充气膜结构体育馆施工技术分析

黄宇

【摘 要】充气膜结构体育馆一般为气承式膜结构,是以膜材为覆盖材料,无钢结构龙骨,以室内外压力差所产生的浮力为支撑,承受外部荷载,具有抗风等级高,结构简单,制作周期短,安装方便、快捷等的特点.本文阐述了充气膜结构安装精度控制要考虑的因素:膜裁剪的加工制作精度及设备的制作精度.整个施工过程,采用了气膜智能管理系统进行全程模拟分析,根据分析数据进行安装时的变形调整,圆满完成了施工任务.

【期刊名称】《建材与装饰》 【年(卷),期】2019(000)011 【总页数】2页(P4-5)

【关键词】充气膜结构;体育馆;精度控制;智能管理系统 【作 者】黄宇

【作者单位】上海展冀膜结构有限公司 上海浦东 200331 【正文语种】中 文 【中图分类】TU38

1 工程概况

本工程位于江苏省常州市武进区经济开发区环湖北路9号，为威雅公学实验学校气膜体育馆项目，建筑主体为充气膜结构，配套用房为集装箱（图1）。气膜总水

平投影占地面积10804m2，即146m×74m×24m的长方形。室内体育馆分为4个功能区域：3个排球场/羽毛球场和2个网球场，4个篮球场或女子篮球场，2个室内足球场（5人，小球），1个室内足球场（7人制）或橄榄球场。充气膜结构外膜为6000N气膜专用膜材（表面PVF覆膜、材料具防火隔热性能），内膜为2700N充气专用膜材（材料具防火隔热性能）。 2 施工重、难点分析 2.1 高空作业运输难

该气膜馆高度达到24m，在高空作业安装保温棉过程中，只能等到气膜吹起后才能进行施工，且项目中没有设置大型物流通道，无法使用大型机械。

解决措施：首先进行安装方案分析，为了使安装更加灵活而高效，不受施工现场场地限制，在项目中通过利用高空车和可移动式脚手架进行安装，在实际操作中，先把保温棉通过膜体底部预留的开口处把它塞进去；而后通过绳子在高空将保温棉拉上来，固定于在膜内预留的固定点上。 2.2 雨天膜面积水处理

在项目施工期间正值盛夏，土建工作受制于天气。膜体在未充气时遭遇雨天，使得铺设于地面的膜面积水，对施工进度造成影响。

解决措施：①通过安排工人上膜扫水，将水集中至较低洼的区域，然后将大面积的水从膜面移除。②利用鼓风机将膜一部分吹起赶水使水集中，之后将水集中在一起移除。

2.3 作业空间狭窄

在项目中，由于现场条件限制，场地狭小，配套机械单元安装难度大，无作业空间。 解决措施：①通过将配套机械单元拆分为多个单元运送现场，然后在现场进行组装，拼接。②配套机械单位安装完毕后，进行初步调试，以保证运行效果满足相关要求。 2.4 钢索排序复杂

解决措施：①严格按照施工图施工，在钢缆上做好标记，与图纸上的位置一一对应安装。②钢缆安装完毕后，检查是否与地面的锚固系统连接牢固，以保证气膜的整体稳定性，达到预期的质量目标。③在气膜成型后，钢索位置根据需要做适当调整，以保证受力均匀、合理。钢索在充气前与膜体连在一起固定在混凝土地梁上的，但随着膜体的充气过程，钢索会有所偏移：变得弯曲，而使其受力不合理。因而，需要在充气完成后，根据实际情况重新调整钢索的位置，保证其呈直线状态：即不弯曲，使其受力合理，保障传力路径明确，符合相关设计要求。 2.5 气膜的成型环境控制

在气膜工程中，气膜的成型会受周围的环境及气候条件影响，在环境不利及有大风情况下，会对气膜的成型形成不利影响，因此在成型的过程中要把控好气膜成型环境控制。

解决措施：①在对气膜吹气前，首先要对场地进行清理；在清理过程中，对可能碰到的尖锐物要做好遮挡措施，以防膜材被刺破；同时要调试好充气设备，以保证充气过程的稳定、顺利进行。②在大风的天气状况下，尽量避免施工，以避免在充气过程中对膜体造成不利影响。③充气过程中，要始终观察气膜的成型情况：确保膜体始终不会碰到围栏、门或设备等。如出现状况，要立即停止充气，清除障碍。④充气完成后，要检查造型是否与设计相符，气压是否达到设计标准，气膜的稳定性如何，是否达到相关规定的质量要求。 2.6 膜材加工的精度控制

膜材加工关系到气膜主体的安装质量，是施工中的一大重点和难点。

解决措施：①在应急门、风管口、机械单元设备等处的膜体连接，是膜材加工精度控制的重点。要严格按照裁剪图纸加工制作，裁剪过程尽量减少加工误差，提高精度，以保证膜体与其它各部分配件的完美贴合连接。②当设计图纸与现场尺寸有偏差时，需及时修改膜裁剪图，以确保加工后的膜体与现场尺寸相符，以便于控制安

装的质量。 2.7 气膜展开连接

膜体与周圈地梁的连接是施工的难点，既要保证膜体与土建的连接牢固，又要保证气膜的整体密闭性。

解决措施：通过在膜材与周圈地梁之间垫上橡胶垫，膜材上部压上角钢，用预埋的地脚锚栓固定。 2.8 隐蔽工程

隐蔽工程是工程的重点和难点。在该项目中，隐蔽工程主要包括了照明线路、信号线路、回风管路、进风管路、预埋锚栓等，整体工程量大，安装复杂，关系到整个施工过程的质量。

解决措施：要求在施工过程中严格参照施工图纸，对隐蔽工程的各个部位进行一一比对，再根据现场的实际情况进行一一准确定位，以确保周圈地梁一次完成浇筑后无任何质量问题。 3 气膜建筑系统施工方案 3.1 气膜主体施工方案 3.1.1 施工思路

先做好施工前的现场准备工作，而后按施工进度计划有序进行：先进行隐蔽工程（如照明线、信号线、回风管路、进风管路、预埋锚栓等）的施工，而后进行土建圈梁的一次性现场浇筑，接着吊装膜体到位，将膜铺开，配套设备相应跟进安装到位，对膜与设备的连接处要做好气密性处理，接着对膜体吹气，待膜体造型达到设计要求后开始固定，安装钢缆，完成后做收尾工作。 3.1.2 施工要点

（1）膜材铺设作业。在气膜的充气过程中，可能会与周围的障碍物发生碰撞，因而要提前将障碍物进行包裹，以防止尖锐物对膜面造成损坏。还有就是要求使用建

筑上用的厚的聚乙烯衬垫将场地铺好，以防膜面被磨损或污染。用喷漆将膜材各片间的连接位置，在基础上做好标记。根据膜片对应位置将膜片包装放置到预定位置，并按照展膜示意图所示方向放置。取下膜片的遮盖。用动力设备（如吊车、叉车）拉动插在膜材卷里的专用重型网带。同时要保存好这些网带，以便以后使用。指挥人员将膜材拉展就位，并沿锚栓线周长铺开，膜片整体展开铺在地面上。

膜材安装时需要地面保护，由于膜材属于软材料，安装的时候地面需要做防尘保护。将应急门、气锁门、排气口四周的膜材以及角部的膜材铺展开，以便随后的连接。按照基础上的标记，将各个部位位置对准，排好所有的门、出口和角部位置。对好每片膜材上的中心线（黑点）。将膜材夹板（2孔）的底板插在接口的下面，穿入螺杆。将另一片膜材重叠上去，穿入螺杆。最后，成批地装上夹板的顶板和螺帽。仔细拧紧，小心螺杆脱扣。拧紧时，要注意夹板不要压住膜材上带有绳索的一边。使用维修工具中的打孔器，在底边上对应锚栓的位置处，打孔。周圈地梁与膜材的锚固主要通过预埋地脚锚栓的方法进行固定连接。

（2）充气。在施工过程中，充气是整个安装过程中最重要的一步，必须在前面所有的工作都已完成且检查完毕后，才能开始。

将风机置于“ON开启”位置。仔细观察压力的增加。仔细观察气膜的升起，确保膜体的任何部分都不会碰到围栏、门或机电设备。需要时，停下充气，清除障碍。当充气压力达到预计的250Pa时，保持现有状态。进入气膜建筑。对于有悬挑的气膜建筑，掀开室内地面覆盖，在各个角上和门的附近放置沙袋或钉板条，来增加密封效果。有内膜的气膜建筑，在充气时，要仔细检查，确保内膜与外膜是隔离开的，并能产生绝缘空间。当控制板上的压力值显示为80Pa时，可关闭控制系统。用风门来保持此压力值，但此时要对所有的锚固和钢网进行外观检查。如果所有的部件都做过检查，则可通过风门将气膜内压力保持在控制板所显示的压力值。如果压力超过显示值，关闭主风机上的风门。同时电工要检查所有电机上的实际电流是

否和铭牌上的数据一致。

在气膜成型后，按照图纸设计要求将应急门与膜材连接处进行连接，同时安装应急门的固定钢缆。在气膜成型后，按照图纸设计要求将气膜与女儿墙连接部分进行连接，如图1所示。 3.2 保温系统安装 3.2.1 安装思路

保温系统主要是在气膜的内、外膜之间安装保温棉。由于该项目气膜的高度达24m高，需要借助高空车和可移动脚手架进行高空作业。 3.2.2 安装要点

在充气完成后，气膜内部需要安装保温系统，以减少冷量和热量的损失，使气膜建筑具备优异的保温效果。安装保温棉过程需要搭建较高的脚手架，搭建要求牢固可靠。保温棉按照标号进行分类放置。 3.3 照明系统安装 3.3.1 安装思路

图1 应急门与膜材连接详图

本工程采用柱式泛光照明，需要在土建的时候将预留的电源线埋于电线沟中，并按照编号就位。 3.3.2 安装要点

照明系统安装根据合同要求进行安装，一般分为柱式照明和吊式照明。

柱式照明安装方法如下：首先在场地内按照设计图纸进行确定点位，然后确定柱灯安装位置。然后将照明灯具安装到位。在进行灯柱基础的安装工作，要求基座于地面和地梁都要固定牢固。电钻打孔位置精确无误差，并将洞内灰尘清理干净，使用化学螺栓固定。 3.4 智能管理系统安装

3.4.1 安装思路

智能管理系统就位于气膜的最北端配套用房中，距离机械单元和空调系统距离很远，达到150m以上。距离长，信号衰减严重，需要加装放大器来保障通讯信号准确无误的畅通。 3.4.2 安装要点

在气膜整体安装完毕后，需要对项目进行调试，预设气膜在不同天气情况下的压力调节，实现气膜系统的完全自动控制，实现电脑开关灯、空调、广播、视频监控等功能，调试氧气浓度检测仪。自由的控制风门大小，回风新风系统匹配等。 图2 气膜建筑智能管理系统 4 结论

在充气膜结构体育馆建筑的施工过程中，其主要难点是：隐蔽工程的安装，气膜主体的安装，土建的施工及配套设施的安装施工。随着国家大力提倡绿色节能建筑，相信未来充气膜结构建筑一定会越来越多地普及开来。