Tại sao cần phải xây dựng kiến trúc nạp khí?

Kiến trúc nạp khí là một kiểu kiến trúc mới mẻ, hoàn toàn khác với kiến trúc truyền thống, nguyên lý của nó hết sức đơn giản, giống như thổi bóng hơi vậy, thông qua không khí làm cho bên trong vật kiến trúc sản sinh ra áp lực đối với màng mỏng, khiến cho các túi màng mỏng kín được tạo dáng theo yêu cầu, do đó hình thành không gian kiến trúc.

Ưu điểm của kiến trúc nạp khí là: lắp ráp tạo hình dễ dàng, thi công đơn giản, thời gian thi công ngắn, giá cả tương đối thấp, đặc biệt dùng cho các kiến trúc sử dụng tạm thời theo mùa du lịch, nhà kho tạm, v.v. Nhưng cũng có khi dùng cho các kiến trúc lớn như cung thể thao.

Cấu tạo của kiến trúc nạp khí có hai loại:

Loại thứ nhất là "kiểu túi khí", nó dùng vật liệu màng mỏng có độ bền cao chế tạo thành, các cấu kiện cơ bản như dầm, xà, cột v.v. được nạp khí rồi lắp ráp thành một kết cấu không gian nhất định. Năm 1970 tại Hội chợ Quốc tế diễn ra ở Osaka, Nhật Bản đã trưng bày một kiến trúc kiểu túi khí lớn, gọi là "Quán Phú Sĩ": 16 cột tròn nạp khí có đường kính 4 m, dài 78 m, được uốn cong thành một dãy cột có dạng cuốn vòm tròn, hai đầu "cột khí" được cố định trong ống thép ở mặt đất, cách một chiều cao nhất định, dùng dải màu mỏng liên kết lại và cố định thành hình, ở hai đầu hội chợ có chừa lối ra vào rộng 10 m. Do không cần liên tục bổ sung không khí vào bên trong nên còn được gọi là kiến trúc nạp khí "kiểu tự đỡ".

Loại thứ hai là kiến trúc nạp khí "kiểu khí đỡ", loại này dùng màng mỏng làm mái nhà hoặc toàn bộ kiến trúc, thông qua việc không ngừng nạp khí vào bên trong tạo thành mái nhà. Nói chung chỉ cần duy trì áp suất không khí ở trong nhà bằng 1,000-1,003 áp suất không khí bên ngoài, là có thể duy trì hình dạng kiến trúc không đổi. Đồng thời để nạp khí cho vật kiến trúc, còn có thể giải quyết vấn đề lưu thông không khí ở bên trong công trình cỡ lớn. Hiện nay kiến trúc nạp khí "kiểu khí đỡ" lớn nhất là cung thể thao đa chức năng ở bang Michigan nước Mỹ, nó có thể chứa hơn tám vạn người. Cung thể thao kiểu "nạp khí", mái nhà dùng màng mỏng sợi thủy tinh dày 0,8 mm, bên ngoài phủ một lớp chống thấm đặc biệt có màu trắng bạc, do đó còn được gọi là Cung thể thao "Vòm trời bạc". Mái nhà mỏng nửa trong suốt ban ngày có thể tận dụng ánh sáng Mặt Trời để chiếu sáng. Toàn bộ kiến trúc dùng dây cáp thép cố định ở từng khoảng cách 12,6 m, khẩu độ đạt đến 200 m, cao 15,2 m, diện tích che phủ là 40.475 m2, dùng 29 máy thông gió nạp không khí vào bên trong để duy trì áp suất bên trong là 22,25 N/cm2. Kinh phí xây dựng chỉ bằng 1/3 cung thể thao có quy mô tương tự, thời gian thi công cũng rút ngắn được chín tháng.