CN108699855A - 隔热充气穹顶 - Google Patents

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Abstract

充气穹顶由通过织物增强塑料薄膜制得的一个或多个膜壳构成。这些膜壳在其下侧的整个表面装配有并行布置的平坦口袋(12)，所述口袋被热密封、粘合、缝合或铆接，其中每个都设计成在一侧开口以插入多层热反射垫(13)。这样的垫子是具有红外反射金属化薄膜或铝箔的混合隔热垫。所述垫子可以具有多层减少吸收的空气泡膜以减少传输热损失。口袋的开口可以通过维克罗闭合或拉链紧固件闭合。膜由条状膜条(8)组装成，所述膜条沿所述膜条的纵边装配有卡条(5)并通过连接型材(1)以力锁定的方式彼此连接。

Description

隔热充气穹顶
技术领域
本发明涉及一种隔热充气穹顶。
背景技术
充气穹顶在许多应用领域有着引人注目的优势，例如作为用于户外泳池的屋顶，作为网球场、仓库、商业大厅和用于各种活动的临时大厅。它们由纺织增强塑料膜构成的穹顶形覆盖物组成，所述纺织增强塑料膜以其边缘固定在地面上并在此处密封具有跨度的内部空间。使用鼓风机时，能够在膜内部形成比大气压稍高的过压，这使得膜充气并在该位置保持稳定。因为仅需要承载膜的重量和任何风和雪的载荷，由此仅需要与大气压相比的很小且不明显的气压差。这通常对应大约25至35千克每平米(kg/m2)的载荷。为了防止空气在进入或离开充气穹顶时逃逸，入口设计有密封的4叶旋转门或通道。人们区分单层和多层膜壳，其中每层采用特定功能。外壳通常由最高质量的通常为透光的纺织增强塑料膜组成。外壳是实际静态的膜，其能够承受风和雪的载荷并能够阻挡紫外线辐射和污染。具有封闭空气袋的单层至多层中间层主要作为隔热层。它们用于改进大厅的隔热方向的传热系数(heat transition coefficient)。最内侧的膜形成了两层至多层的充气覆盖物的末端。其一般为白色以用于反射光线。对于网球场来说，通常会选择较深的颜色(例如绿色或蓝色)并至少高达3米以使得网球员能够更容易地辨认网球。作为所谓的飞行建筑(flyingconstructions)或动产，充气穹顶受到特殊的DIN标准。与固定结构不同，它们能够按需要拆除并安装在其它地方。
这样的充气穹顶的严重缺点是普遍隔热性差，因此加热时的能量消耗很高。瑞士的州级能源部会议(Swiss Conference of Cantonal Energy Authorities)起草了关于加热空气穹顶的建议EN-8(2007年12月)，并提出以下声明：露天浴池或网球场等现有体育设施可以从秋季到春季用相对便宜的“可移动”充气穹顶覆盖，以便全年使用。拥有膜屋顶的构造具有高能耗，这就是为什么这些建议是为这种结构而开发的。下面将详细讨论露天浴场用的充气穹顶，因为这些场所对热量的需求比覆盖式网球场更重要。例如在瑞士沙夫豪森，用于长度为58米，宽度为28米的游泳池的屋顶的由薄膜材料制成的充气穹顶约为50万瑞士法郎。采暖成本约占建筑成本的1/6，即2004/2005年度冬季为81000瑞士法郎，2005/2006年冬季为86000瑞士法郎。采用2x2层膜，应该可以降低热量需求，从而能够降低约30％的天然气成本。
早在1993年3月，瑞士联邦能源办公室(Swiss Federal Office of Energy,SFOE)发布了“室内游泳池的合理能源使用”小册子，其中包括有关立方体积和单位水面能源能耗EBF(德语Energiebezogene英语Energy consumption per water surface),表明1993年的具有传统坚固建筑覆盖的翻修或新建的游泳池的能耗值。这些数值包括用于建筑物的热量总值(通常为化石燃料)以及电力(包括水的准备，通风，照明，更衣室通风等)。
对于新建筑，热量和电力的比值约为1:1。例如，1988年在瑞士乌斯特重建的室内游泳池显示了以下被加数：
E热量479MJ/m2a+E电力587MJ/m2a＝E总量1,066MJ/m2a
从1993开始，最重要的改变是SIA380/1标准(2001版)，其介绍了“室内游泳池”分类，并将28℃高的室内温度纳入考虑。对于单体建筑构件声明，其要求是U房顶,墙壁＝0.18W/m2K以及U窗＝1.0W/m2K(苏黎世气候，未考虑最大份额，MuKEn模块2)。更新的能耗数据不可得。现在可以假设新浴室的能耗数据可以比减半更多。热量和电力的参数应单独显示，而不是如上表所示那样以不加权的方式相加。
对于具有充气穹顶屋顶的露天浴池的电力考虑如下示出：决定性结构部件是充气穹顶的薄膜。采用当今最先进的技术，屋顶可以采用2x2膜结构，因此其U值约为1.1W/m2K。还具有显著低U值(三层约为1.9W/m2K的三层或两层膜屋顶。考虑到能源消耗造成的高后续成本，为了覆盖游泳池，最佳建筑的额外价格绝对合理。相比之下，薄膜对太阳辐射的一定透射率将被评价为是正面的。总能量传递比率值约为0.1(0.07至0.2)。还必须考虑到地面上的结构部件也会导致散热。对于室内游泳池，这些结构部件是隔热良好的。如果现有的露天浴池仅在冬天被覆盖，这些构件很少是隔热的。为了减少进入地表的热量损失，约1米深的周边隔热必须整合至在膜的两个锚固点之间的混凝土地基23中。这能够减少热量进入地面(计算参见标准EN
13370)。
在以下陈述了瑞士沙夫豪森室外游泳池屋顶的具有0.1总能量传递比率的不同膜结构的热能需求的对比：
因此，这意味着即使采用3层膜(U值大约1.9W/m2K)，能量需求量也达到约2,000MJ/m2a。这样的能耗是1993年的中型室内游泳池的能耗的约4倍。因此，根据SIA 38011(2001年版)的关于热隔离的约300MJ/m2a的可适用需求，一般充气穹顶除以5或6才能符合标准(计算：IngenieurbüroR.瑞士沙夫豪森，代表EnFK)沙夫豪森的浴池的运行经验证实了这些高能耗值,正如Ingenieurbüro对2004年至2006年能耗数据的评估所显示的那样。
对于具有较低环境温度要求的体育馆来说，对35m x 35m的典型场馆作出了年度成本比较。这表明，在通常热量成本较低的情况下，2x2层膜的额外成本在即使较低的室内温度下也能被分摊，如下表所示，其中35米x35米的网球场有两个球场：
总的来说，可以说目前覆盖了充气穹顶的体育设施已经不能满足建筑物覆盖隔热的要求。尤其是，具有充气穹顶的露天浴池的屋顶导致非常高的能量消耗，这比“普通”的室内游泳池高四至五倍。
发明内容
本发明的目的因此在于详细说明一种充气穹顶，所述充气穹顶具有相当好的隔热性并因此可以满足建筑物覆盖物的隔热的适用要求。本发明的另一目的是能够更迅速和利用更少人员地建造这种充气穹顶，并且如果需要的话，能快速和容易地拆卸所述充气穹顶。最后，第三个目的是使这样的充气穹顶充满日光(具有窗户，但在完全充满光线的情况下无法达到中心)以创造一种氛围以及在穹顶内部与外部世界的视野和大气的连接。本发明的第四目的在于改进充气穹顶内的声音效果并因此提供更愉悦的气氛。
该目的是通过具有由塑料薄膜材料制成的一个或多个膜壳的充气穹顶实现，其中在外侧膜和内侧膜之间包含有热反射垫。
附图说明
这些附图示出了这样的充气穹顶的实施例例子，将基于这些附图描述这些充气穹顶，概述了它们的结构并解释了它们的效果。
显示有:
图1:由混凝土制得的具有作为锚定轨的铸造连接型材的在内侧隔热的条状地基；
图2:待建造的从场馆一侧延伸到另一侧的膜的膜条；
图3:沿图2的线A-A的剖面图，用于示出两个膜条如何沿它们的长度彼此连接到外部的型材；
图4:沿图2的线A-A的剖面图，用于示出两个膜条如何沿它们的长度彼此连接到内部的型材；
图5:以纵截面表示的到达地面的膜条末端部分；
图6:两个膜条沿其纵向边缘的重叠；
图7:示意性地示出了将膜条并列设置的场馆构造，其中所述膜条沿其纵向边缘通过每个卡条和相关的连接型材相互连接；
图8:用于沿薄膜片的纵向边缘延伸的两个卡条的连接型材；
图9:深入至膜条边缘区域的卡条的热密封；
图10:被薄膜部分包裹的卡条的连接，其通过在膜条的边缘处来将该部分热密封；
图11:通过图8的连接型材来实现的两个膜条的连接，所述膜条均具有沿其纵向边缘的卡条；
图12:两个膜条沿它们纵向边缘的连接，其通过连接型材和单个卡条仅紧固至两个膜边缘的其中之一；
图13:一种充气穹顶的截面图，其中具有横向于观察方向延伸的薄膜片以及用于连接两个相邻薄膜片的卡条的连接型材；
图14:在插入热反射垫时的两个待互相连接的2层膜网；
图15:将热反射垫插入2层的膜条的放大示意图，其中相邻的2层的膜条具有待推至两个卡条上的连接型材；
图16:一种用于两个网球场的空气支承网球场馆的充气穹顶的正面的立面图，所述正面沿所述网球场延伸；
图17:在充气穹顶的后续充气之前的前壁结构，所述前壁结构插入有膜条；
图18:在实施充气后的充气穹顶的纵向视图；
图19:根据图16至18的充气穹顶的建筑平面图，图中具有两个网球场的球场界线；
图20:用于三个网球场的充气穹顶的前视图；
图21:根据图20的充气穹顶的建筑平面图，图中画有三个网球场；
图22:充气穹顶的安装相同建造原则的一个前侧或后侧的立面图，所述前侧或后侧沿着网球场的纵边延伸；
图23:用于三个网球场的充气穹顶的鸟瞰图；
图24:用于两个网球场的网球充气穹顶的另一实施例的建筑平面图；
图25:根据图16至图19的充气穹顶的纵边立面图，其中具有离地面3.5米高的前窗并画有网球网，所述纵边是沿网球场延伸的头边；
图26:根据图16至19的充气穹顶的朝向其沿着网球场的纵向侧面延伸的其中一个前侧的视图，其中具有窗户；
图27:带有窗户的充气穹顶的立体图，能够看到两个网球场；
图28:透过网球场向外朝向拐角处观察的充气穹顶的内部立体图。
具体实施方式
在传统的充气穹顶中，待气压支承的膜通过使几个膜条在其边缘处重叠并通过热密封而将它们牢固并气密地互相连接，来形成2至3部分膜。所述2至3个的膜部分通过夹板拧紧在一起。随后将拧在一起的膜的四周边缘与地基或地面锚固件锚定。传统充气穹顶的这种膜因此在内部和外部形成连续平滑的表面，并且除了通过粘合之外不能在内部附着任何东西。这也使得常规隔热的应用变得不可能。
在所有实施例中，根据本发明的充气穹顶均具有用于在充气穹顶内侧保持热量的非常特别的设备。其薄膜或膜设置有用于建筑物隔热的热反射材料。为此，该热反射材料从卷材中切下，并以垫子的形式插入至膜的内侧，例如插入至热密封在膜上的布置成阵列的平坦口袋中。在插入热反射垫后，所述口袋被维克罗(Velcro)紧固件或拉链紧固件闭合。从而，整个膜被这些隐藏于口袋中的热反射垫覆盖。
有利地，相比于传统的充气穹顶的膜，本发明的膜在同时以新颖的方式构造，即通过卡条和卡条连接型材将几个膜条沿其纵向侧边连接到在一起形成完整的膜。首先，这样能够更快地构件并需要远远更少的人员，还提供了能够再次简单拆卸膜的优点，使得充气穹顶能够更轻易地拆卸移动并在其它地方重新装配。每个膜条均装配有用于插入的特制口袋，其将在之后示出并描述。
为了建造这样的充气穹顶，仅需要在场馆周围竖立由混凝土制得的条状地基23，使得可以沿着充气穹顶的四周建造。这些混凝土构件可以嵌入准备好的沟槽中的连续部分。如图1所示，所谓的哈尔芬(Halfen)轨26形式的锚定轨附接到该条状地基23，所述哈尔芬轨被焊接到浇铸至混凝土中的锚定钢27。如图中箭头所示，膜条8然后向下到达地面，并且其端部侧的卡条5从前侧和端侧插入该锚定轨22的接收槽30中。这建立了力锁定和气密连接。各个膜条8沿着它们装配有卡条的纵向边缘通过多个连接型材彼此连接，使得从多个这样的相互邻接的膜条8能够产生完整的膜。将锚定型材22特别设计成能够通过旋转运动而插入至顶部开口的哈尔芬轨26中，这样的旋转运动由哈尔芬轨26中的箭头表示。最后，锚定型材22以其两个下肩部28钩住哈尔芬轨26的两个翼部29的下侧。通过一个或几个风扇，产生比大气压稍高的过压。由于这种过压，膜条向上升起、膨胀并在这个位置保持稳定。由此，膜朝向由混凝土制成的条状地基23完全拉伸，并且膜被力锁定到所述条状地基23。
在图2中示出了单个膜条8，所述膜条处于好像安装在场馆膜中的位置。因此其从地面延伸越过场馆顶点并到达地面上的另一侧。因此，如果其横跨网球场，则其长度例如为42米。取决于具体实施，其宽度大约为3至5米。其被实行为两层，并因此形成口袋。在这样的口袋中插入诸如将要描述的热反射垫。这种垫子是卷材，例如市面上的宽度为2.5米、厚度约为25毫米的垫子。2.5米x42米长度的条能够插入至膜条的口袋中，或者沿其纵向边缘略微重叠的两个这种热反射垫可以在其整个长度上插入所述膜条的袋中。为此，两层膜条在三侧被热密封，而一个纵向侧最初在左边开口，从而形成一个口袋。这允许热反射薄膜条在整个膜条长度上的插入。之后，将膜条中的口袋的开口热密封，使得膜条四周紧密密封，然后通过沿其边缘设置的卡条和连接型材将几个膜条连接在一起。
图3示出了膜条8的A-A位置的横截面，从该图可以得知两个条8的重叠沿其纵向边缘产生，使得热反射薄膜总是在组装的膜条的内侧和外侧之间连续地延伸。图3示出了具有薄膜部6的卡条5热密封在此图左边的膜条8上。右侧的膜条8以其纵向边缘搁置在左侧膜条8的纵向边缘上。其边缘终止于部分7中，该部分跨越卡条5并在其周围引导。随后，将连接型材1推至卡条5上，因此在两个膜条8之间横向地创造力锁定连接。在两个膜条8的内侧可以看到热反射垫13。虽然它们被插入至不同的口袋中，但它们互相稍微的重叠。然而，这在两个膜条8的连接两侧创造了连续的热反射层，因此防止了冷桥或热桥的形成。膜条8直接地形成外膜，该外膜由常规用于外膜要求的材料制成，并且重约1kg/m2，而内膜在原则上可以制得更薄。然而，由于热反射层在场馆的建造过程中是放置在地板上的，所述热反射层应至少具有足够的抗撕拉性并具有大致500至600克/m2的重量。如已有的传统做法一样，将热反射层浸渍以防止真菌和霉菌的形成，并将两种膜浸渍以防污物。在这两个膜之间形成用于该热反射垫13的口袋。
除了卡条是指向下的，即面向场馆的内侧，以及连接型材连接至内膜的下侧之外，图4基本上示出了同样的事物。这些型材可以特别地在其下侧设计有槽，在所述槽中例如可以悬挂照明灯具、网、隔板、窗帘等。有利地，内膜被穿孔，由此实现有效的隔音。在网球场中的由于网球撞击产生的声音，或者在游泳池中通常吵闹的声音，能够被有效地折射在穿孔的内膜上，并实现了更加愉悦的声音环境。
图5示出了沿图2中线B-B的剖面。两层膜条8在下部连接并朝向地面并因此结束于平坦下摆24。然后将其向下折叠在场馆内部并搁置在地板上。能够看到，在外侧膜条8的外侧上热密封有卡条5。这用于连接到地面。其被插入在条形地基上形成的锚定轨的型材中。
图6以立体图的方式示出了重叠。在图中左侧的膜条8与在图中右侧的膜条8重叠。右侧的膜条以单层薄膜结束，所述单层薄膜被引导跨过卡条5以将其完全覆盖并稍微延伸超过卡条5。如此准备好，以将连接型材推到卡条5上。
图7示出了多个彼此相邻布置的膜条8的示意图。例如在网球馆中，它们有利地沿网球场延伸并且因此在横跨比赛场地的网球网的方向上延伸。
在下文中，以可替换的实施例概述了从可拆卸的可连接膜条构建膜的过程。为此，首先在图8中示出了可能的用于卡条的连接型材1。这由挤压铝型材形成，其在它的纵向两边均形成有用作为卡条座2的槽4。在示出的例子中，每个卡条座2由管形成，具有纵向插槽或槽4，使得所述管的圆周仅以大致270°延伸。在两个卡条座2的两个开口或槽4彼此背离，两个管通过连接桥3一体地彼此连接。为了两个膜条8的连接，采用约30厘米至50厘米长度的连接型材1。
具有口袋12的膜条8可以与这种连接型材1连接，为此，所述膜条8沿其纵向边缘装配有卡条5。为此，这些卡条5，例如图9中示出的那样，设计成具有径向突出的延伸部6的一件式圆形塑料型材。2层膜条8沿着其边缘拆成两个下摆7，它们从两侧包围延伸部6并且牢固地热密封到其上。由此在卡条5和膜条8之间形成力锁定连接。膜条8的边缘也能够仅被热密封至所述延伸部6的一侧，其中力的引入是不完全对称的。
或者，如图10所述的，圆形橡胶型材11可以用作为被薄膜10包围的卡条5，其中所述薄膜10终止于两个边缘部分9。这两个边缘部分9可以在两侧上沿具有口袋12的膜条8的纵向边缘将所述膜条接收在两个边缘部分之间，并且通过热密封在膜条8的边缘区域而牢固地附接于膜条8的两侧。也通过这种方式横向于卡条5形成力锁定连接。
图11示出了两个相邻膜条8的连接的可能示例，其纵向边缘各自装配有卡条5。将连接型材1逐一地沿膜片或膜条8的纵向方向推到其卡条5上。各个连续的连接型材1之间形成的插槽允许由此产生的膜的相对较小的半径的曲率。在连续的连接型材1之间的插槽可以用弹性密封化合物闭合。理想情况下，使用最长的可行的连接型材部分。对于几米的更大长度，取决于型材的壁厚，它们可以通过可弯曲成一定的半径，从而允许仅以几个型材部分就构造从一侧到另一侧的整个膜穹顶。这样的在纵向方向上横跨球场的网球场馆的膜片或膜条8约为42米长。为此，只需要少数几个可轻易运输的连接型材部分就足够了，例如为3x14米长的部分，或者4x 10.5米或者6x 7米长的部分。
图12示出了连接两个相邻膜片或膜条8的替代的可能示例。在此，只有图中左侧的膜条8装配有卡条5。如图，将右侧的膜条8包裹在另一膜条8的卡条5周围，随后将连接型材1推到卡条上并以90°直立。这以超过约270°包围卡条并横向于卡条5实现两个膜条8的力锁定连接。单个连接型材1测量值例如约30至50厘米，因此可以由单个装配工推动。可选地，也可以使用更长的型材部分，直至最大可运输长度。
图13示出了网球场馆的截面图。膜片或膜条8横向于观察方向延续并从地面向上延伸越过屋脊的顶点直至另一侧，并在该处重新回到地面。将连接型材1逐一地沿膜片的纵向方向推到其卡条5上。各个连续的连接型材1之间形成的插槽也允许膜的相对较小的半径的曲率。这些插槽能够用塑性密封化合物封闭。
图14示出了与连接型材1连接的两个膜片或膜条8。膜条8是传统织物增强塑料薄膜，理想的是3至5米宽。它们能够以卷材的方式运输至施工现场，例如以42米的长度，来以一体的形式形成整个穹顶。如果它们以较短的部分运输，则可以在施工现场通过以几厘米稍微重叠这样传统的方式力锁定和紧密地热密封在一起来实现需要的长度。这些膜条8装配有作为特别特征的口袋12。这些口袋12在卡条5之间延伸跨过膜条8的整个宽度，即，它们具有约3米至5米的宽度，并且它们略宽于1.5米至2.5米，使得在插入1.5米或2.5米的垫子后形成仍然保持空闲的边缘，所述边缘能够安装在口袋的开口侧，并在内侧设置有维克罗紧固件。在底部和侧边，口袋被牢固地热密封至膜条8，或铆接或粘接至所述膜条8。同样尺寸的热反射垫13被插入这些口袋，即1.5米至2.5米宽的且3米至5米长的垫。当然，口袋12和待插入口袋的热反射垫13也能制成更小的尺寸。
这些热反射垫例如是Lu.po.Therm B2+8，并能够从奥地利汉登贝格LSP GmbH,Gewerbering 1,A-5144，购得。它们尤其以1.5m或2.5m宽的卷材供应，并且可以从这些卷材切割成部分13，因此在这种情况下将其切割成膜条8的相应宽度，同时将口袋12的深度配置成卷材的宽度。所采用的这些多层热反射垫可以厚达12cm。虽然隔热材料如矿棉，聚苯乙烯，聚氨酯，纤维素，刨花，大麻或其它材料只能以λ>0.026W/mK进行隔热，但对于这种材料而言，忽略了这样的事实：由于T4＝W/m2，在相对于温度，热辐射占了热损失的绝大部分(超过90％)。温度越高，最终导致热量损失的热辐射比例越显着。如果采用多层的热反射垫，则是通过大量的累积相互作用以阶梯的方式实现隔热。因此这些热反射材料能够实现对入射热辐射的接近100％的反射。入射热辐射的绝大部分被反射回充气穹顶的内部。相反地，夏天中太阳的热辐射则被反射，充气穹顶的内部保持凉爽宜人，这对于打网球特别受欢迎。这些热反射垫的技术规格如下：
对于网球场馆，这些热反射垫优选地安装成3厘米厚。它们的四周被热密封，然而这仅用于固定而不是紧密牢固。具有T-端螺纹的光栅穿孔导致外侧的扩散开放(difussion-open)。因此已经包含了露点脱气(dew point degassing)。例如Lu.Po ThermB2+8隔热或具有类似技术和机械特性的任何其它垫子能够作为合适的隔热产品应用于热反射领域。Lu.Po Therm B2+8由于其轻薄、容易弯曲且柔韧的特性而尤其合适。因为这些热反射垫具有很高的柔韧性，即使将其插入至拐角和边角的也不成问题。它们不是吸湿的因此能够提供稳定的反射效果。有利地，这样的充气穹顶构造有双层膜，该双层膜具有在内部膜的内侧上的袋12中的热反射材料插入物，其用于热建筑物隔热。有利地采用具有一体的节能红外反射铝箔的多层混合隔热垫作为热反射垫。二至八层的减少吸收的气垫薄膜通过封闭在小块中的空气产生对流距离，从而产生最佳的对流效果。这减少了传输热损失。热反射垫13包含高达五层的金属化薄膜，用于高效的红外线反射并具有低自发射。此外，能够对高频射线，波和场高效屏蔽。
事实上，待插入的热反射垫是非常轻的(具体重量仅为0.430kg/m2),这从建筑的角度上是非常吸引人的。对应用于三个网球场的具有2,324m2膜面积的充气穹顶来说，这会产生总共999.32kg的因此约1吨的额外负载。对比于待承载的雪的负载以及薄膜的固定负载，这几乎是可以忽略的。
图15示出了具有单个口袋12的膜条8。将热反射垫13从开口侧插入该处，使得所述热反射垫填满口袋12的整个区域。口袋12的开口能够装配有维克罗(Velcro)紧固件14，使得在热反射垫13插入后口袋12能够关闭。除维克罗紧固件14外，也可采用拉链紧固件。在膜条8上布置有相互相邻的口袋12，或以阵列的方式布置有几行口袋。每个口袋因此装配有热反射垫13。
装配有这样特别热反射垫13并因此实际上在口袋12中内侧或外侧覆盖整个膜区域的充气穹顶产生比迄今为止更好的空气支承的整体U值，即小于1.0W/m2K。除了热反射垫13之外，特别的声学膜也可用作内膜，将所述声学膜也插入口袋12中。这使得场馆的声学效果适配于不同的地板，并且可以将声学效果调整成宜人的。为此而穿孔的内膜在这种情况下折射厅内的噪音。对于网球场馆，大部分撞击噪音能够被吸收。这使得能够在室内网球场馆中远比迄今为止更宜人的声学效果。
单个膜条8能够以力锁定的方式沿它们的纵向边缘通过连接型材1和它们的卡条5来连接，直到整张膜在施工现场以这样的方式装配完并置于地上。在这样做时，在图8示出的连接型材能够布置在膜的内侧或外侧。所构造的膜的外边缘则紧紧地连接至地面或窗框上。在任何情况下，如果膜条8以这种方式密封地连接到用于卡条5的连接型材1上，则不需要安装相对更复杂的夹板螺钉连接件。
图16示出了朝着沿着网球场纵向侧延伸的一侧观察时的两个网球场的充气穹顶。作为特殊特征，其构造有前窗。这在此由窗框型材15至18的框架组成，并且组装在建筑基地上，其中最下面的行装配有透明塑料薄膜，即所谓的ETFE(ethylene-tetra-fluoro-ethylene，乙烯-四氟乙烯共聚物)薄膜，所述ETFE薄膜全部配备有卡条接缝并且只需要插入窗框轮廓15至18中。此处最下面那行的窗的高度约为5.2米，这些窗户的宽度为5米。它们因此几乎为正方形的。如果采用另外的中间支柱，也可以安装防碎窗玻璃。如图17所示，首先将两个支柱型材18倾斜地设置在外端并松散地竖立。通过卡条连接从地面向上连接组装好的膜的相应最外面的膜条8。从这些最外边的支柱型材18的上端，膜条8仍然松散地延伸，在中部搁置在地面上，并在另一端处以相同的方式再次松散地连接至最外侧的型材18。此处其延伸了大致42米。
从如图17示出的情况出发，在垂直于所示薄膜的平面的方向上以传统方法在两侧被紧固锚定到地面且以力锁定的方式锚定的膜通过启动鼓风机并将空气吹入内部而被充气,其中所述膜也以同样的方式在后端这样的前窗处附接。膜开始充气并上升。在这样做时，最外侧支柱型材18逐渐占据如图18所示的位置，随后所述支柱型材稳固地连接至现有墙型材的上角并与地面锚定。随后将上支柱19如图16那样安装，在最外侧膜条8的外边缘达到这个高度后，立即通过插入卡条连接型材沿前侧型材的上边缘19来将这些外边缘紧固。因此，膜逐渐密封得越来越好，直到它的四周边缘与地面或前侧型材19完全密封。
图19示出了该网球场馆的建筑平面图，其具有两个横跨的网球场，所述网球场具有画出的球场界线20和网21。所述球场因此具有边长为36米的正方形的建筑平面。前窗沿着网球场的纵边延伸，因此它们比例如沿网球场的横边延伸那样而被球击打中要少得多。
图20示出了用于三个网球场的网球场馆。同样地，36米长的前窗沿网球场的纵边延伸，如图21所示那样，充气穹顶的边，即膜向下到达地面的位置处的尺寸为53.9米。图22示出了具有5米宽9米高的窗户的该网球场馆的墙型材，图23显示了这个网球场馆的鸟瞰图。不同于传统的充气穹顶，这个场馆具有四面平稳延伸到地面的桶状屋顶，而不是具有顶点的穹顶。
图24首先在平面图的帮助下示出另一个实施例。这是为了两个网球场设计的并具有36米x36米的尺寸。在图25中，从沿着网球场头侧延伸的那侧看去，其中网球场的网21绘制在场馆内。在左侧和右侧，这个充气穹顶具有垂直的3.5米高的端面，所述端面具有窗户，从窗户的上边缘所述膜侧向地以其卡条连接到窗户框架型材16。从型材16向前，膜随后以倾斜的角度上升至9米高的屋脊。图26显示了朝向前窗观察的充气穹顶。单个窗户为5米长3.5米高，最外侧的窗户几乎为等边三角形，整个前窗具有36米长。
图27以立体图的形式示出了这个网球场馆，并更好地展示了这种环境下的前窗的优点。在示出的例子中，用于窗户的框架仍然以呈倾斜角度布置的支柱25向外支撑以吸收增加的内部压力。传统的充气穹顶阻碍与外界进行采光交流的事实通常被认为是这种网球场馆的严重缺点，并且只能被公众勉强接受。与传统网球充气穹顶相比，在两个侧边具有连续前窗的网球充气穹顶能够沐浴在日光下并提供无与伦比的比赛气氛。从外侧看，充气穹顶看起来更加轻盈，体裁上更具说服力，更丰满且更具动感。最后，图28显示了跨过网球场从内向外看的视图。
总之，超越传统结构，这种充气穹顶提供了全范围的引人注目的技术优势。
1.通过在热反射垫处热辐射对流，充气穹顶的隔热性能大大提高。
2.大大改良了对噪音的阻尼从而提高了内心的幸福感。
3.在一侧或两侧的连续前窗允许日光充满充气穹顶，这大大改善了气氛。
4.通过可插入连接型材1的卡条5进行简单操作，极大地简化了充气穹顶的安装。需要 更少的人员进行建造和拆除。这项工作可以由4个装配工而不是20个装配工完成。简单的操作大大隧道了装配时间。从而能够节约成本。
5.充气穹顶的膜或膜条8能够容易地在弹簧中拆卸并卷成卷，使得它们比于传统充气穹顶更容易存储。
6.装配无需特殊工具。能够手动地将连接型材推至卡条。不需要夹紧板来拧紧。
7.条状地基23可以在工厂中制造成预制混凝土构件并且运输到施工现场，通过插入锚定轨和准备好隔热连接件来完成安装，并放置在那里。
8.条状地基装配有作为锚定型材轨22的连接型材1，使得在用于膜条8的地面连接时， 仅需要将端侧的卡条5插入至连接型材1。
9.施工现场没有混凝土作业。
附图标记索引
1 用于卡条的连接型材
2 用于形成槽的管
3 连接桥
4 在连接型材1中的纵向插槽
5 卡条
6 卡条延伸部
7 在薄膜边缘的下摆
8 膜条
9 在橡胶型材11周围的薄膜10的边缘部分
10 邻接橡胶型材11的薄膜
11 圆形橡胶型材
12 在膜条8上的口袋
13 热反射垫
14 用于关闭口袋12的维克罗紧固件
15 在窗户底部的框架型材
16 在窗户顶部的框架型材
17 垂直于窗户的框架型材
18 在外端倾斜成倾斜角度的框架型材
19 沿着膜的最上面的支柱
20 网球场的球场界线
21 网球网
22 锚定型材轨
23 混凝土条状地基
24 膜条端部下摆
25 在前窗的用于吸收内部压力的支柱
26 哈尔芬轨
27 在条状地基中的锚定钢
28 在锚定型材22上的肩部
29 在哈尔芬轨上的翼部
30 在锚定型材22上的接收槽
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种具有由塑料薄膜材料制成的一个或多个膜壳的充气穹顶，其中在外侧膜和内侧膜之间包含有热反射垫(13)，并且其中外侧和内侧膜由膜条(8)构成，所述膜条沿它们的纵向边缘以力锁定的方式通过至少一个卡条(5)连接至具有卡条座型材(2)的卡条连接型材(1)，其中每个膜条(8)形成不透气的口袋(12)，一个或多个热反射垫(13)插入并充满所述口袋(12)。
2.根据权利要求1所述的充气穹顶，其特征在于，每个热反射垫是多层混合隔热垫，具有一体节能红外反射的铝箔，由二至八层的减少吸收气垫薄膜制成，该二至八层的减少吸收气垫薄膜通过封闭在小块中的空气产生对流距离从而产生最佳对流效果以减少传输热损失，以及具有用于红外辐射高效反射和低自发射以及用于有效屏蔽高频射线、波和场的多层金属化薄膜。
3.根据权利要求1至2所述的充气穹顶，其特征在于，其特征在于，所述外侧和内侧膜由横跨整个场馆的膜条(8)构造，所述膜条沿它们的纵向边缘以力锁定的方式通过至少一个卡条(5)连接至卡条型材(1)，其中每个膜条形成四周被热密封成不透气的的口袋(12)，在所述口袋(12)中以充满的方式插入一个或多个热反射垫(13)，并且其中所述膜条(8)在它们距离末端50厘米至100厘米的端部区域中具有横向于膜条(8)延伸的卡条(5)，所述膜条通过所述卡条锚定在具有卡条座型材的卡条连接型材(1)的锚定轨(22)，在卡条(5)和膜条(8)的端部之间形成的下摆(24)在地面上向内折叠入场馆内。
4.根据前述任一项权利要求所述的充气穹顶，其特征在于，所述膜条(8)互相连接，使得膜条(8)的各个纵向边缘连接至卡条(5)，膜条(8)与其相邻的边缘区域重叠地包围所述卡条(5)，一个或多个具有卡条座的卡条连接型材(1)被推至卡条(5)上。
5.根据前述任一项权利要求所述的充气穹顶，其特征在于具有卡条座型材(2)的卡条连接型材(1)在相对卡条座连接型材(1)的一侧或在两侧壁中具有用于钩住诸如照明装置、网、窗帘、中间墙体的槽。
6.根据前述任一项权利要求所述的充气穹顶，其特征在于，至少一个膜在下侧的整个表面上装配有并列设置的不透气的扁平口袋(12)，所述口袋被热密封、粘合、缝合或铆接，其中每个口袋都设计成在一侧开口以插入具有红外反射金属化薄膜或铝箔的混合隔热垫形式的多层热反射垫(13)，其中这些开口各自通过拉链紧固件(14)闭合成几乎不透气的或通过热密封闭合成不透气的。
7.根据前述任一项权利要求所述的充气穹顶，其特征在于，所述膜条(8)在充气穹顶的内侧穿孔以实现声音折射并因此在场馆内部改进声音效果。
8.根据前述任一项权利要求所述充气穹顶，其特征在于，所述膜条(8)的宽度为3米至5米，并且所述膜条的长度与待建立的充气穹顶的跨度相对应，从而在其整个长度上形成无缝屋顶膜。
9.根据前述任一项权利要求所述的充气穹顶，其特征在于，所述充气穹顶至少在一纵向或横向侧边具有框架结构，所述框架结构连接至边界膜材料，并且在所述框架型材(15)中包含至少一个透明乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜以用于形成前窗。
10.根据前述任一项权利要求所述的充气穹顶，其特征在于，所述充气穹顶至少在框架结构的一纵向或横向侧边上沿着条状地基(23)装备有框架型材(15)；在所述框架型材(15)上方延伸的至少一个水平框架型材(16)；具有作为支撑物的竖直框架型材(17)；以及在因此建立的前窗的两端侧倾斜布置的支承支柱(18)，其中所述水平框架型材(16)在其上侧具有用于插入邻近上方的膜条(8)的卡条(5)的槽和在其下侧具有用于插入邻近下方的透明乙烯-四氟乙烯共聚物处的卡条(5)的槽，所述竖直框架型材(17)在两侧具有用于将卡条(5)插入透明乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜部分的侧边缘的槽，所述支承支柱(18)在两侧具有用于插入内侧相邻的窗户薄膜和外侧相邻的膜条(8)的卡条(5)的槽。
11.根据前述任一项权利要求所述的充气穹顶，其特征在于，所述充气穹顶沿其平面图的边界保持在预制的预浇筑的混凝土条状地基(23)上，所述条状地基嵌入沟槽中围绕所述充气穹顶的部分，并且其上侧安装有具有向上开口的哈尔芬型材(26)，并且具有插入到它们的接收槽(30)的膜的卡条(5)的锚定型材(22)，能够以它们的下肩部(29)转进所述哈尔芬型材(26)的开口中，并在那里钩住其开口边缘(28)，以形成膜至预浇筑混凝土条状地基(23)的力锁定连接。
说明或声明(按照条约第19条的修改)
在PCT19条下的修改
D1：从1980的US 4 186 530 A示出了具有由塑料薄膜材料制得一个或多个膜壳的充气穹顶。图4示出了一种膜结构，其中在外侧和内侧膜之间安装有例如玻璃纤维、塑料泡沫或类似材料的隔热层，或者安装有例如由铝箔或白色织物制得的热反射层26。选择白色织物是因为白色织物反射光和热辐射，而黑色织物吸收热辐射而不是反射它。然而，这里解释了反射热辐射的想法。D2：WO 2015/093964 A1提起了一种具有热反射薄膜27形式的层的充气穹顶(充气支承穹顶状的场馆)。然而，并没有关于这一层的具有结构的描述。这里也考虑到了热反射。文件D1和D2都没有实际地示出一种特殊多层热反射垫。这也表明，尽管事实上D1已于1980年出版，但在2014年底提交的申请D2中即使提到了热反射膜27，但该问题并未得到进一步处理，这是因为与隔热性相比，热反射的重要性完全被业界误判。热反射在这两个文件中均起到完全边缘的作用。相比之下，根据本发明的热反射和其通过特殊多层和大约20毫米厚的热反射垫的实施是新的领域，并且首次将充气穹顶的隔热值达到完全不一样的维度。尽管D1和D2具有很好的效果，但在本申请之前，市面上没有任何充气穹顶具有能与建筑物竞争的如此之低的热损失。传统充气穹顶在2X2膜(即4层膜)时能达到低至1.1W/m2K的隔热值。而在3层膜的屋顶U值大约为1.9W/m2K，对于仅具有两层的屋顶数值会更差。而本发明提出的充气穹顶具有区域覆盖的一体化的特别为热反射设计的热反射垫，能实现远比1W/m2K的值，这在该行业是非常确实的突破。此外，作为由条材制得的膜结构的结果，能够通过使用卡条型材来在施工现场连接所述膜结构，能够仅凭4个建筑工人建造例如用于覆盖两个网球场的、具有36X36米底面积的大型场馆。只需要很少的人员，就能够将带有这种没结构的大厅迅速拆除并运输出去，并可以更具需要再次构建。

Claims (14)

1.一种具有由塑料薄膜材料制成的一个或多个膜壳的充气穹顶，其中在外侧膜和内侧膜之间包含有热反射垫(13)。
2.根据权利要求1所述的充气穹顶，其特征在于，所述热反射垫是多层混合隔热垫，具有一体节能红外反射的铝箔，由二至八层的减少吸收气垫薄膜制成，该二至八层的减少吸收气垫薄膜通过封闭在小块中的空气产生对流距离从而产生最佳对流效果以减少传输热损失，以及具有用于红外辐射高效反射和低自发射以及用于有效屏蔽高频射线、波和场的多层金属化薄膜。
3.根据前述任一项所述的充气穹顶，其特征在于，所述外侧和内侧膜由膜条(8)构造，所述膜条沿它们的纵向边缘以力锁定的方式通过至少一个卡条(5)连接至具有卡条座型材(2)的卡条连接型材(1)，其中每个膜条(8)形成口袋(12)，一个或多个热反射垫(13)插入所述口袋(12)并充满所述口袋(12)。
4.根据权利要求1至3所述的充气穹顶，其特征在于，所述外侧和内侧膜由横跨整个场馆的膜条(8)构造，所述膜条沿它们的纵向边缘以力锁定的方式通过至少一个卡条(5)连接至卡条型材(1)，其中每个膜条形成四周被热密封的口袋(12)，在所述口袋(12)中以充满的方式插入一个或多个热反射垫(13)，并且其中所述膜条(8)在它们距离末端50厘米至100厘米的端部区域中具有横向于膜条(8)延伸的卡条(5)，所述膜条通过所述卡条锚定在具有卡条座型材的卡条连接型材(1)的锚定轨(22)，在卡条(5)和膜条(8)的端部之间形成的下摆(24)在地面上向内折叠入场馆内。
5.根据前述任一项权利要求所述的充气穹顶，其特征在于，所述外侧和内侧膜由膜条(8)构成，所述膜条沿它们纵向边缘相互在一定程度上重叠，使得插入它们的所述热反射垫(13)也在一定程度上重叠，并且场馆只要是由膜组成其就被热反射垫(13)首尾相连地包围。
6.根据前述任一项权利要求所述的充气穹顶，其特征在于，所述膜条(8)互相连接，使得膜条(8)的各个纵向边缘连接至卡条(5)，膜条(8)与其相邻的边缘区域重叠地包围所述卡条(5)，一个或多个具有卡条座的卡条连接型材(1)被推至卡条(5)上。
7.根据权利要求3至6任一项所述的充气穹顶，其特征在于具有卡条座型材(2)的卡条连接型材(1)在相对卡条座连接型材(1)的一侧或在两侧壁中具有用于钩住诸如照明装置、网、窗帘、中间墙体的槽。
8.根据权利要求1至2所述的充气穹顶，其特征在于，至少一个膜在下侧的整个表面上装配有并列设置的扁平口袋(12)，所述口袋被热密封、粘合、缝合或铆接，其中每个口袋都设计成在一侧开口以插入具有红外反射金属化薄膜或铝箔的混合隔热垫形式的多层热反射垫(13)，其中这些开口各自通过维克罗紧固件(14)或拉链进行闭合。
9.根据前述任一项权利要求所述的充气穹顶，其特征在于，将多层减少吸收的泡膜结合到热反射垫(13)中以减少传输热损失。
10.根据前述任一项权利要求所述的充气穹顶，其特征在于，膜条(8)在充气穹顶的内侧穿孔以实现声音折射并因此在场馆内部改进声音效果。
11.根据前述权利要求1至7或9至10任一项所述充气穹顶，其特征在于，所述膜条(8)的宽度为3米至5米，并且所述膜条的长度与待建立的充气穹顶的跨度相对应，从而在其整个长度上形成无缝屋顶膜。
12.根据前述任一项权利要求所述的充气穹顶，其特征在于，所述充气穹顶至少在一纵向或横向侧边具有框架结构，所述框架结构连接至边界膜材料，并且在所述框架型材(15)中包含至少一个透明乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜以用于形成前窗。
13.根据权利要求12所述的充气穹顶，其特征在于，所述充气穹顶至少在框架结构的一纵向或横向侧边上沿着条状地基(23)装备有框架型材(15)；在所述框架型材(15)上方延伸的至少一个水平框架型材(16)；具有作为支撑物的竖直框架型材(17)；以及在因此建立的前窗的两端侧倾斜布置的支承支柱(18)，其中所述水平框架型材(16)在其上侧具有用于插入邻近上方的膜条(8)的卡条(5)的槽和在其下侧具有用于插入邻近下方的透明乙烯-四氟乙烯共聚物处的卡条(5)的槽，所述竖直框架型材(17)在两侧具有用于将卡条(5)插入透明乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜部分的侧边缘的槽，所述支承支柱(18)在两侧具有用于插入内侧相邻的窗户薄膜和外侧相邻的膜条(8)的卡条(5)的槽。
14.根据前述任一项权利要求所述的充气穹顶，其特征在于，所述充气穹顶沿其平面图的边界搁置在预制已混合的混凝土条状地基(23)上，所述条状地基铺设在沟槽中，并且在其上侧，具有用于接收卡条(5)的槽(4)的卡条座型材的连接型材(1)形式的锚固轨型材(22)或螺钉连接至条状地基或铸造在其中。
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