法赫德国家图书馆是沙特阿拉伯利雅得的一座现代化文化建筑，由德国Gerber建筑事务所设计，于2013年11月落成。该建筑的最大特色是其外立面的膜结构幕墙，既体现了阿拉伯文化的传统元素，又展示了先进的建筑技术和环保理念。本文将从膜结构幕墙的形式、功能和材料三个方面，分析其设计思路和特点。

       一、膜结构幕墙的形式

       法赫德国家图书馆的外立面由多个菱形的膜结构单元组成，形成了一个立体的、有机的、动态的表皮。这些膜结构单元由预应力的外层钢结构支撑，并覆盖了金银色的丝织物，上面印有中东传统的几何图案。这种形式既符合阿拉伯建筑的风格，又具有现代感和艺术感。

       膜结构幕墙的形式也与建筑的功能相呼应。图书馆是一个知识和信息的中心，需要充足的采光和透气。膜结构幕墙可以根据阳光强弱调节角度，把光线折射进图书馆，为内部提供最舒适的温度和光照环境。同时，膜结构幕墙也可以起到遮阳和隔热的作用，使得太阳光只有7%的渗透水平，降低了室外高温对室内空调的负担。

       二、膜结构幕墙的功能

       法赫德国家图书馆的膜结构幕墙不仅是一个美观的装饰，也是一个高效的能源系统。该系统利用了外表皮分层通风和地板进行热交换的新技术，实现了建筑能源的自给自足和节约。具体来说，该系统有以下几个功能：

       通风功能：外表皮分层通风系统利用了自然风力和热力原理，在外层钢结构和内层玻璃幕墙之间形成了一个空气层。当室外温度高于室内温度时，空气层会对外排热；当室外温度低于室内温度时，空气层会对内吸热。这样就可以有效地调节室内温度，并减少空调能耗。

       照明功能：外表皮分层通风系统还可以通过调节膜结构单元的角度，控制室内光线的强弱和方向。这样就可以根据不同区域和时间段的需求，提供最合适的照明条件，并节约电力能耗。

       发电功能：外表皮分层通风系统还可以通过利用太阳能电池板和风力发电机，将太阳能和风能转化为电能，为建筑提供部分电力供应，并与市电网相连，实现能源的互补和平衡。

       三、膜结构幕墙的材料

       法赫德国家图书馆的膜结构幕墙的主要材料有两种：钢和膜。钢是用于支撑膜结构单元的外层钢结构，以及连接各个单元的钢索和钢杆。膜是用于覆盖膜结构单元的金银色丝织物，以及印有几何图案的透明聚酯膜。这两种材料都具有以下特点：

       轻质：钢和膜都是轻质材料，可以减少建筑的自重和地基的承载力，也便于施工和维护。

       强度：钢和膜都是高强度材料，可以承受较大的张力和压力，也能抵抗风力和地震等外力作用。

       柔性：钢和膜都是柔性材料，可以根据需要变换形状和角度，也能适应不同的气候和环境条件。

       耐久：钢和膜都是耐久材料，可以抵抗紫外线、水分、污染等因素的侵蚀，也能保持长久的色泽和光泽。

       总之，法赫德国家图书馆的膜结构幕墙是一个集美观、功能和节能于一体的创新设计，体现了建筑师对阿拉伯文化和现代科技的深刻理解和巧妙运用。该设计不仅为图书馆提供了一个优雅舒适的阅读空间，也为沙特阿拉伯乃至世界建筑界树立了一个新的典范。