ETFE膜:美国杜邦公司和日本旭硝子株式会社先后于20世纪70年代起,研制开发出TEFZEL®和COP®系列的乙烯-四氟乙烯共聚物树脂产品。乙烯-四氟乙烯共聚物常简称为四氟乙烯(ETFE—ethyltetra fluoro ethylene)。ETFE是目前为止最强韧的氟塑料,在保持了PTFE良好的耐热、耐化学和电绝缘性能的同时,它的耐辐射、机械性能和加工性能有了很大程度的改善。
自上世纪九十年代开始,建筑师尼古拉斯·格林肖(NicholasGrimshaw)创新性地将ETFE膜大规模地应用于英国的伊甸园工程后,这种材料得到了许多建筑师的认同,它的建筑用途也日益增多起来。
英国伊甸园
生产的ETFE膜幅宽最大可达2350mm,可通过裁剪、热熔焊接制成相应的规格及形状。理论上可以有各种颜色,现实中使用较多的未透明、白色、蓝色。
ETFE膜结构特别适用于对自然光有较高要求的体育场馆、植物园温室、建筑中庭等,作为屋面或墙体的围护材料。一般可以单层使用,也可以采用多层气枕式(是指在在多层ETFE薄膜之间中充入空气后与相应的金属的龙骨形成类似于幕墙的系统,本身并不承担主体结构荷载。)
单层ETFE膜中庭
ETFE气枕墙面
ETFE膜墙/屋面的优点:
1,质轻高强——ETFE密度为1.73~1.77g/cm3,单位面积的ETFE薄膜的重量极轻,只有同等面积玻璃质量的1%,这能够大幅度降低主体结构荷载,特别适合于大跨度结构。ETFE薄膜韧性好、抗拉强度高、不易被撕裂,据测试0.2mm厚度的薄膜其拉伸强度可达到500 N/5cm,拉裂强度可达约1200 N/5cm,接近PTFE的两倍。
2,耐候性和耐化学腐蚀性强——其使用寿命据估计可以长达30年。
3,防火安全性好——ETFE熔融温度高达200℃,并且不会自燃。
4,可见光透过率高——ETFE薄膜可见光透过率高达95%,同时它可以通过丝网印刷镀点控制薄膜的透明度,对遮光度和透光性进行调节,有效地利用自然光;如果采用ETFE气枕它又可以通过控制充气量的多少甚至充入气体的种类来同时起到保温隔热、节省能源的作用。
5,优异的自清洁功能——灰尘不易吸附在其表面,据称其清洁周期大约为5年。
6,适应性好——ETFE薄膜几乎可以加工成任何尺寸和形状。
7,ETFE气枕可以预制,在现场组装、充气,无湿作业,施工和维修方便。
8,综合成本与传统的玻璃类墙屋面相比有着一定的竞争力。
当然,任何事物都有其两面性,ETFE薄膜墙屋面的缺点也是不容回避的:
1, ETFE气枕需要相应的充气系统。
2, 因轻薄易划伤,所以最好避免设置于人体易于接触的范围内以减少损坏的几率。
3, 不管是单层ETFE还是气枕,其制作安装技术要求也相对较高。
德国安联体育场,为了利于球场草皮的生长,南侧气枕屋面采用了几乎全透明的ETFE气枕。
菱形气枕单元
典型外墙构造详图
炫目的夜景灯光效果
中国北京水立方(ETFE气枕)的灯光效果
水立方屋面局部节点详图
水立方墙面局部节点详图
单层ETFE屋面
ETFE气枕屋面
单层ETFE小品
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