ETEF 膜 結 構 材 料
技 術(shù) 說(shuō) 明
西 安 天 幕 裝 飾 工 程 有 限 公 司
2008.3.20
ETFE膜結構材料介紹
ETFE膜是透明建筑幕墻和建筑屋頂中品質(zhì)優(yōu)越的替代材料，該膜是由人工高強度氟聚合物（ETFE）制成，其特有抗粘著(zhù)表面使其具有高抗污，易清洗的特點(diǎn)。通常雨水即可清除主要污垢。 ETFE膜使用壽命至少為25-35年，是用于永久性多層可移動(dòng)屋頂結構的理想材料。該膜材料多用于跨距為4米的兩層或三層充氣支撐結構，也可根據特殊工程的幾何和氣候條件，增大膜跨距。膜長(cháng)度以易安裝為標準，一般為15-30米。小跨度的單層結構也可用較小規格。 ETFE膜達到B1、DIN4102防火等級標準，燃燒時(shí)也不會(huì )滴落。且該膜質(zhì)量很輕，每平方米只有0.15-0.35公斤。
* ETEF膜結構特點(diǎn):
1. ETFE膜----結構輕,透光好,強度高,能使用20年以上.
2. ETFE膜----高自潔性,防火B1級,節能環(huán)保.
* ETEF膜結構(在世界上不是很流行的原因):
1. 拉伸有限：只能夠延伸大約3m。
2. 額外的彈性：使用這樣材料必須的唯一方案是施加“襯墊”。
3. 高度半透明：這是它的賣(mài)點(diǎn)同時(shí)也是它的缺點(diǎn)。就好比電視機可能更
喜歡用可控制的藝術(shù)性光線(xiàn)來(lái)代替時(shí)刻改變方向的太陽(yáng)光。
4. 機械設備：襯墊需要補給加壓空氣。對于露天廣場(chǎng)來(lái)說(shuō)，我們 可能
需要監控大約13，200個(gè)襯墊來(lái)防止滲漏。
5. 電：用來(lái)確?？諝庋a給，支持系統或者系統必須的。
6. 鋒利的東西能夠損害這種材料而且導致空氣滲漏。飛行的碎片 也可能
導致垂直表面的實(shí)質(zhì)的損害。
7. 初始投資：初始費用非常高，像玻璃面板一樣高。
8. 維修費用：每日維修是必須的，還需要成立一個(gè)維修小組。
* 膜結構材料橫向比較:
1. ETEF膜結構
ETFE,乙烯-四氟乙烯共聚物，該材料具有聚四氟乙烯的耐腐蝕特性，克服了聚四氟乙烯對金屬的不粘和性缺陷，加之其平均線(xiàn)膨脹系數接近碳鋼的線(xiàn)膨脹系數，使ETFE（F-40）成為和金屬的理想復合材料。
EFTE膜通常厚度小于0.2mm，其特有的抗粘著(zhù)表面使其具有高抗污，以清洗的特點(diǎn)，通常雨水就可以清潔主要污垢。
EFTE壽命在25~35年，屬可循環(huán)利用材料。達到B1防火等級標準。透光率可控制在50%~95%。根據幾何條件和膜層數，其k值可達2.0W/m2k。
ETFE膜有很強的自潔性。由于ETFE膜本身的摩擦系數很小，灰塵、污垢在這滑溜溜的表面上“站不住腳”。即使表面有些浮塵，只要下點(diǎn)小雨，立面的膜就能被沖洗得很干凈。
光線(xiàn)的調節，歸功于在內層透明的ETFE膜上的銀色圓點(diǎn)。這些鍍點(diǎn)布成的點(diǎn)陣，可以改變光線(xiàn)的方向，起到隔熱散光的效果。所需光線(xiàn)可以自由通過(guò)，保證場(chǎng)館的溫度和采光。
2. 常用建筑膜材包括：
(1) PTFE膜材：由聚四氟乙烯（PTFE）涂層和玻璃纖維基層復
合而成。PTFE膜材品質(zhì)卓越，價(jià)格也較高。
(2) PVC膜材：由聚氯乙烯（PVC）涂層和聚酯纖維基層復合而
成，應用廣泛，價(jià)格適中。
(3) 加面層的PVC膜材：在PVC膜材表面涂覆聚偏氟乙烯或聚
氟乙烯，性能優(yōu)于純PVC膜材，價(jià)格相應略高于純PVC膜材。
* 膜結構特性：
1. 聲學(xué)性能
一般膜結構對于低于60Hz的低頻幾乎是透明的，對于有特殊吸音要求的結構可以采用具有FABRASORB裝置的膜結構，這種組合比玻璃具有更強的吸音效果。
2. 保溫性能
單層膜材料的保溫性能與磚墻相同，優(yōu)于玻璃。同其他材料的建筑一樣，膜建筑內部也可以采用其他方式調節其內部溫度。例如：內部加掛保溫層，運用空調采暖設備等。
3. 防火性能
如今廣泛使用的膜材料能很好地滿(mǎn)足對于防火的需求，具有卓越的阻燃和耐高溫性能，達到法國、德國、美國、日本等多國標準。
4. 力學(xué)性能
中等強度的PVC膜：其厚度僅0.61mm，但它的拉伸強度相當于鋼材的一半。 中等強度的PTFE膜：其厚度僅0.8mm，但它的拉伸強度已達到鋼材的水平。 膜材的彈性模量較低，這有利于膜材形成復雜的曲面造型。
5. 光學(xué)性能
膜材料可濾除大部分紫外線(xiàn)，防止內部物品褪色。其對自然光的透射率可達25%，透射光在結構內部產(chǎn)生均勻的漫射光，無(wú)陰影，無(wú)眩光，具有良好的顯色性，夜晚在周?chē)h(huán)境光和內部照明的共同作用下，膜結構表面發(fā)出自然柔和的光輝，令人陶醉。
6. 自潔性能
PTFE膜材和經(jīng)過(guò)特殊表面處理的PVC膜材具有很好的自潔性能，雨水會(huì )在其表面聚成水珠流下，使膜材表面得到自然清洗。
* ETEF膜結構應用實(shí)例
1. 國家游泳中心(“水立方”設計):
國家游泳中心是國內首次采用ETFE膜結構，也是國際上建筑面積最大、功能要求最復雜的膜結構系統。經(jīng)過(guò)對鋼結構、膜結構的科研攻關(guān)、自主創(chuàng )新和建設實(shí)施，國家游泳中心克服各種困難，按計劃完成了各項工作，達到預定目標。中國最大、最專(zhuān)業(yè)的幕墻社區，技今天(26日），國家游泳中心“水立方”將完成最后一片ETFE膜的安裝，在2008年奧運會(huì )開(kāi)幕倒計時(shí)的591天，作為北京奧運三大標志建筑之一的水立方已經(jīng)展示出完整的“奧運裝”，轉入內部設備安裝和裝修階段。預計整個(gè)工程將于2007年10月全部完工。
水立方的建筑面積約8萬(wàn)平方米，高約30米，是世界上唯一一個(gè)完全由膜結構來(lái)進(jìn)行全封閉的公共建筑。它獨特的膜外套共由3000多個(gè)氣枕組成，覆蓋面積達到10萬(wàn)平方米，展開(kāi)面積達26萬(wàn)平方米，并且這套膜外套還不止一層。
水立方頂部的氣枕膜層數已達4層，而墻體的膜則在2~3層之間。這身膜外套強度經(jīng)反復檢測，結果表明即使在冰雹天氣使用也沒(méi)有問(wèn)題.
“水立方”設計采用了泡沫理論，建筑外墻分布著(zhù)3000個(gè)不規則的氣枕，猶如一個(gè)個(gè)“水泡泡”的ETFE膜具有較好抗壓性，萬(wàn)一出現外膜破裂，根據應急預案， 8小時(shí)內可以將破損的外膜修補或更換新的。ETFE膜里面裝配系統在國家游泳中心的運用、嘗試是迄今世界上規模最大、構造最復雜、技術(shù)綜合最全面的一次。
2. 英國新千年世界第八大奇觀(guān)”伊甸園”
ETFE薄膜的實(shí)際使用始于上世紀90年代，主要作為農業(yè)溫室的覆蓋材料、各種異型建筑物的篷膜材料，如運動(dòng)場(chǎng)看臺、建筑錐型頂、娛樂(lè )場(chǎng)、旋轉餐廳篷蓋、娛樂(lè )廳篷蓋、停車(chē)場(chǎng)、展覽館和博物館等。英國新千年應典工程之一的“伊甸園”有“世界第八大奇觀(guān)”之美譽(yù)。它由4座穹頂狀建筑連接組成的全球最大溫室，上面覆蓋著(zhù)由ETFE薄膜材料制成的透明蓋板，其質(zhì)量只有相同面積玻璃質(zhì)量的1%，使用壽命超過(guò)25年，透明薄片可以回收利用，并具有良好的保溫性。
國家游泳中心“水立方”
英國新千年世界第八大奇觀(guān)”伊甸園”
