膜结构在污水池及环境污染治理中的应用

膜结构也称织物结构，它以性能优良的柔软织物为材料，由内部空气力支

承膜面，或利用柔性钢索和刚性支承结构使膜面产生一定的顽力，从而形成具有

一定刚度并能覆盖大空间的新型空间结构体系。

膜结构一般可分为空气支承膜结构(即充气式膜结构)、张拉式膜结构及骨架

支承式膜结构三种，它们具有不同的结构特点、建筑表现形式，适应不同的应用

场所。钢支承反吊氟碳膜结构是专门针对污水池加盖升发的新型结构方式，选

用了耐腐蚀的氟碳纤膜作为覆盖材，并通过反吊的形式来适应污水池的腐蚀性环

境。在河南景天膜结构工程有限公司污水站已率先使用了钢支承反吊氟碳纤膜进

行污水池加盖，取得良好的效果。

1.耐久性

生产商同时针对化学品对膜材的破坏老化影响进行了分析，试验包括：（1)超常

时间浸泡在含有NH3和H2S04的不同水溶液中。（2)在浸之前和之后检测抗拉强度

的变化，以评估面料的机械性能的变化。

      钢支承反吊氟碳纤膜结构的巧妙之处在于“反吊”，采用了抗腐蚀能力很强

的氟碳纤膜把废气罩住，钢结构在外侧将氟碳纤膜悬吊。这样既充分发挥了氟碳

纤膜的抗腐蚀性能，又从根本上解决了钢结构与腐蚀性气体接触带来的腐蚀问题

因而钢构件可以按普通建筑结构等级考虑，具有50年的使用寿命，充分发挥了

钢支承的结构性能，实现了结构骨架与覆盖材性能的完美结合。

2.安全性

      钢支承反吊氟碳纤膜结构对荷载的抵抗能力更强，常的结构荷载主要为自

重，风载，雪载和地震作用。

(1）      自重氟碳纤膜自重一般只有1kg/m2左右，属于轻质高强的材料，对于

大跨度的池体如沉淀池等无为适合，从程度上减小了覆盖材自重荷载的影响。另

外阳光板和玻璃钢板需要大量的標条支承，而膜是通过预力张拉体现结构行为的

材料，因此可以做到较大跨度而中间不需要任何支撑杆件，这样钢构件的自重也

大为减小。

(2）    风载氟碳纤膜的形状多为圆锥体，而且由于气体收集的要求整体都为封

闭的，风会从曲线的膜面滑过，参照建筑结构荷载规范中的规定它的体形系数值

在0.5~0.8，风洞试验的数据则更小些，这样从体型上削弱了风载对结构的影响。

(3）    雪载氟碳纤膜结构是属于张拉体系，必须形成比较大的负高斯双曲面才

能使预应力有效施加，因此膜面必须有大的高差，即能形成相对大的坡度。另外

膜的表面十分光滑，使雪能很难堆积在膜面上，积雪系数可根据高差参照建筑结

构荷载规范进行选取，也可有条件自行做滑雪试验

(4)     地震作用由于膜自重很小，而且结构属于柔性体系，自振周期长，自振

周期t较大时，地震作用很小，因此可以大幅度地减少地震作用的影响。

3．安装快捷，检修方便

(1)      安装快捷钢支承和膜体的加工都在工厂进行，加工质量得到可靠保障。

现场安装时间短，减少了对场地的占用。无其是旧池改造项目可采取结构整体吊

装，不影响池体内部的设备运转。

(2)     检修方便由于工艺上的要求，需要定期对设备维修和检查，可以通过在

边膜上预留门和通道的方式解决，参见巴黎污水池图可知这种结构实现开门开窗

十分便捷，可满足任何工艺上的需求。

4.美观性

(1)     形式灵活多样钢支承反吊氟碳纤膜结构可根据场地条件的不同，设计与

周围环境相协调的外观，充分显示了柔性结构的特点。

(2)    光学美感氟碳纤膜材料的透射率约为6%，在日照下结构内部具通透性和

明亮度，能满足内部设备检修的需求，在间灯光照明时，光线透过膜材能达到

特殊的建筑效果。

(3)    自洁性氟碳纤膜的表面处理具有良好的自洁性能，限制了灰尘堆积，便

于维护，其抗污染能力远远超过传统覆盖材，能使建筑保持清洁的外观，

(4)造型美观钢结构骨架粗扩壮观，充满阳刚的力感美，而氟碳纤膜则外观

优雅，显得轻盈而飘逸，充满阴柔的曲线美，可谓刚柔并济，相得益彰。在平淡

的厂区必将形成一道亮丽的风景线，成为工厂具标志性的建筑，使其充满工业现

代化的气息。

    综上所述，气体治理领域在还是一个较新的课题，欧洲的发展已趋成熟，在

污水池加盖工程中钢支承反吊氟碳纤膜结构得到广泛地应用。在我国传统的污水

池加盖方式由于防腐蚀性能的缺陷已经制约了气体收集治理的发展，而耐腐蚀、

轻质高强、造型多样和透光性能良好的膜结构顶盖通过工程实践效果理想，值得

进行扩大推广。