ETEF 膜 結(jié) 構(gòu) 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(jié)構(gòu)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(qiáng)度氟聚合物（ETFE）制成，其特有抗粘著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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，也可根據(jù)特殊工程的幾何和氣候條件，增大膜跨距。膜長(zhǎng)度以易安裝為標(biāo)準(zhǔn)，一般為15-30米。小跨度的單層結(jié)構(gòu)也可用較小規(guī)格。 ETFE膜達(dá)到B1、DIN4102防火等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，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(jié)構(gòu)特點(diǎn):
1. ETFE膜----結(jié)構(gòu)輕,透光好,強(qiáng)度高,能使用20年以上.
2. ETFE膜----高自潔性,防火B(yǎng)1級(jí),節(jié)能環(huán)保.
* ETEF膜結(jié)構(gòu)(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：這是它的賣點(diǎn)同時(shí)也是它的缺點(diǎn)。就好比電視機(jī)可能更
喜歡用可控制的藝術(shù)性光線來(lái)代替時(shí)刻改變方向的太陽(yáng)光。
4. 機(jī)械設(shè)備：襯墊需要補(bǔ)給加壓空氣。對(duì)于露天廣場(chǎng)來(lái)說(shuō)，我們 可能
需要監(jiān)控大約13，200個(gè)襯墊來(lái)防止?jié)B漏。
5. 電：用來(lái)確保空氣補(bǔ)給，支持系統(tǒng)或者系統(tǒng)必須的。
6. 鋒利的東西能夠損害這種材料而且導(dǎo)致空氣滲漏。飛行的碎片 也可能
導(dǎo)致垂直表面的實(shí)質(zhì)的損害。
7. 初始投資：初始費(fèi)用非常高，像玻璃面板一樣高。
8. 維修費(fèi)用：每日維修是必須的，還需要成立一個(gè)維修小組。
* 膜結(jié)構(gòu)材料橫向比較:
1. ETEF膜結(jié)構(gòu)
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(duì)金屬的不粘和性缺陷，加之其平均線膨脹系數(shù)接近碳鋼的線膨脹系數(shù)，使ETFE（F-40）成為和金屬的理想復(fù)合材料。
EFTE膜通常厚度小于0.2mm，其特有的抗粘著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(dá)到B1防火等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。透光率可控制在50%~95%。根據(jù)幾何條件和膜層數(shù)，其k值可達(dá)2.0W/m2k。
ETFE膜有很強(qiáng)的自潔性。由于ETFE膜本身的摩擦系數(shù)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。
光線的調(diào)節(jié)，歸功于在內(nèi)層透明的ETFE膜上的銀色圓點(diǎn)。這些鍍點(diǎn)布成的點(diǎn)陣，可以改變光線的方向，起到隔熱散光的效果。所需光線可以自由通過(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(fù)
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(fù)合而
成，應(yīng)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(yīng)略高于純PVC膜材。
* 膜結(jié)構(gòu)特性：
1. 聲學(xué)性能
一般膜結(jié)構(gòu)對(duì)于低于60Hz的低頻幾乎是透明的，對(duì)于有特殊吸音要求的結(jié)構(gòu)可以采用具有FABRASORB裝置的膜結(jié)構(gòu)，這種組合比玻璃具有更強(qiáng)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(nèi)部也可以采用其他方式調(diào)節(jié)其內(nèi)部溫度。例如：內(nèi)部加掛保溫層，運(yùn)用空調(diào)采暖設(shè)備等。
3. 防火性能
如今廣泛使用的膜材料能很好地滿足對(duì)于防火的需求，具有卓越的阻燃和耐高溫性能，達(dá)到法國(guó)、德國(guó)、美國(guó)、日本等多國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。
4. 力學(xué)性能
中等強(qiáng)度的PVC膜：其厚度僅0.61mm，但它的拉伸強(qiáng)度相當(dāng)于鋼材的一半。 中等強(qiáng)度的PTFE膜：其厚度僅0.8mm，但它的拉伸強(qiáng)度已達(dá)到鋼材的水平。 膜材的彈性模量較低，這有利于膜材形成復(fù)雜的曲面造型。
5. 光學(xué)性能
膜材料可濾除大部分紫外線，防止內(nèi)部物品褪色。其對(duì)自然光的透射率可達(dá)25%，透射光在結(jié)構(gòu)內(nèi)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，夜晚在周圍環(huán)境光和內(nèi)部照明的共同作用下，膜結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例
1. 國(guó)家游泳中心(“水立方”設(shè)計(jì)):
國(guó)家游泳中心是國(guó)內(nèi)首次采用ETFE膜結(jié)構(gòu)，也是國(guó)際上建筑面積最大、功能要求最復(fù)雜的膜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)、膜結(jié)構(gòu)的科研攻關(guān)、自主創(chuàng)新和建設(shè)實(shí)施，國(guó)家游泳中心克服各種困難，按計(jì)劃完成了各項(xiàng)工作，達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。中國(guó)最大、最專業(yè)的幕墻社區(qū)，技今天(26日），國(guó)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(yùn)會(huì)開(kāi)幕倒計(jì)時(shí)的591天，作為北京奧運(yùn)三大標(biāo)志建筑之一的水立方已經(jīng)展示出完整的“奧運(yùn)裝”，轉(zhuǎn)入內(nèi)部設(shè)備安裝和裝修階段。預(yù)計(jì)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(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行全封閉的公共建筑。它獨(dú)特的膜外套共由3000多個(gè)氣枕組成，覆蓋面積達(dá)到10萬(wàn)平方米，展開(kāi)面積達(dá)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(shù)已達(dá)4層，而墻體的膜則在2~3層之間。這身膜外套強(qiáng)度經(jīng)反復(fù)檢測(cè)，結(jié)果表明即使在冰雹天氣使用也沒(méi)有問(wèn)題.
“水立方”設(shè)計(jì)采用了泡沫理論，建筑外墻分布著3000個(gè)不規(guī)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(xiàn)外膜破裂，根據(jù)應(yīng)急預(yù)案， 8小時(shí)內(nèi)可以將破損的外膜修補(bǔ)或更換新的。ETFE膜里面裝配系統(tǒng)在國(guó)家游泳中心的運(yùn)用、嘗試是迄今世界上規(guī)模最大、構(gòu)造最復(fù)雜、技術(shù)綜合最全面的一次。
2. 英國(guó)新千年世界第八大奇觀”伊甸園”
ETFE薄膜的實(shí)際使用始于上世紀(jì)90年代，主要作為農(nóng)業(yè)溫室的覆蓋材料、各種異型建筑物的篷膜材料，如運(yùn)動(dòng)場(chǎng)看臺(tái)、建筑錐型頂、娛樂(lè)場(chǎng)、旋轉(zhuǎn)餐廳篷蓋、娛樂(lè)廳篷蓋、停車場(chǎng)、展覽館和博物館等。英國(guó)新千年應(yīng)典工程之一的“伊甸園”有“世界第八大奇觀”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(guó)家游泳中心“水立方”
英國(guó)新千年世界第八大奇觀”伊甸園”
