Khi sở thể thao thành phố ở một thành phố phía bắc Trung Quốc cần một cơ sở quần vợt trong nhà, họ có ba lựa chọn: tòa nhà khung thép cứng, kết cấu vải căng hoặc kết cấu được hỗ trợ bằng không khí. Mái vòm không khí giành chiến thắng vì nó có thể bao phủ 3.200 mét vuông mà không cần cột và được giao trong vòng chưa đầy sáu tuần. Mối quan tâm lớn nhất của nhóm là việc lựa chọn vải. Mối lo ngại đó là chính đáng: màng là toàn bộ hệ thống kết cấu. Khi bạn chọn đúng loại vải polyester phủ PVC, bạn đã trả lời được hầu hết các câu hỏi xác định cấu trúc sẽ hoạt động trong bao lâu và chi phí để vận hành là bao nhiêu.
Cấu trúc được hỗ trợ bằng không khí hoạt động như thế nào
Cấu trúc được hỗ trợ bằng không khí dựa vào đệm không khí có áp suất để giữ cho lớp vải ở trạng thái căng. Không có khung kim loại. Mái nhà và các bức tường là một màng kín duy nhất giữ nguyên hình dạng do áp suất không khí bên trong đẩy ra ngoài so với khí quyển. Hầu hết các cấu trúc được hỗ trợ bằng không khí đều hoạt động ở mức cao hơn áp suất xung quanh từ 250 đến 500 Pascals, tức là khoảng 0,2 đến 0,6% áp suất khí quyển bình thường. Sự khác biệt nhỏ đó đủ để hỗ trợ tải trọng từ tuyết, gió và thiết bị treo trên trần nhà.
Áp lực và sự ổn định
Quản lý áp lực là nhiệm vụ quan trọng nhất hàng ngày. Nếu áp suất giảm, màng bắt đầu rung. Một vài giờ rung có thể gây ra các vết nứt nhỏ dọc theo đường hàn, từ từ phát triển thành rò rỉ. Những người vận hành giỏi lắp đặt một máy thổi dự phòng và một thiết bị báo động áp suất để bảo vệ kết cấu.
Hình dạng và phân phối tải
Hình dạng của cấu trúc được hỗ trợ bằng không khí cũng ảnh hưởng đến tải trọng của vải. Cấu hình hình vòm hoặc hình vòm giúp phân bổ lực căng một cách trơn tru, trong khi các tấm phẳng tạo ra sự tập trung ứng suất tại các đường nối. Bề mặt cong giúp tuyết trượt đi, giảm tải trọng chết cho màng. Ở những vùng có tuyết rơi dày, các kỹ sư thường tăng áp suất bên trong để làm cứng mái nhà, nhưng điều này cũng khiến vải bị căng hơn. Đó là lý do tại sao thông số kỹ thuật của vải phải phù hợp với áp suất vận hành theo kế hoạch chứ không chỉ theo nhịp kết cấu.
Chọn vải màng cho Air Dome
Việc lựa chọn vải bắt đầu với hệ thống phủ. Vải polyester phủ PVC là tiêu chuẩn vì nó kết hợp độ bền, tính linh hoạt và giá cả phải chăng. Lớp nền polyester chịu lực kéo, trong khi lớp phủ PVC xử lý thời tiết, tia cực tím và mài mòn. Đối với các kết cấu được hỗ trợ bằng không khí có tuổi thọ dài hơn, lớp sơn phủ PVDF là một bản nâng cấp phổ biến. PVDF giúp màng chống lại bụi bẩn trên bề mặt, giảm tốc độ di chuyển của chất dẻo và giúp việc vệ sinh dễ dàng hơn.
Hai loại sản phẩm chiếm ưu thế về thông số kỹ thuật của vòm khí. Màng kéo PVDF 1100 g/m2 là sự lựa chọn linh hoạt cho các kết cấu nhịp trung bình, phòng thể thao và nhà kho tạm thời. Một dự án có diện tích từ 2.000 đến 4.000 mét vuông, với nhịp từ 25 đến 35 mét, thường đạt được thông số kỹ thuật này sau khi tính toán tải trọng. Độ bền kéo và khả năng chống rách của màng phù hợp với vùng có gió và tuyết vừa phải, đồng thời trọng lượng giữ cho chi phí ở mức hợp lý.
1100g Vải màng kéo PVDF cho mái vòm không khí có nhịp độ trung bình Màng PVDF 1100g này mang lại sự cân bằng về độ bền và chi phí, phù hợp với các công trình có nhịp trung bình như phòng thể thao và nhà kho. Với độ bền kéo 5500-6000N và đặc tính tự làm sạch, nó duy trì vẻ ngoài và độ bền ở vùng khí hậu ôn hòa. Xem sản phẩm → Đối với các cấu trúc lớn hơn hoặc môi trường khắc nghiệt hơn, màng kiến trúc PVDF 1250 g/m2 là lựa chọn nặng hơn. Nó mang lại độ bền đứt cao hơn và độ ổn định kích thước tốt hơn dưới sức căng liên tục. Các cơ sở thể thao mái vòm lớn, trung tâm hậu cần và nền tảng làm việc công nghiệp ở vùng khí hậu phía bắc có xu hướng chọn vật liệu này. Trọng lượng bổ sung cũng cải thiện độ cứng của cấu trúc, có nghĩa là áp suất không khí không cần phải đẩy lên cao đối với cùng một lượng tuyết.
Màng kiến trúc PVDF 1250g cho môi trường có khoảng cách lớn và khắc nghiệt Màng PVDF nặng hơn 1250g mang lại độ bền đứt và độ ổn định kích thước cao hơn, lý tưởng cho các vòm không khí lớn trong điều kiện khắc nghiệt. Lớp phủ titan dioxide của nó chống lại hiện tượng ố vàng và độ bền kéo cao trên 7000N đảm bảo độ tin cậy khi chịu lực căng. Xem sản phẩm → Bảng dưới đây so sánh ba thông số kỹ thuật màng phổ biến nhất được sử dụng trong các cấu trúc được hỗ trợ bằng không khí.
| Vải | Ứng dụng điển hình | Những cân nhắc chính |
|---|---|---|
| 950g PVDF cộng với acrylic | Thùng nhỏ hơn, lều sự kiện, cấu trúc theo mùa | Trọng lượng nhẹ hơn, chi phí trả trước thấp hơn, phù hợp với vùng gió vừa phải |
| Màng kéo PVDF 1100g | Vòm không khí nhịp trung bình, nhà thi đấu thể thao | Cân bằng sức mạnh và chi phí, hiệu suất đáng tin cậy ở hầu hết các vùng khí hậu |
| Màng kiến trúc PVDF 1250g | Kết cấu nhịp lớn, vùng có tuyết hoặc gió lớn | Độ bền cao nhất, khả năng chống rách tuyệt vời, tuổi thọ cao |
Bên cạnh trọng lượng vải, người mua cũng nên xem xét thông số kỹ thuật hàn. Các cấu trúc được hỗ trợ bằng không khí được lắp ráp bằng cách nối các tấm bằng hàn tần số cao hoặc hàn không khí nóng. Độ bền mối hàn lý tưởng nhất phải bằng ít nhất 80% độ bền đứt của vải nền. Khi các thông số hàn không được kiểm soát cẩn thận, đường hàn sẽ trở thành điểm yếu nhất trong kết cấu. Một loại vải có độ bền kéo tuyệt vời và khả năng hàn kém vẫn sẽ sớm bị hỏng ở các đường may.
Cách đọc thông số kỹ thuật của vải
Khi bạn xem lại biểu dữ liệu màng, hãy bắt đầu với độ bền đứt theo cả hướng dọc và hướng ngang. Độ bền kéo theo hướng dọc thường cao hơn do vải được nén chặt hơn dọc theo đường dệt. Độ bền xé cũng quan trọng không kém đối với cấu trúc được hỗ trợ bằng không khí vì vết thủng có thể lan truyền thành vết rách dài dưới áp lực. Độ bền xé từ 500 Newton trở lên là phổ biến đối với vải màng trong ứng dụng này.
Nơi sử dụng các cấu trúc được hỗ trợ bằng không khí
Phạm vi ứng dụng đã mở rộng ra ngoài lều di động. Các công trình được hỗ trợ bằng không khí hiện có các cơ sở thể thao cố định, bể bơi trong nhà, sân tennis và sân cỏ nhân tạo. Trong các cài đặt này, màng phải duy trì khả năng truyền ánh sáng để sử dụng vào ban ngày, chống lại bức xạ tia cực tím và cho phép lắp đặt thiết bị thông gió hoặc sưởi ấm.
Các nhà khai thác công nghiệp sử dụng mái vòm không khí để tạo ra các nhà kho tạm thời, khu xây dựng và nơi trú ẩn làm việc. Một nhà máy sản xuất cần không gian có mái che cho dây chuyền sản xuất mới có thể lắp đặt mái vòm không khí trong khi hội trường cố định đang được xây dựng. Các địa điểm khai thác mỏ và mỏ dầu sử dụng các công trình được hỗ trợ bằng không khí làm khoang bảo trì và nơi chứa thiết bị vì chúng có thể được di chuyển khi hoạt động thay đổi.
Các nhà tổ chức sự kiện và triển lãm cũng được hưởng lợi từ khoảng thời gian rõ ràng rộng lớn. Một mái vòm không khí rộng 40 mét không có cột bên trong, tạo ra sơ đồ mặt bằng linh hoạt cho các cuộc triển lãm, chợ và thi đấu thể thao trong nhà. Cấu trúc có thể được thổi phồng theo ngày, sử dụng trong một mùa, sau đó xì hơi hoặc di dời.
Để xem các ví dụ dự án thực tế, bạn có thể xem lại các ví dụ này tòa nhà phim không khí nổi tiếng thể hiện các kiểu chữ và cách sử dụng khác nhau.
Các quyết định quản lý và mua hàng quan trọng
Việc mua sắm cấu trúc được hỗ trợ bằng không khí không chỉ liên quan đến việc so sánh giá vải. Bạn cần xác định tải trọng gió và tuyết của vị trí, áp suất vận hành và tuổi thọ sử dụng dự kiến. Từ những đầu vào đó, có thể tính toán được thông số kỹ thuật của vải.
Những gì cần chỉ định trong hồ sơ dự thầu của bạn
Viết ra trọng lượng vải tối thiểu, độ bền kéo cần thiết và loại lớp phủ. Sử dụng áp lực gió dành riêng cho từng địa điểm theo quy định xây dựng quốc gia. Bao gồm cước vận chuyển đường biển và thuế nhập khẩu nếu bạn tìm nguồn cung ứng từ nước ngoài. Quan trọng nhất, hãy yêu cầu nhà sản xuất vải cung cấp giấy bảo hành hàn và bộ dụng cụ sửa chữa. Ít nhất, hãy thu thập ba số này trước khi bạn gọi cho nhà cung cấp:
- Tốc độ gió tối đa cho vị trí địa điểm, lấy từ mã xây dựng địa phương
- Tải trọng tuyết thiết kế trên một mét vuông, bao gồm hệ số an toàn được kỹ sư kết cấu sử dụng
- Áp suất vận hành bên trong theo kế hoạch tính bằng Pascal, cộng với thông số kỹ thuật của quạt dự phòng
Chi phí vận hành và bảo trì
Một cấu trúc được hỗ trợ bằng không khí chạy bằng điện. Máy thổi hoạt động liên tục và vào mùa đông, hệ thống sưởi và hút ẩm có thể chiếm một phần lớn chi phí vận hành. Nguồn điện dự phòng là bắt buộc vì sự giảm phát đột ngột trong cơn bão có thể làm hỏng kết cấu. Ở vùng khí hậu lạnh, hệ thống sưởi ấm bên trong cũng giữ cho màng linh hoạt và ngăn ngừa băng hình thành trên bề mặt bên trong.
Việc kiểm tra màng định kỳ giúp xác định các dấu hiệu đầu tiên của hiện tượng rạn nứt bề mặt hoặc sự di chuyển của chất dẻo. Chú ý kịp thời đến những vết thủng nhỏ để ngăn chúng lan rộng thành những vết rách lớn. Làm sạch màng bằng chất tẩy rửa nhẹ và bàn chải mềm sẽ bảo vệ lớp phủ và kéo dài tuổi thọ của nó. Dành thời gian để xem xét những điều này các bước bảo trì cho lều bơm hơi cũng sẽ giúp ích cho các cấu trúc được hỗ trợ bằng không khí lớn hơn.
Kết luận: Đưa ra quyết định sớm về đặc điểm kỹ thuật
Một cấu trúc được hỗ trợ bởi không khí chỉ tốt khi có lớp màng của nó. 1100g và 1250g vải PVDF bao gồm hầu hết các dự án vừa và lớn, nhưng lựa chọn cuối cùng phải phù hợp với điều kiện địa điểm và ngân sách. Khi bạn thiết lập sớm các thông số kỹ thuật và làm việc với nhà sản xuất có thể cung cấp dữ liệu thử nghiệm và tính nhất quán khi hàn, kết cấu sẽ mang lại nơi trú ẩn đáng tin cậy trong nhiều thập kỷ. Yêu cầu mẫu màu, chứng chỉ kiểm tra và mẫu mối hàn trước khi đặt hàng. Bước nhỏ đó giúp ngăn ngừa sai lầm đắt giá nhất mà một dự án air dome có thể mắc phải: chọn một loại vải nhẹ không hỏng sau một vài mùa đông.

