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西安天幕黃新志——ETEF 膜結構材料技術說明
作者:行政部  更新:2008-06-19 16:20  關注:1375

 

ETEF 膜 結 構 材 料

技 術 說 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,其特有抗粘著表面使其具有高抗污,易清洗的特點。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(jù)特殊工程的幾何和氣候條件,增大膜跨距。膜長度以易安裝為標準,一般為15-30米。小跨度的單層結構也可用較小規(guī)格。 ETFE膜達到B1、DIN4102防火等級標準,燃燒時也不會滴落。且該膜質量很輕,每平方米只有0.15-0.35公斤。
* ETEF膜結構特點:
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B(yǎng)1級,節(jié)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:這是它的賣點同時也是它的缺點。就好比電視機可能更
喜歡用可控制的藝術性光線來代替時刻改變方向的太陽光。
     4. 機械設備:襯墊需要補給加壓空氣。對于露天廣場來說,我們  可能
需要監(jiān)控大約13,200個襯墊來防止?jié)B漏。
     5. 電:用來確保空氣補給,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致空氣滲漏。飛行的碎片 也可能
導致垂直表面的實質的損害。
     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,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(jù)幾何條件和膜層數(shù),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(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,只要下點小雨,立面的膜就能被沖洗得很干凈。
    光線的調節(jié),歸功于在內層透明的ETFE膜上的銀色圓點。這些鍍點布成的點陣,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,保證場館的溫度和采光。
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膜材品質卓越,價格也較高。
(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,價格相應略高于純PVC膜材。
* 膜結構特性:
 1. 聲學性能
   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(jié)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. 光學性能
   膜材料可濾除大部分紫外線,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,無陰影,無眩光,具有良好的顯色性,夜晚在周圍環(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)過特殊表面處理的PVC膜材具有很好的自潔性能,雨水會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(tǒng)。經(jīng)過對鋼結構、膜結構的科研攻關、自主創(chuàng)新和建設實施,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、最專業(yè)的幕墻社區(qū),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年奧運會開幕倒計時的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。預計整個工程將于2007年10月全部完工。
    水立方的建筑面積約8萬平方米,高約30米,是世界上唯一一個完全由膜結構來進行全封閉的公共建筑。它獨特的膜外套共由3000多個氣枕組成,覆蓋面積達到10萬平方米,展開面積達26萬平方米,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有問題.
“水立方”設計采用了泡沫理論,建筑外墻分布著3000個不規(guī)則的氣枕,猶如一個個“水泡泡”的ETFE膜具有較好抗壓性,萬一出現(xiàn)外膜破裂,根據(jù)應急預案, 8小時內可以將破損的外膜修補或更換新的。ETFE膜里面裝配系統(tǒng)在國家游泳中心的運用、嘗試是迄今世界上規(guī)模最大、構造最復雜、技術綜合最全面的一次。
2. 英國新千年世界第八大奇觀”伊甸園”
ETFE薄膜的實際使用始于上世紀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,如運動場看臺、建筑錐型頂、娛樂場、旋轉餐廳篷蓋、娛樂廳篷蓋、停車場、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”之美譽。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,其質量只有相同面積玻璃質量的1%,使用壽命超過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”伊甸園”

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