基于技术路线图的膜结构产业化研究

摘要

膜结构具有跨度大、自重轻、造型优美、富有时代气息、光学、热学性能卓越、施工周期短、阻燃性良好和自洁性强等一般建筑结构难以比拟的优点。膜结构在国家游泳中心和国家体育场的应用,是“奥运科技”在场馆建设范围内最具代表性的应用,发出了膜结构产业化的信号。 然而,膜结构技术在奥运场馆中的成功应用,并不等于膜结构产业化的实现已经指日可待。膜结构尚存在建筑能耗高、运营费用大、使用年限短、易损坏、难清洁、设计剪裁方法不成熟等制约膜结构发展的障碍。唯有攻克膜结构技术上的种种难题,才能为实现膜结构的产业化发展铺平道路,将膜结构的科技力量真正惠及人民。 构成膜结构产业化难以实现的深层原因在于,业界普遍对膜结构缺乏了解造成了膜结构应用过程中高额的交易成本,这使得对膜结构技术创新的研究迟迟没有提上日程。要解决膜结构产业化的根本障碍,就要令业界了解膜结构技术的发展趋势和前景。基于膜结构的技术路线图的研究就是要绘制一张膜结构技术发展的知识地图,向大家提供膜结构技术发展过程中的步骤与环节,从而降低膜结构发展过程中的交易成本,进而实现膜结构的产业化发展。 本次研究邀请了来自高校、研究院所、企事业单位以及北京奥组委的国内膜结构研究专家,通过多轮德尔菲法的形式,收集专家知识与对于我国膜结构发展的观点。为本次研究的推进提供的动力。 技术路线图的研究方法在于汇集整理相关领域的专家知识,并将复杂的环境与不确定性可视化,形成随时间发展的知识图谱,进而将难以预测的趋势清晰的展示的人们面前,使大家满怀信心的对未来该领域的发展拭目以待。 本次基于膜结构技术路线图的研究就是要站在我国建筑产业的层面上,充分实践技术路线图的研究方法,依靠膜结构技术领域的专家知识,结合德尔斐法、层次分析法,绘制膜结构技术发展的知识地图,为膜结构的产业化发展起到战略上的指导作用。 基于技术路线图的膜结构产业化研究,是首次运用管理科学的理论方法对膜结构技术的发展进行系统的研究。该研究依托对相关领域专家的知识,揭示了膜结构的破坏性技术本质,发现了隐藏在膜结构产业化过程中的深层障碍,规划了膜结构在不同情境下可能的产业化范围,建立了膜结构技术评价的层次分析法模型了,编制了未来膜结构技术档案,绘制了膜结构技术路线图,提出了指导膜结构产业化发展的若干策略。奠定了膜结构产业化过程资源优化配置的基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章引言

1.1选题背景

1.2膜结构研究状况和进展

1.2.1膜结构概述

1.2.2国际膜结构发展历史

1.2.3我国膜结构发展前景

1.3论文思路

1.4论文结构

第2章膜结构技术特性分析

2.1破坏性技术的概念与特征

2.1.1破坏性技术的核心特征

2.1.2衍生特征

2.2奥运建筑科技

2.3膜结构技术的破坏性技术本质

2.3.1力学特性

2.3.2外观造型

2.3.3营造方法

2.4本章小结

第3章膜结构产业化困境原因

3.1大跨结构发展的现象与思考

3.2大跨度空间结构选型包络线

3.2.1单一大跨度空间结构造价变化特点与经济跨度

3.2.2多种大跨度空间结构经济跨度的选择

3.2.3不考虑交易费用时大跨度空间结构的包络线

3.3大跨度空间结构交易费用构成与产生原因

3.3.1交易费用及其在大跨度空间结构中的表现

3.3.2大跨度结构选型中交易费用的度量

3.3.3大跨度结构选型中交易费用产生原因

3.4交易费用对结构选型的影响

3.4.1交易费用对结构选型的制约

3.4.2调研数据

3.4.3考虑交易费用情况下的包络线

3.5本章小结

第4章膜结构产业化关键因素研究

4.1具体研究方法

4.2膜结构发展的决策焦点

4.3膜结构产业化发展的关键因素

4.4膜结构产业化的外在驱动力

4.4.1奥运会搭建展示平台

4.4.2替代结构仍有优势

4.4.3节能配套设备价格昂贵

4.5膜结构的发展情景

4.5.1情景一

4.5.2情景二

4.5.3情景三

4.5.4情景四

4.6本章小结

第5章技术路线图研究方案

5.1技术路线图概述

5.1.1技术路线图

5.1.2技术路线图的特征

5.1.3技术路线图分类

5.1.4技术路线图基本过程

5.2技术档案

5.3专家组和准备工作

5.3.1专家组

5.3.2准备工作

5.4研究方法

5.4.1趋势预见

5.4.2技术预测

5.4.3技术指标确立

5.4.4建立层次分析法模型

5.4.5对新兴技术打分

5.4.6形成膜结构的技术路线图

5.5本章小结

第6章膜结构技术路线图准备

6.1膜结构技术档案的研究内容与方法

6.2膜结构技术评价的层次分析体系

6.3膜结构未来新兴技术

6.3膜结构技术包络图

6.4本章小结

第7章膜结构技术路线图绘制

7.1含义与图例

7.2各层相互关系

7.3路径选择

7.4本章小结

第8章膜结构产业化对策研究

8.1膜结构产业化基本策略

8.2膜结构信息对称对策

8.3膜材研发对策

8.4膜结构关键技术点攻关对策

8.5膜结构产品营销对策

8.6膜结构产业化风险规避对策

8.7本章小结

结 论

参考文献

附 录

攻读学位期间发表的论文

致 谢