充气膜煤棚.pdf

1、2016/2/1 充气膜煤棚 斜向正交网格加劲充气膜煤棚斜向正交网格加劲充气膜煤棚 充气膜结构是一种适用于大空间的充气膜结构是一种适用于大空间的新型绿色轻质结构新型绿色轻质结构。斜向正交网格加劲充气膜煤棚是气膜建筑深化煤炭行业应斜向正交网格加劲充气膜煤棚是气膜建筑深化煤炭行业应用的一种专门的建筑结构形式，它是用膜材料做成封闭空用的一种专门的建筑结构形式，它是用膜材料做成封闭空间，加以锁定、充气后，配以适当的钢缆系统，成为间，加以锁定、充气后，配以适当的钢缆系统，成为能抵能抵御风、霜、雨和雪的封闭式煤炭储运建筑御风、霜、雨和雪的封闭式煤炭储运建筑。膜材的自重轻膜材的自重轻(仅仅1kg/m1kg/

2、m2 2左右左右)，再加上高强钢索的应用，再加上高强钢索的应用使得充气膜结构的受力体系直接、简洁、合理，非常适合使得充气膜结构的受力体系直接、简洁、合理，非常适合于中部无支承的大跨度结构体系。相对于钢结构的大跨结于中部无支承的大跨度结构体系。相对于钢结构的大跨结构，有造价低、施工周期短等优点，因此，该种结构不仅构，有造价低、施工周期短等优点，因此，该种结构不仅在体育场馆、展览中心、商业、交通服务设施中得以推广，在体育场馆、展览中心、商业、交通服务设施中得以推广，也在仓库、仓储、施工、工业生产厂房等方面得到了相当也在仓库、仓储、施工、工业生产厂房等方面得到了相当的应用。当然，该种结构也非常适用于

3、的应用。当然，该种结构也非常适用于煤炭行业作煤棚煤炭行业作煤棚。充气膜结构在北美、欧洲和日本已有充气膜结构在北美、欧洲和日本已有5050多年的发展多年的发展历史，但是在国内还处于历史，但是在国内还处于起步阶段起步阶段。单纯的充气膜结构抵。单纯的充气膜结构抵抗风雪荷载的可靠性稍差，所以不适用于大跨的永久性建抗风雪荷载的可靠性稍差，所以不适用于大跨的永久性建筑。但是加设了加劲索的充气膜结构，则克服了上述缺陷，筑。但是加设了加劲索的充气膜结构，则克服了上述缺陷，可以用于永久性结构。所谓可以用于永久性结构。所谓加劲索就是在充气膜外面布置加劲索就是在充气膜外面布置一定数量的纤维或者钢丝绳，用以传递部分膜

4、面拉力一定数量的纤维或者钢丝绳，用以传递部分膜面拉力。加。加劲索的布置有局部布置、纵横网格布置和斜交网格布置等劲索的布置有局部布置、纵横网格布置和斜交网格布置等不同类型，这其中不同类型，这其中斜向正交索网加劲结构斜向正交索网加劲结构因其优越的刚性因其优越的刚性特性和受力性能得到了广泛的认可和使用。并得到了诸多特性和受力性能得到了广泛的认可和使用。并得到了诸多实际工程的验证。实际工程的验证。2016/2/1 位于美国菲吉尼亚州的储煤棚位于美国菲吉尼亚州的储煤棚 2016/2/1 充气膜煤棚的优点：充气膜煤棚的优点：1.1.优良的环保节能性能优良的环保节能性能 煤棚表面涂有最佳节能环保材料煤棚表面

5、涂有最佳节能环保材料PVDFPVDF，具有较，具有较高热反射率和散热率，热传导率低。高热反射率和散热率，热传导率低。单层膜材料的保单层膜材料的保温性能与温性能与190mm190mm厚砖墙相同厚砖墙相同。在同等室内面积下，充气。在同等室内面积下，充气膜煤棚只需传统结构约膜煤棚只需传统结构约 25%25%的空调能耗，就可达到同的空调能耗，就可达到同样的制冷和供暖效果。即使对于不采暖和隔热的建筑，样的制冷和供暖效果。即使对于不采暖和隔热的建筑，因为膜材的保温性能也能使得建筑内达到冬暖夏凉的因为膜材的保温性能也能使得建筑内达到冬暖夏凉的舒适度水平。舒适度水平。膜材对自然光透射率达膜材对自然光透射率达1

6、010-15%15%，透射光在结构内部，透射光在结构内部产生均匀的漫射光，无阴影、无眩光，无死角，产生均匀的漫射光，无阴影、无眩光，无死角，在外在外界光线条件较好的情况下，室内不需要辅助照明界光线条件较好的情况下，室内不需要辅助照明，大，大大减少了照明能耗。即使室内照明时，漫反射也使室大减少了照明能耗。即使室内照明时，漫反射也使室内灯光照明做到省电高效，而且保证了夜间生产的安内灯光照明做到省电高效，而且保证了夜间生产的安全。全。2016/2/1 某充气膜工程的建筑物室内外温度实测数据图，从中某充气膜工程的建筑物室内外温度实测数据图，从中可见该种结构的节能隔热效果。可见该种结构的节能隔热效果。2

7、016/2/1 充充气膜煤棚气膜煤棚全封闭全封闭的特性，极大地阻断了煤尘的流失，的特性，极大地阻断了煤尘的流失，这也是其他建筑体系无法比拟的，是其能唯一达到北美生态这也是其他建筑体系无法比拟的，是其能唯一达到北美生态景区环保要求的根本原因。而传统的露天煤场景区环保要求的根本原因。而传统的露天煤场在风力作用下，在风力作用下，每年扬尘损失煤量为每年扬尘损失煤量为0.20.20.5%0.5%；在雨水作用下，每年流失；在雨水作用下，每年流失煤量为煤量为0.50.51.5%1.5%。对产能。对产能120120万万t/at/a焦炭焦化厂而言，原料焦炭焦化厂而言，原料煤量为煤量为178178万吨万吨/年，每

8、年因刮风扬尘损失煤量年，每年因刮风扬尘损失煤量35603560吨吨(按损按损失失0.2%0.2%煤量计煤量计)；每年因雨水流失煤量；每年因雨水流失煤量89008900吨吨（按流失（按流失0.5%0.5%煤量计）。则每年损失煤量费用为煤量计）。则每年损失煤量费用为12461246万元万元（煤均价按（煤均价按10001000元元/吨）。吨）。另外，在膜材和索的加工、制作和施工过程中没有建筑另外，在膜材和索的加工、制作和施工过程中没有建筑垃圾输出，现场无噪声，无环境污染。垃圾输出，现场无噪声，无环境污染。2016/2/1 2 2 较高的结构安全性能较高的结构安全性能 斜向正交网状钢缆加劲充气膜结构斜

9、向正交网状钢缆加劲充气膜结构具有较大的纵横向具有较大的纵横向刚度，最高可抵御高达刚度，最高可抵御高达67m/s67m/s飓风飓风和超过和超过250kg/m250kg/m2 2积雪积雪，保证荷载下的变形不影响正常使用。保证荷载下的变形不影响正常使用。膜材表面加涂的膜材表面加涂的防护涂层防护涂层(如如PVDFPVDF、PTFEPTFE、ETFEETFE等等)，具有耐高温特点，阻燃性能优越，明火离开后具有耐高温特点，阻燃性能优越，明火离开后0.30.3秒内自秒内自熄，其卓越的阻燃和耐高温性能可达到中、美、日、法、熄，其卓越的阻燃和耐高温性能可达到中、美、日、法、德等多国标准。充气膜煤棚的内部空间大，

10、其内部空间环德等多国标准。充气膜煤棚的内部空间大，其内部空间环境类似室外。即使局部有可燃气体产生，其浓度难以达到境类似室外。即使局部有可燃气体产生，其浓度难以达到可燃可爆的条件，进一步加强了煤炭生产的安全性。可燃可爆的条件，进一步加强了煤炭生产的安全性。2016/2/1 在结构损伤塌落方面，即使气膜有局部破损且无气压在结构损伤塌落方面，即使气膜有局部破损且无气压补偿，气膜的塌落需要很长的时间。根据深圳博德维环境补偿，气膜的塌落需要很长的时间。根据深圳博德维环境技术股份有限公司的全尺寸充气膜结构塌落实验，将进入技术股份有限公司的全尺寸充气膜结构塌落实验，将进入气膜的进出口全部敞开，气膜结构从正常

11、运行状态气膜的进出口全部敞开，气膜结构从正常运行状态塌落到塌落到离地面离地面2m2m高度需要高度需要1010小时的时间小时的时间，从而保证了气膜的安全，从而保证了气膜的安全性。对于正常运行中万一出现的局部损坏或更换，在损坏性。对于正常运行中万一出现的局部损坏或更换，在损坏修补完成之前，室内智能自控系统会自动增加送风量，保修补完成之前，室内智能自控系统会自动增加送风量，保证主体建筑结构安全。证主体建筑结构安全。2016/2/1 3.3.优异的经济性能优异的经济性能 中等强度中等强度PVCPVC膜，其厚度仅膜，其厚度仅0.75mm0.75mm，但其，但其拉伸强度拉伸强度=钢钢材的一半材的一半，因此

12、，充气膜结构自重很轻，因此，充气膜结构自重很轻，屋面重量仅为常屋面重量仅为常规钢屋面的三十分之一规钢屋面的三十分之一，使得充气膜结构非常适用于大跨，使得充气膜结构非常适用于大跨中部无支承建筑，而且大大降低基础造价。相对于大跨度中部无支承建筑，而且大大降低基础造价。相对于大跨度钢结构和框架膜结构煤棚，斜向正交网格加劲的充气膜煤钢结构和框架膜结构煤棚，斜向正交网格加劲的充气膜煤棚，在建设成本上有明显优势。一般情况下比传统的钢架棚，在建设成本上有明显优势。一般情况下比传统的钢架结构要节约结构要节约35%35%-55%55%的建设投资的建设投资，也比钢结构骨架膜节省，也比钢结构骨架膜节省约约20%20

13、%造价造价。2016/2/1 4 4 .施工周期短、易维护施工周期短、易维护 本煤棚所有膜材和加劲索的加工和制作均在工厂和车本煤棚所有膜材和加劲索的加工和制作均在工厂和车间内完成，通过集装箱运抵作业现场，在现场只进行安装间内完成，通过集装箱运抵作业现场，在现场只进行安装作业。可减少现场作业时间，避免出现施工交叉，大大缩作业。可减少现场作业时间，避免出现施工交叉，大大缩短工期。短工期。从设计、设备采购到加工，两三个月内能够完成从设计、设备采购到加工，两三个月内能够完成加工制作加工制作。运抵现场后，一般只需。运抵现场后，一般只需1010天天就可将主体建筑安就可将主体建筑安装完毕。装完毕。神华巴彦淖

14、尔能源公司汽车充气式煤棚，宽长高神华巴彦淖尔能源公司汽车充气式煤棚，宽长高=100=10023223236m36m，装有装有1616台鼓风机，台鼓风机，在十天内就将气膜吹在十天内就将气膜吹起。起。日常只开日常只开1 12 2台鼓风机台鼓风机就可保证正常运行。就可保证正常运行。2016/2/1 进出充气式煤棚时，为防止室内气体泄出，设置进出充气式煤棚时，为防止室内气体泄出，设置缓冲缓冲室室。先关闭缓冲室内门，打开缓冲室外门，欲进入充气式。先关闭缓冲室内门，打开缓冲室外门，欲进入充气式煤棚气的外面人先进入缓冲室；关闭缓冲室外门；打开缓煤棚气的外面人先进入缓冲室；关闭缓冲室外门；打开缓冲室内门，已进

15、入缓冲室的人，进入充气式煤棚室内煤场。冲室内门，已进入缓冲室的人，进入充气式煤棚室内煤场。充气式煤棚的充气式煤棚的PVDFPVDF膜材耐各种强酸强碱腐蚀，耐老化，膜材耐各种强酸强碱腐蚀，耐老化，在在1515-2020年使用期内零维护年使用期内零维护。而对应的钢结构储煤场的钢结构构件在高污染环境下而对应的钢结构储煤场的钢结构构件在高污染环境下须须3 35 5年年重新涂刷防腐涂料、重新涂刷防腐涂料、5 57 7年需年需更换彩钢板，总维更换彩钢板，总维护费用要占到原投资的护费用要占到原投资的1/31/3。2016/2/1 5.5.适应性强、耐久性好适应性强、耐久性好 充气膜煤棚利用高科技膜材，具有高

16、强度、耐老化的充气膜煤棚利用高科技膜材，具有高强度、耐老化的优点。可以在严寒的低温以及酷热的高温天气下安全运行优点。可以在严寒的低温以及酷热的高温天气下安全运行几十年，不管在寒冷的阿拉斯加还是炎热的赤道附近，都几十年，不管在寒冷的阿拉斯加还是炎热的赤道附近，都可见到充气膜的身影。可见到充气膜的身影。PVDFPVDF涂层的膜材，在酸、碱等化学涂层的膜材，在酸、碱等化学环境及紫外线照射下性能稳定，其环境及紫外线照射下性能稳定，其正常工作温度为正常工作温度为-40407 700。因为气膜结构的支座反力主要为向上的拉力和水平力，因为气膜结构的支座反力主要为向上的拉力和水平力，所以该种煤棚对地基的承载力要求低，可建在比较差的地所以该种煤棚对地基的承载力要求低，可建在比较差的地质条件下，例如：填方区、永久冻土、软土、湿陷性黄土质条件下，例如：填方区、永久冻土、软土、湿陷性黄土等场地等场地 。2016/2/1 6.6.良好的良好的自洁性自洁性 经过特殊表面处理的经过特殊表面处理的PVDFPVDF膜材具有很好的自洁性能，膜材具有很好的自洁性能，落到膜材表面的灰尘能被雨水冲刷而达到落到膜材表面的灰尘能被