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膜结构透光自洁，减少能源消耗，降低维护费用。膜结构是半透 明的织物，透光率一般可达 4％~16％，能够满足大跨度建筑在平时 使用时利用自然光的采光要求， 白天几乎不需要人工照明。但是冬季太阳光对于膜结构屋盖内部的气温升高效应不大，而夏天却相反，膜结构的室内气温比室外高出5—10 度，有时会使人感到明显的不适。 因此，膜结构多采用反射能力强的淡色材料。
膜面本身形成封闭曲面及密闭空间，外形为囊体状，囊体尺度较大，整个结构可由一个囊体构成，内部加压气体作用于膜面，结构本身可形成自平衡体系，亦可在周边固定或支撑于刚性边界上。上述四种充气膜结构类型是目前工程中常见到的形式。当然，随着科技发展和技术进，在工程实践中可能还会创造出更多、更加新颖的充气膜结构形式。此外，通过上诉膜结构类型的组合，也可以形成混合充气式。比如，可以采用气肋式和气承式组合的形式，或采用气肋和气囊组合等形式。
“水立方”是建在旁边游泳中心北京国家体育场在奥林匹克公园为2008年夏季奥运会的游泳比赛，这是世界上大的膜结构工程，除了地面之外，外表都采用了膜结构———ETFE材料，蓝的表面出乎意料的柔软但又很充实，这种材料的寿命为20多年。充气膜结构以水立方的形态进入国人视野，对于大部分国人而言，充气膜结构是一种神奇且神秘的结构形式，与传统建筑大不相同，尤其表现在建造方面。建造灵活。充气膜结构建造灵活，可独立建造，也可与其他永久性建筑连接建造。
而“水立方”结构几何体的基本模型是基于优化改良的多面体 组合建立起来的。 其几何体是这样形成的: 首先生成一个比水立方建 筑的的更大的多面体阵列，再把这个阵列围绕（0,0,0）——(1,1,1) 矢量轴旋转60°，在多面体阵列中切出 176.5389m× 176.5389m× 29.3789m 立方体的建筑外形。然后在立方体的内部挖去内部使用空 间，这样便切出了屋盖和墙体结构。多面体单元在两个切割平面上切 出的屋盖结构的上弦、下弦杆件和墙体结构内外表面弦杆， 两个切割 平面之间的多面体棱边便为结构的腹杆。“水立方” 也运用了新型的多面体空间钢架结构，这种新结构则由复杂的类WP 多面体单元填充的实体减去不需要的空间而得到，基本类WP多面体单元一个角点(即结构中的节点)上只有四条边 (即结构 中的杆件 )与之相连 ,而传统网架一个节点上至少有6根杆件与之相连 , 角点形式只有三种,一共只有四种边长，类WP 多面体阵列经旋转、 切割形成结构的屋面和墙面后,与表面上节点相连的杆件数多为6根。这种几何构成的结构体系当杆件之间铰接时几何可变 ,不能承受外荷 载,因此多面体空间刚架结构的杆件之间刚接 ,才能形成结构承受 外力，其杆件内力除了与普通网架一样有轴力外 ,还有双向弯矩、双 向剪力和扭矩 ,与刚架杆件相似 ,因此称之为刚架。