大空间张拉膜结构建筑的形态构造技巧
Ｆｏｒｍ Ｃｒｅａｔｉｏｎ Ｓｋｉｌｌ ｏｆ Ｌａｒｇｅ Ｓｐａｃｅ Ｔｅｎｓｉｏｎｅｄ ＭｅｍｂｒａｎｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅ
李晋 王扬
Ｌｉ Ｊｉｎ Ｗａｎｇ Ｙａｎｇ
摘 要 当前，张拉膜结构体系已逐渐发展成熟，国外建成了一批成功的大空间张拉膜结构建筑（ＬＳＴＭ）。国内建筑师对此类建筑接触的时间不长，对其创作规律还不甚了解，在设计中出现了结构与形式相矛盾的现象，针对创作中存在的问题，研究在结构合理性的基础上张拉膜结构形态的变化技巧。
关键词 大空间张拉膜结构建筑 界面 张拉单元 形体组构
ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ｔｏｄａｙ， ａ ｎｅｗ ｋｉｎｄ ｏｆ ｓｐａｃｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ——ｔｅｎｓｉｏｎｅｄ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｓ ｂｅｃｏｍｉｎｇｍａｔｕｒｅ． Ｌａｒｇｅ ｓｐａｃｅ ｔｅｎｓｉｏｎｅｄ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｒａｐｉｄｌｙ ｉｎ ｔｈｅ ｗｏｒｌｄ． Ｍａｎｙｃｒｅａｔｉｖｅ ｗｏｒｋｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｂｕｉｌｔ ｕｐ． Ｓｉｎｃｅ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ａｒｅ ｎｏｔ ｆａｍｉｌｉａｒ ｗｉｔｈ ｔｈｉｓ ｋｉｎｄ ｏｆ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ｔｈｅｙ ｈａｖｅ ｎｏｔ ｇｒａｓｐｅｄ ｉｔｓ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｏｒｍ ｃｒｅａｔｉｏｎ， ｗｈｉｃｈ ｌｅａｄｓ ｔｏ ｓｏｍｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｄｅｓｉｇｎ． Ｔｏｃｏｕｎｔｅｒ ｔｈｉｓ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ， ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ ｉｔｓ ｃｒｅａｔｉｏｎ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ
ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ ｌａｒｇｅ ｓｐａｃｅ ｔｅｎｓｉｏｎｅｄ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｓｕｒｆａｃｅ，ｔｅｎｓｉｏｎｅｄ ｕｎｉｔ，ｆｏｒｍ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ中图分类号 ＴＵ３１８ 文献标识码 Ａ 文章编号 １０００－３９５９（２００４）０６－００８５－０２
当今一种全新的空间结构体系——张拉膜结构体系已逐渐发展成熟。该结构体系包括膜布和张拉构件。膜布由相互正交的纤维织物组成，刚度和稳定性的获得是通过预应力和曲度来达到静态的平衡。该体系以受拉为主，受压为辅，使材料强度充分发挥。膜布一般只有０．８ｍｍ厚，自重约为１５ｋｇ／ｍ２，成为当代最先进的大空间覆盖体系之一。国外在这方面发展很快，而国内建筑师对此类结构接触的时间不长，对其创作规律还不甚了解，设计中出现了墨守成规或为追求变化而放弃结构合理性的现象。针对结构与造型脱节的问题，在结构合理性的基础上研究其形态的变化技巧，力图使这种新型结构体系的造型潜力充分发挥出来［１］［２］。
该结构体系对大空间界面的围合是以多个张拉单元排列组合的方式实现的。张拉单元的构造形式可划分为脊谷式、伞式和鞍式［３］。
现多层次的构成形态特征，如悉尼奥林匹克体育场方案的雨蓬（图３）。从张拉构件与维护构件的关系来讨论，若张拉结构支撑于侧围护墙体，形成膜布、支柱以及墙体相互依附的形态，使单元造型缺乏变化，形体、空间趋于静态；若两者趋于分离，支柱通过拉索保持自身稳定，形成维护结构、支柱、膜布彼此分离或交叉，形体、空间趋于动感。如慕尼黑奥运会体育场的屋顶，支柱与看台彼此分离，构件组合更趋于灵活，膜体犹如飘浮于空中，创造出强烈的飘浮感与运动感（表１）。
２ 单元排列
张拉结构单元通常为平行排列。当单元的张拉方向与空间的轴线方向产生旋转时，单元的跨度得以延长，膜布的曲线增加，同时避免了端部视角所形成的单元间彼此的遮挡，使膜结构的造型特点充分展示出来。温哥华展览中心是建于伸入海面的一片狭长基地上，通过旋转使单元交错排列，膜布的曲线更清晰的展示于岸边观赏者面前（表２）。
对于拱支撑式张拉膜穹顶，其张拉结构包括主拱与附拱，主拱起结构支撑作用，附拱起整体联系作用。这种张拉结构通常的做法为膜布在主拱间张拉，单元的排列随主拱平行排列，由中央向两侧主拱高度依次降低。形态变化的关键在于附拱排列方式与膜布张拉方式的改变。大馆穹顶附拱支撑在主拱上，由中央向两侧主拱倾斜的角度越来越大，膜布在附拱之间张拉，形成三维空间曲线肌理，形态上穹顶界面犹如产生一种脱离重力约束的感觉，从其端部看去，犹如一把打开的日本折扇（表３）。
二 伞式单元张拉膜结构形态构造技巧
伞式单元是由拉环与拉索共同作用、膜布形成伞状的单元（图４）。
１ 单元构成
吊环与空间重心的重合或偏移对造型有很大影响。当吊环重合于空间重心，外观稳定均衡，内部空间形成明显的上升感，如哈吉机场候机厅屋顶（图５）；当吊环偏离空间重心，形成动感的造型。英国弗克斯顿火车终点站候车厅屋顶，单元顶端布置有放射状支撑来倾斜支撑吊环，膜布在吊环与边缘方形桁架之间张拉，外观形式呈现出有抽象意味的雕塑感（图６）。
从张拉环的方位分析，通常做法为吊环位于膜布的上方，形成正置单元；与之相反，当吊环从下部进行张拉时，则形成倒置单元，空间中间低，四周高，形成明显的扩散感，外观呈漏斗状，形成富于趣味的空间界面。沙特阿拉伯杰达赫（Ｊｅｄｄａｈ）旅馆的中心庭园为一方形空间，单元顶边支撑在四周建筑的三角形塔楼顶端，中部向下张拉固定在庭园中心。膜布
一 脊谷式单元张拉膜 结构形态构造技巧
２
沙特法何德球场外观
脊谷式单元是在其波峰与波谷处均有拉索或刚性构件对膜布进行张拉的单元（图１）。
１ 单元构成
整体膜结构建筑在构造上可分为膜布、张拉构件以及维护结构。从张拉构件与膜布的关系来讨论，若构件从内部对膜布进行支撑，外观表现以膜布形态为主，如沙特法何德球场屋顶（图２）；若构件通过拉索从外部对膜布进行张拉，形成张拉构件、拉索与膜布的重叠，呈
作者单位：华南理工大学建筑学院（广州，
５１０６４１）
６／２００４ ＮＥＷ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ ８５
表１ 单元剖面比较示意
构造变化
支柱与维护结构趋于分离、形体空间趋于动感
构造方式
支柱与侧界面趋于重合
支柱与侧界面趋于分离
表２ 单元平面排列比较示意
构图变化
单元的排列、组合由静态趋于动态、层次趋于丰富
单元排列
大小相等的平行排列
旋转排列
拉索
脊谷式单元
支柱
拉索
平行排列
看台
谷索
脊索悬浮压杆
谷索４５°
支柱脊索
实例温哥华展览中心慕尼黑奥运会体育场
实例圣．迭哥会议中心温哥华展览中心
表３ 立面排列比较示意
构造变化
随着穹顶支撑的倾斜，整体造型趋于动感
构造方式
穹顶的水平放置
穹顶的倾斜排列
表４ 正反置单元排列示意
构图变化
随着吊环的偏离、压杆的倾斜、空间更富于动感。
构造方式
吊环位于单元中心
吊环偏离单元中心
主拱
脊谷式单元
脊索
主拱脊索
正置、倒置 结合
实例秋田穹顶大馆穹顶
图例静态构造模式动态构造模式
吊环拉索膜布支柱
脊索
谷索
脊拱谷索
１ａ
加强索
１ｂ４１１
７１３４
脊谷式单元构成示意ａ 图示１ ｂ 图示２悉尼奥林匹克体育场方案伞式单元构成示意
５６７８
８
哈吉机场候机厅
弗克斯顿火车终点站候车厅沙特阿拉伯杰达赫旅馆庭园正倒置单元组合示意
９
９
鞍式单元示意
１０ 温布尔登室内网球馆１１ 佐治亚穹顶机构示意图
和索之间形成弧形缝隙，整个界面犹如一把由
［１］
菱形膜片编织成的花伞（图７）。
公共场所室内空气卫生与安全防卫设计
Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｉｎｄｏｏｒ Ａｉｒ Ｈｙｇｉｅｎｅ ａｎｄ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｄｅｆｅｎｓｅ Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｉｎＰｕｂｌｉｃ Ｐｌａｃｅｓ
２ 单元排列
单元的通常排列方式为相同元素的平行排列。为追求组合的变化，可以在网络均衡的情况下，追求单元造型的相异性，如正倒单元的交错排列，形成起伏跌宕的空间界面，若进一步伴随着单元张拉环的偏移，形态、空间将更具动感（表４）。当基本网络出现大小相异时，则形成自由起伏的空间形态，由于空间功能的需求和构造技术问题，此类实施方案还很少见。不过可以讲，这是一种极具潜力的构图模式，将极大丰富造型的手段（图８）。
王紫雯 蔡春
Ｗａｎｇ Ｚｉｗｅｎ Ｃａｉ Ｃｈｕｎ
摘 要 ＳＡＲＳ的灾难虽已成过去，但我们的反思还应深入地进行下去，从公共场所室内主要空气污染物及其危害出发，结合室内污染空气的分布特点，分析建筑设计和使用中存在的通风问题，以及空调系统的室内污染问题并提出改进意见。关键词 室内空气污染 自然通风 空调系统
ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ａｌｔｈｏｕｇｈ ｔｈｅ ｄｉｓａｓｔｅｒ ｏｆ ＳＡＲＳ ｈａｓ ｇｏｎｅ， ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｉｔ ｈａｄ ｏｎ ｏｕｒ ｌｉｆｅ ｓｈｏｕｌｄ ｃａｌｌ ｆｏｒ ｏｕｒｆｕｒｔｈｅｒ ｍｅｄｉｔａｔｉｏｎ． Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｐｒｏｃｅｅｄｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｍａｉｎ ａｉｒ ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ ｏｆ ｐｕｂｌｉｃ ｉｎｄｏｏｒ ｐｌａｃｅｓ ａｎｄ ｔｈｅｄａｎｇｅｒ ｔｈｅｙ ｃａｕｓｅ， ａｎｄ ｔｈｅｎ， ｌｉｎｋｉｎｇ ｔｈｅｉｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ， ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｕｓｅｏｆ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎｓ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｄｏｏｒ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ａｉｒ－ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ． Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅｔｉｍｅ， ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ｏｆ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ａｒｅ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ｍａｄｅ．
ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ ｉｎｄｏｏｒ ａｉｒ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ， ｎａｔｕｒｅ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ， ａｉｒ－ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ
中图分类号 ＴＵ８３１ 文献标识码 Ａ 文章编号 １０００－３９５９（２００４）０６－００８７－０３
三 鞍式单元张拉膜结构形态构造技巧
鞍式单元为在波峰处用张拉构件对膜布进行张拉，在波谷处通过预应力使膜布达到自身的平衡，形成马鞍状的单元（图９）。
１ 单元构成
鞍式单元的构成特点在于单元形式的两个主要的起伏方向成对角线布置，构成的特点决定了其排列、组合的特殊性。
２ 单元组合
由于单元构成的特殊性，交错排列是最能体现鞍式单元的造型特点的组合方法，形成了富有活力的界面效果。英国温布尔登室内网球馆屋顶由三组细长预制钢筋混凝土交叉拱排列支撑，膜布在交叉拱的张拉形成平面近似菱形和三角形的双曲面，形成空间界面交错的韵律；膜布与拱之间稍有分离，通过拉索连接（图１０）。至今，在结构上非常成功的实例是佐治亚穹顶（１９９３）（图１１），穹顶的长轴为２３５ ｍ，短轴为１９３ ｍ，穹顶有三圈由外向内，由下向上的受拉环，环的上下索之间设置受压的钢制压杆，其上部节点用销钉与焊接连接钢索。菱形单元之间铺设膜布，拉索在周边对其施加拉力，形成双曲抛物面。
多层鞍式单元的划分，不但使不同层的压杆之间形成菱形、三角形等更为稳定的形状，结构趋于合理，且膜布与拉索交织成由菱形图案多层放射排列的空间界面，使空间、形体更富于节奏感。
以上的归纳是立足于基本技术特征来把握变化的技巧。由于篇幅所限，在这里只讨论每种单元的构成、排列变化技巧，至于不同种类单元之间的组合变化，有待在将来用。□
参考文献
［１］那向谦． 张拉膜结构体系的应用与发展． 世界建筑，
１９９６（３） ： ６６～６９
［２］蓝天． 当代膜结构发展概述． 世界建筑， ２０００（９）：
１７～２４
［３］廖扬． 索膜建筑设计要素． 世界建筑， ２０００（９） ： ２１～２７
收稿日期 ２００４－０７－１８
一 室内主要空气污染物及其危害
室内空气污染物按其来源大致可分为四类：①挥发性有机物（ＶＯＣ），室内挥发性有机物主要有甲醛ＨＣＨＯ、氨、苯、甲苯、二甲苯等，其中甲醛是室内空气中的主要污染物；②燃烧产物，做饭与吸烟及燃气热水器的使用是室内燃烧产物的主要来源；③生物性污染物，室内生物性污染危害主要可分为生物性过敏原，细菌、病毒等病原微生物及真菌毒素等三类。这些病菌主要藏身于室内装饰材料、沙发、地毯等，人体是其重要的携带和传播渠道。温暖的微气候有利于许多有害微生物的生长繁殖和扩散，现代的温暖住房和办公室恰恰为其中的一些有害微生物提供了良好的生长繁殖环境。医院中依靠空气反复循环而很少进行空气交换的通风系统助长了病菌的传播。ＳＡＲＳ病毒在医院中的肆虐，就是这方面的典型例子。④放射性污染物，室内放射性污染物中最常见的是氡，据美国国家环保署调查，美国每年有１．４万人死亡与氡污染有关［１］。
室内空气污染日趋严重，而代人却越来越成为“室内动物”。统计显示，在大城市生活的人，每天２４ ｈ中大约有２２ ｈ是在室内度过的，
就连许多娱乐健身活动也是在歌舞厅和体育馆内进行的。一个成年人平均呼吸１０～１５次／ｍｉｎ，每次需要０．５Ｌ空气，约合１０ ｍ３／ｄ，换算成重量相当于１４ ｋｇ／ｄ，约合每天进食量的８～１０倍。以平均７０年寿命来计算，每个人一生要吸入２７万ｍ３空气。这些空气进入人体后，在总表面积为６０～８０ ｍ２的肺泡里，经物理扩散进入人体内交换。可以想像，在如此长的暴露时间、如此大的接触面积下，室内空气品质状况对人体健康的影响何等巨大。因此长期生活和工作在现代建筑物内的人们，不可避免地表现出越来越严重的病态反应。美国环境保护局（ＥＰＡ）在做了大量的调查研究之后，定义了一种病态建筑综合症ＳＢＳ，（Ｓｉｃｋ ＢｕｉｌｄｉｎｇＳｙｎｄｒｏｍｅ），主要症状包括：有异味、眼痒、眼干、打喷嚏、咽喉干燥、流鼻涕等等［２］。
二 室内污染空气的分布特点
一年中，除了夏季烈日当空的日子外，大部分时间里室外空气均较室内空气温度低、比重大。由于热压作用，污染空气随着热空气上升，在室内下部的工作区形成负压，而上部因热空气膨胀形成正压。负压与正压转换处为零位面。因此，室内污染空气的分布与室内空气
作者单位：浙江大学土木工程系（ 杭州，３１００２７）
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大空间张拉膜结构建筑的形态构造技巧
Ｆｏｒｍ Ｃｒｅａｔｉｏｎ Ｓｋｉｌｌ ｏｆ Ｌａｒｇｅ Ｓｐａｃｅ Ｔｅｎｓｉｏｎｅｄ ＭｅｍｂｒａｎｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅ
李晋 王扬
Ｌｉ Ｊｉｎ Ｗａｎｇ Ｙａｎｇ
摘 要 当前，张拉膜结构体系已逐渐发展成熟，国外建成了一批成功的大空间张拉膜结构建筑（ＬＳＴＭ）。国内建筑师对此类建筑接触的时间不长，对其创作规律还不甚了解，在设计中出现了结构与形式相矛盾的现象，针对创作中存在的问题，研究在结构合理性的基础上张拉膜结构形态的变化技巧。
关键词 大空间张拉膜结构建筑 界面 张拉单元 形体组构
ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ｔｏｄａｙ， ａ ｎｅｗ ｋｉｎｄ ｏｆ ｓｐａｃｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ——ｔｅｎｓｉｏｎｅｄ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｓ ｂｅｃｏｍｉｎｇｍａｔｕｒｅ． Ｌａｒｇｅ ｓｐａｃｅ ｔｅｎｓｉｏｎｅｄ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｒａｐｉｄｌｙ ｉｎ ｔｈｅ ｗｏｒｌｄ． Ｍａｎｙｃｒｅａｔｉｖｅ ｗｏｒｋｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｂｕｉｌｔ ｕｐ． Ｓｉｎｃｅ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ａｒｅ ｎｏｔ ｆａｍｉｌｉａｒ ｗｉｔｈ ｔｈｉｓ ｋｉｎｄ ｏｆ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ｔｈｅｙ ｈａｖｅ ｎｏｔ ｇｒａｓｐｅｄ ｉｔｓ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｏｒｍ ｃｒｅａｔｉｏｎ， ｗｈｉｃｈ ｌｅａｄｓ ｔｏ ｓｏｍｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｄｅｓｉｇｎ． Ｔｏｃｏｕｎｔｅｒ ｔｈｉｓ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ， ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ ｉｔｓ ｃｒｅａｔｉｏｎ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ
ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ ｌａｒｇｅ ｓｐａｃｅ ｔｅｎｓｉｏｎｅｄ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｓｕｒｆａｃｅ，ｔｅｎｓｉｏｎｅｄ ｕｎｉｔ，ｆｏｒｍ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ中图分类号 ＴＵ３１８ 文献标识码 Ａ 文章编号 １０００－３９５９（２００４）０６－００８５－０２
当今一种全新的空间结构体系——张拉膜结构体系已逐渐发展成熟。该结构体系包括膜布和张拉构件。膜布由相互正交的纤维织物组成，刚度和稳定性的获得是通过预应力和曲度来达到静态的平衡。该体系以受拉为主，受压为辅，使材料强度充分发挥。膜布一般只有０．８ｍｍ厚，自重约为１５ｋｇ／ｍ２，成为当代最先进的大空间覆盖体系之一。国外在这方面发展很快，而国内建筑师对此类结构接触的时间不长，对其创作规律还不甚了解，设计中出现了墨守成规或为追求变化而放弃结构合理性的现象。针对结构与造型脱节的问题，在结构合理性的基础上研究其形态的变化技巧，力图使这种新型结构体系的造型潜力充分发挥出来［１］［２］。
该结构体系对大空间界面的围合是以多个张拉单元排列组合的方式实现的。张拉单元的构造形式可划分为脊谷式、伞式和鞍式［３］。
现多层次的构成形态特征，如悉尼奥林匹克体育场方案的雨蓬（图３）。从张拉构件与维护构件的关系来讨论，若张拉结构支撑于侧围护墙体，形成膜布、支柱以及墙体相互依附的形态，使单元造型缺乏变化，形体、空间趋于静态；若两者趋于分离，支柱通过拉索保持自身稳定，形成维护结构、支柱、膜布彼此分离或交叉，形体、空间趋于动感。如慕尼黑奥运会体育场的屋顶，支柱与看台彼此分离，构件组合更趋于灵活，膜体犹如飘浮于空中，创造出强烈的飘浮感与运动感（表１）。
２ 单元排列
张拉结构单元通常为平行排列。当单元的张拉方向与空间的轴线方向产生旋转时，单元的跨度得以延长，膜布的曲线增加，同时避免了端部视角所形成的单元间彼此的遮挡，使膜结构的造型特点充分展示出来。温哥华展览中心是建于伸入海面的一片狭长基地上，通过旋转使单元交错排列，膜布的曲线更清晰的展示于岸边观赏者面前（表２）。
对于拱支撑式张拉膜穹顶，其张拉结构包括主拱与附拱，主拱起结构支撑作用，附拱起整体联系作用。这种张拉结构通常的做法为膜布在主拱间张拉，单元的排列随主拱平行排列，由中央向两侧主拱高度依次降低。形态变化的关键在于附拱排列方式与膜布张拉方式的改变。大馆穹顶附拱支撑在主拱上，由中央向两侧主拱倾斜的角度越来越大，膜布在附拱之间张拉，形成三维空间曲线肌理，形态上穹顶界面犹如产生一种脱离重力约束的感觉，从其端部看去，犹如一把打开的日本折扇（表３）。
二 伞式单元张拉膜结构形态构造技巧
伞式单元是由拉环与拉索共同作用、膜布形成伞状的单元（图４）。
１ 单元构成
吊环与空间重心的重合或偏移对造型有很大影响。当吊环重合于空间重心，外观稳定均衡，内部空间形成明显的上升感，如哈吉机场候机厅屋顶（图５）；当吊环偏离空间重心，形成动感的造型。英国弗克斯顿火车终点站候车厅屋顶，单元顶端布置有放射状支撑来倾斜支撑吊环，膜布在吊环与边缘方形桁架之间张拉，外观形式呈现出有抽象意味的雕塑感（图６）。
从张拉环的方位分析，通常做法为吊环位于膜布的上方，形成正置单元；与之相反，当吊环从下部进行张拉时，则形成倒置单元，空间中间低，四周高，形成明显的扩散感，外观呈漏斗状，形成富于趣味的空间界面。沙特阿拉伯杰达赫（Ｊｅｄｄａｈ）旅馆的中心庭园为一方形空间，单元顶边支撑在四周建筑的三角形塔楼顶端，中部向下张拉固定在庭园中心。膜布
一 脊谷式单元张拉膜 结构形态构造技巧
２
沙特法何德球场外观
脊谷式单元是在其波峰与波谷处均有拉索或刚性构件对膜布进行张拉的单元（图１）。
１ 单元构成
整体膜结构建筑在构造上可分为膜布、张拉构件以及维护结构。从张拉构件与膜布的关系来讨论，若构件从内部对膜布进行支撑，外观表现以膜布形态为主，如沙特法何德球场屋顶（图２）；若构件通过拉索从外部对膜布进行张拉，形成张拉构件、拉索与膜布的重叠，呈
作者单位：华南理工大学建筑学院（广州，
５１０６４１）
６／２００４ ＮＥＷ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ ８５
表１ 单元剖面比较示意
构造变化
支柱与维护结构趋于分离、形体空间趋于动感
构造方式
支柱与侧界面趋于重合
支柱与侧界面趋于分离
表２ 单元平面排列比较示意
构图变化
单元的排列、组合由静态趋于动态、层次趋于丰富
单元排列
大小相等的平行排列
旋转排列
拉索
脊谷式单元
支柱
拉索
平行排列
看台
谷索
脊索悬浮压杆
谷索４５°
支柱脊索
实例温哥华展览中心慕尼黑奥运会体育场
实例圣．迭哥会议中心温哥华展览中心
表３ 立面排列比较示意
构造变化
随着穹顶支撑的倾斜，整体造型趋于动感
构造方式
穹顶的水平放置
穹顶的倾斜排列
表４ 正反置单元排列示意
构图变化
随着吊环的偏离、压杆的倾斜、空间更富于动感。
构造方式
吊环位于单元中心
吊环偏离单元中心
主拱
脊谷式单元
脊索
主拱脊索
正置、倒置 结合
实例秋田穹顶大馆穹顶
图例静态构造模式动态构造模式
吊环拉索膜布支柱
脊索
谷索
脊拱谷索
１ａ
加强索
１ｂ４１１
７１３４
脊谷式单元构成示意ａ 图示１ ｂ 图示２悉尼奥林匹克体育场方案伞式单元构成示意
５６７８
８
哈吉机场候机厅
弗克斯顿火车终点站候车厅沙特阿拉伯杰达赫旅馆庭园正倒置单元组合示意
９
９
鞍式单元示意
１０ 温布尔登室内网球馆１１ 佐治亚穹顶机构示意图
和索之间形成弧形缝隙，整个界面犹如一把由
［１］
菱形膜片编织成的花伞（图７）。
公共场所室内空气卫生与安全防卫设计
Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｉｎｄｏｏｒ Ａｉｒ Ｈｙｇｉｅｎｅ ａｎｄ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｄｅｆｅｎｓｅ Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｉｎＰｕｂｌｉｃ Ｐｌａｃｅｓ
２ 单元排列
单元的通常排列方式为相同元素的平行排列。为追求组合的变化，可以在网络均衡的情况下，追求单元造型的相异性，如正倒单元的交错排列，形成起伏跌宕的空间界面，若进一步伴随着单元张拉环的偏移，形态、空间将更具动感（表４）。当基本网络出现大小相异时，则形成自由起伏的空间形态，由于空间功能的需求和构造技术问题，此类实施方案还很少见。不过可以讲，这是一种极具潜力的构图模式，将极大丰富造型的手段（图８）。
王紫雯 蔡春
Ｗａｎｇ Ｚｉｗｅｎ Ｃａｉ Ｃｈｕｎ
摘 要 ＳＡＲＳ的灾难虽已成过去，但我们的反思还应深入地进行下去，从公共场所室内主要空气污染物及其危害出发，结合室内污染空气的分布特点，分析建筑设计和使用中存在的通风问题，以及空调系统的室内污染问题并提出改进意见。关键词 室内空气污染 自然通风 空调系统
ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ａｌｔｈｏｕｇｈ ｔｈｅ ｄｉｓａｓｔｅｒ ｏｆ ＳＡＲＳ ｈａｓ ｇｏｎｅ， ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｉｔ ｈａｄ ｏｎ ｏｕｒ ｌｉｆｅ ｓｈｏｕｌｄ ｃａｌｌ ｆｏｒ ｏｕｒｆｕｒｔｈｅｒ ｍｅｄｉｔａｔｉｏｎ． Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｐｒｏｃｅｅｄｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｍａｉｎ ａｉｒ ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ ｏｆ ｐｕｂｌｉｃ ｉｎｄｏｏｒ ｐｌａｃｅｓ ａｎｄ ｔｈｅｄａｎｇｅｒ ｔｈｅｙ ｃａｕｓｅ， ａｎｄ ｔｈｅｎ， ｌｉｎｋｉｎｇ ｔｈｅｉｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ， ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｕｓｅｏｆ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎｓ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｄｏｏｒ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ａｉｒ－ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ． Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅｔｉｍｅ， ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ｏｆ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ａｒｅ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ｍａｄｅ．
ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ ｉｎｄｏｏｒ ａｉｒ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ， ｎａｔｕｒｅ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ， ａｉｒ－ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ
中图分类号 ＴＵ８３１ 文献标识码 Ａ 文章编号 １０００－３９５９（２００４）０６－００８７－０３
三 鞍式单元张拉膜结构形态构造技巧
鞍式单元为在波峰处用张拉构件对膜布进行张拉，在波谷处通过预应力使膜布达到自身的平衡，形成马鞍状的单元（图９）。
１ 单元构成
鞍式单元的构成特点在于单元形式的两个主要的起伏方向成对角线布置，构成的特点决定了其排列、组合的特殊性。
２ 单元组合
由于单元构成的特殊性，交错排列是最能体现鞍式单元的造型特点的组合方法，形成了富有活力的界面效果。英国温布尔登室内网球馆屋顶由三组细长预制钢筋混凝土交叉拱排列支撑，膜布在交叉拱的张拉形成平面近似菱形和三角形的双曲面，形成空间界面交错的韵律；膜布与拱之间稍有分离，通过拉索连接（图１０）。至今，在结构上非常成功的实例是佐治亚穹顶（１９９３）（图１１），穹顶的长轴为２３５ ｍ，短轴为１９３ ｍ，穹顶有三圈由外向内，由下向上的受拉环，环的上下索之间设置受压的钢制压杆，其上部节点用销钉与焊接连接钢索。菱形单元之间铺设膜布，拉索在周边对其施加拉力，形成双曲抛物面。
多层鞍式单元的划分，不但使不同层的压杆之间形成菱形、三角形等更为稳定的形状，结构趋于合理，且膜布与拉索交织成由菱形图案多层放射排列的空间界面，使空间、形体更富于节奏感。
以上的归纳是立足于基本技术特征来把握变化的技巧。由于篇幅所限，在这里只讨论每种单元的构成、排列变化技巧，至于不同种类单元之间的组合变化，有待在将来用。□
参考文献
［１］那向谦． 张拉膜结构体系的应用与发展． 世界建筑，
１９９６（３） ： ６６～６９
［２］蓝天． 当代膜结构发展概述． 世界建筑， ２０００（９）：
１７～２４
［３］廖扬． 索膜建筑设计要素． 世界建筑， ２０００（９） ： ２１～２７
收稿日期 ２００４－０７－１８
一 室内主要空气污染物及其危害
室内空气污染物按其来源大致可分为四类：①挥发性有机物（ＶＯＣ），室内挥发性有机物主要有甲醛ＨＣＨＯ、氨、苯、甲苯、二甲苯等，其中甲醛是室内空气中的主要污染物；②燃烧产物，做饭与吸烟及燃气热水器的使用是室内燃烧产物的主要来源；③生物性污染物，室内生物性污染危害主要可分为生物性过敏原，细菌、病毒等病原微生物及真菌毒素等三类。这些病菌主要藏身于室内装饰材料、沙发、地毯等，人体是其重要的携带和传播渠道。温暖的微气候有利于许多有害微生物的生长繁殖和扩散，现代的温暖住房和办公室恰恰为其中的一些有害微生物提供了良好的生长繁殖环境。医院中依靠空气反复循环而很少进行空气交换的通风系统助长了病菌的传播。ＳＡＲＳ病毒在医院中的肆虐，就是这方面的典型例子。④放射性污染物，室内放射性污染物中最常见的是氡，据美国国家环保署调查，美国每年有１．４万人死亡与氡污染有关［１］。
室内空气污染日趋严重，而代人却越来越成为“室内动物”。统计显示，在大城市生活的人，每天２４ ｈ中大约有２２ ｈ是在室内度过的，
就连许多娱乐健身活动也是在歌舞厅和体育馆内进行的。一个成年人平均呼吸１０～１５次／ｍｉｎ，每次需要０．５Ｌ空气，约合１０ ｍ３／ｄ，换算成重量相当于１４ ｋｇ／ｄ，约合每天进食量的８～１０倍。以平均７０年寿命来计算，每个人一生要吸入２７万ｍ３空气。这些空气进入人体后，在总表面积为６０～８０ ｍ２的肺泡里，经物理扩散进入人体内交换。可以想像，在如此长的暴露时间、如此大的接触面积下，室内空气品质状况对人体健康的影响何等巨大。因此长期生活和工作在现代建筑物内的人们，不可避免地表现出越来越严重的病态反应。美国环境保护局（ＥＰＡ）在做了大量的调查研究之后，定义了一种病态建筑综合症ＳＢＳ，（Ｓｉｃｋ ＢｕｉｌｄｉｎｇＳｙｎｄｒｏｍｅ），主要症状包括：有异味、眼痒、眼干、打喷嚏、咽喉干燥、流鼻涕等等［２］。
二 室内污染空气的分布特点
一年中，除了夏季烈日当空的日子外，大部分时间里室外空气均较室内空气温度低、比重大。由于热压作用，污染空气随着热空气上升，在室内下部的工作区形成负压，而上部因热空气膨胀形成正压。负压与正压转换处为零位面。因此，室内污染空气的分布与室内空气
作者单位：浙江大学土木工程系（ 杭州，３１００２７）
６／２００４ ＮＥＷ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ ８７