎡）玻璃（造價(jià)800元/㎡）。膜結(jié)構(gòu)的造價(jià)必須與此相當(dāng)或略高才有競(jìng)爭(zhēng)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(guò)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(jìn)步跟思想觀念有著密切的聯(lián)系。膜結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用也有待于觀念問(wèn)題的解決。目前，有些用戶對(duì)膜結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)停留在馬戲團(tuán)大棚一類臨時(shí)性建筑的概念上，同時(shí)對(duì)膜結(jié)構(gòu)的使用年限，即使保證25年，與"基本建設(shè)百年大計(jì)"相比，用戶仍是心存疑慮，因此要大力加強(qiáng)對(duì)膜結(jié)的宣傳與科普教育，改變社會(huì)上的看法。更重要的是建成一批質(zhì)量?jī)?yōu)良的膜結(jié)構(gòu)工程為加強(qiáng)其影響。例如上海體育場(chǎng)的建成，就推動(dòng)了好幾個(gè)體育場(chǎng)采用膜結(jié)構(gòu)。

　　膜結(jié)構(gòu)技術(shù)，不論是設(shè)計(jì)、制作或施工，對(duì)廣大技術(shù)人員來(lái)說(shuō)都是新事物，因此當(dāng)一項(xiàng)工程要考虎采用膜結(jié)構(gòu)時(shí)，往往是處于“不敢用”、“不會(huì)用”的狀態(tài)。為此，對(duì)技術(shù)人員也要開(kāi)展膜結(jié)構(gòu)的教育與提高。一方面，要開(kāi)辦各種講習(xí)班、交流會(huì)、使設(shè)計(jì)人員、生產(chǎn)人員掌握膜結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)，這對(duì)建筑師尤為必要。另一方面，還應(yīng)培養(yǎng)一批膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的專業(yè)人才，提高其業(yè)務(wù)水平。此外，為了進(jìn)一步推廣應(yīng)用、保證工程質(zhì)量，要盡快編制膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)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(wèn)題。對(duì)于膜結(jié)構(gòu)這一新興行業(yè)，一開(kāi)始就應(yīng)引導(dǎo)它向健康的道路上發(fā)展，因此行業(yè)管理也應(yīng)提到日程上來(lái)了。

　　21世紀(jì)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(lán)天：20世紀(jì)的工程實(shí)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(qiáng)大的生命力，必將是下一個(gè)世紀(jì)建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展的主流。此外，隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)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(qiáng)輕質(zhì)材料所取代。膜結(jié)構(gòu)技術(shù)將在這項(xiàng)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(yīng)用。

　　記者：您能否在一些具體的指標(biāo)方面預(yù)測(cè)一下膜結(jié)構(gòu)的前景呢？

　　藍(lán)天：不敢說(shuō)預(yù)測(cè)，但是根據(jù)以往的發(fā)展和趨勢(shì)，可以做一個(gè)展望，展望而已，僅作參考。

　　在市場(chǎng)產(chǎn)值方面，膜結(jié)構(gòu)將會(huì)保持較快的增長(zhǎng)勢(shì)頭。按照法蘭克福博覽會(huì)提供的資料，全世界建筑織物的銷(xiāo)售量在1990年為21億美元，10年內(nèi)以年均增長(zhǎng)率4.1%的速度增加，到2000年可達(dá)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(jìn)入21世紀(jì)，估計(jì)膜結(jié)構(gòu)仍會(huì)以略高于4%的增長(zhǎng)率繼續(xù)發(fā)展。至于我國(guó)，隨著以北京奧運(yùn)工程、西部大開(kāi)發(fā)等為標(biāo)志的新一輪建設(shè)熱潮的到來(lái)，膜結(jié)構(gòu)也將會(huì)迎來(lái)一個(gè)快速發(fā)展的時(shí)期。由于我國(guó)膜結(jié)構(gòu)總的產(chǎn)值基數(shù)不大，因此年增長(zhǎng)率會(huì)高于世界平均水平。

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

　　記者：謝謝藍(lán)教授的精彩論述。

　　藍(lán)天：我也要感謝貴刊提供一個(gè)這么好的機(jī)會(huì)，讓我談?wù)剬?duì)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(píng)和指正。我從1990年開(kāi)始，對(duì)膜結(jié)構(gòu)感興趣并進(jìn)行了一些研究和探索，也努力想在中國(guó)介紹和推廣這種新型結(jié)構(gòu)。近幾年膜結(jié)構(gòu)在中國(guó)的發(fā)展呈現(xiàn)了急劇上升的勢(shì)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(kāi)墾的土地上人才輩出，不論是設(shè)計(jì)、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(guó)的膜結(jié)構(gòu)在他們手中必將更加發(fā)揚(yáng)光大。此外，還想借貴刊傳達(dá)這么一個(gè)信息：就是我這個(gè)與生俱來(lái)的名字"藍(lán)天"也帶來(lái)了一些誤會(huì)�，F(xiàn)在有不少網(wǎng)架廠、波形拱廠都以藍(lán)天命名，不明真相的人都以為是我開(kāi)的，其實(shí)和我毫不相干，說(shuō)不定哪一天又會(huì)出現(xiàn)一個(gè)藍(lán)天膜結(jié)構(gòu)公司呢！其實(shí)我一介書(shū)生，對(duì)經(jīng)營(yíng)企業(yè)既沒(méi)有本事，又沒(méi)有精力去做，甚至一些公司要聘作顧問(wèn)，也都被我婉言拒絕了。另外，近來(lái)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(duì)膜結(jié)構(gòu)發(fā)表了許多很好的意見(jiàn)，有些我也有同感，但我實(shí)在不敢掠人之美。

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