ETFE 膜结构应用综述

ETFE膜是一种新型的建筑材料，具有轻质、透明、耐候性好等特点，广泛应用于建筑领域。本文将综述ETFE膜结构在建筑中的应用情况。



1、ETFE 膜材料特点
ETFE 的英文为: ethylene-tetra-fluoro-ethylene，中文全称为: 乙烯-四氟乙烯共聚物，俗称:F-40。是一种坚韧的材料，各种机械性能达到较好的平衡一一抗撕拉极强、抗张强度高、中等硬度、出色的抗冲击能力、伸缩寿命长。因此其具有了成为优秀的建筑材料的主要的技术性质。此外 ETFE的使用温度范围较实用较广，恒定温度通常设定为-65°C到 +150°C 之间，在超低温时仍坚硬非凡，其脆化温度低至-100°C。另外，ETFE 还通过了几项严格的抗燃测试，如IEEE 383，并获得 UL94 V-0 等级。对大多数化学物质的物理属性影响小，对普通气体和水气的渗透性低。因此，其作为建筑材料，能够具有更好的安全性和耐久性。ETFE 的表面张力低，有良好的自洁性能，由于 ETFE 膜这种材料的摩擦数很小，尘土不容易粘在上面。即使粘上的尘士，只要下点小雨立刻就能将膜冲洗得干干净净.即使工擦洗，擦干净ETFE 膜也要比自家擦玻璃、擦桌子省力得多。透光率高装饰性好，色彩鲜艳、光泽动人，根据位置和表面印刷的情况，ETFE 膜的透光率可高达 95%。该材料不阻挡紫外线等光的透射，以保证建筑内部自然光线.通过表面印刷，该材料的半透明度可进一步降低到 50%

2、ETFE 膜在建筑中的应用形式
在建筑中，一般是大跨度建筑中主要使用的两种形式单层张拉式和双层或多层气垫式

• 2.1 单层张拉式
  ETFE 膜材可以像 PVC 膜材或 PTFE 膜材一样，以单层张拉方式应用于膜结构中。尽管 ETFE 材料本身的拉伸强度并不低，但由于做成的膜材很薄《厚度小于织物类膜材的1/5 )，因而 ETFE 以单层张拉方式应用于膜结构时，结构的跨度要比采用织物类膜材的结构小。
• 2.2 双层或多层气垫式
  ETFE 膜材常被做成双层或多层气垫式而应用于膜结构中，即将 ETFE 膜材按设计的形状和层数裁剪、拼接在一起向层间充气使之成为气垫。气垫的形状可以是圆形、椭圆形三角形、矩形、六边形或其他任意的形状。通过铝合金构架或索网将多个气垫连接在一起，可组成大覆盖空间。
   

3、ETFE 膜的加工性能
ETFE 膜的性质决定了其具有极佳的加工性能，这也是建筑施工适应性所要求的。
焊接
膜材能用专用热合机热合。ETFE 膜材可通过热熔焊接在一起。高频焊接或超声焊接并不适用于 ETFE 膜材。焊缝宽度通常为 8mmmn，远低于织物类膜材的焊缝宽度。合适的加热温度、压力和加热时间以及恰当的冷却程序，是焊接质量的重要保障。尽管 ETFE 膜材具有良好的柔韧性，但折叠会在膜面留下折痕，影响外观。加工成型后的 ETFE 膜材，需要放在特制的保护容器内保存和运输。

 4、ETFE 膜的应用实例
北京奥运会体育场馆水立方
国家游泳中心(水立方)是 2008 年北京奥运会的标志性建筑物之一，在北京奥运会期间，承担游泳、跳水、花样游泳、水球等一系列比赛。奥运会赛后将成为一个多功能的大型水上运动中心，既可举办大型国际赛事，又能为公众提供水上娱乐、运动、休闲、健身等服务。建筑物檐口高度31m，基底而积 177mm x177m,标准坐席 17000个，其中临时坐席约 11000个(赛后将拆除)。主体结构设计使用年限100年。
国家游泳中心建筑围护结构采用 ETFE 充气枕从而模拟水的形态，是国内首个ETFE膜结构建筑，也是目前世界上最大的ETFE应用建筑工程，同时也成为单个气枕最大、拥有内外两层气枕结构的独一无二的建筑物。

5、应用前景
经过多年的实践，人们发现 ETFE 膜在建筑中的应用有非常广阔的前景，在能源问题日益严重的今天，ETFE 气枕式膜结构凭借其自重轻、跨度大、自调节等结构特点，为我们营造可持续化发展的新型建筑环境提供了有利手段。ETFE材料凭借其良好的抗火性能、光学性能、隔音性能和吸音性能、隔热性能、耐久性能、力学性能，很好的满足了建造绿色建筑的需求和轻型建筑最优化原则。因此，在一些机场体育场馆等大跨度建筑中使用 ETFE 材料会成为一种趋势。