膜結(jié)構(gòu)材料

膜材料可濾除大部分紫外線，防止內(nèi)部物品褪色。其對自然光的透射率可達25%，透射光在結(jié)構(gòu)內(nèi)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(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。

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。

一般膜結(jié)構(gòu)對于低于60Hz的低頻幾乎是透明的，對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的吸音效果。

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，運用空調(diào)采暖設(shè)備等。

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。

中等強度的PVC膜:其厚度僅0.8mm，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1.0mm，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(fù)雜的曲面造型。

這種膜材開發(fā)和應(yīng)用得比較早，通常規(guī)定PVC涂層在玻璃纖維織物經(jīng)緯線交點上的厚度不能少于0.2mm，一般涂層不會太厚，達到使用要求即可。為提高PVC本身耐老化性能，涂層時常常加入一些光、熱穩(wěn)定劑，淺色透明產(chǎn)品宜加一定量的紫外吸收劑，深色產(chǎn)品常加炭黑做穩(wěn)定劑。另外對PVC的表面處理還有很多方法，可在PVC上層壓一層極薄的金屬薄膜或噴射鋁霧，用云母或石英來防止表面發(fā)粘和沾污。

玻纖有機硅樹脂建筑膜材。有機硅樹脂具有優(yōu)異的耐高低溫、拒水、抗氧化等特點，該膜材具有高的抗拉強度和彈性模量，另外還具有良好的透光性。玻纖合成橡膠建筑膜材。合成橡膠(如丁腈橡膠，氯丁橡膠)韌性好，對陽光、臭氧、熱老化穩(wěn)定，具有突出的耐磨損性、耐化學(xué)性和阻燃性，可達到半透明狀態(tài)，但由于容易發(fā)黃，故一般用于深色涂層。

由膨化PTFE纖維織成的基布兩面貼上氟樹脂薄膜即得膨化PTFE建筑膜材。由于它的造價太高，一般的建筑考慮到成本和性能兩方面，很少選用這種膜材，目前國外的生產(chǎn)廠家也不多。

由ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)生料直接制成。ETFE不僅具有優(yōu)良的抗沖擊性能、電性能、熱穩(wěn)定性和耐化學(xué)腐蝕性，而且機械強度高，加工性能好。近年來，ETFE膜材的應(yīng)用在很多方面可以取代其他產(chǎn)品而表現(xiàn)出強大的優(yōu)勢和市場前景。這種膜材透光性特別好，號稱"軟玻璃"，質(zhì)量輕，只有同等大小玻璃的1%;韌性好、抗拉強度高、不易被撕裂，延展性大于400%;耐候性和耐化學(xué)腐蝕性強，熔融溫度高達200℃;可有效的利用自然光，節(jié)約能源;良好的聲學(xué)性能。自清潔功能使表面不易沾污，且雨水沖刷即可帶走沾污的少量污物，清潔周期大約為5年。另外，ETFE膜可在現(xiàn)成預(yù)制成薄膜氣泡，方便施工和維修。ETFE也有不足，如外界環(huán)境容易損壞材料而造成漏氣，維護費用高等，但是隨著大型體育館、游客場所、候機大廳等的建設(shè)，ETFE更突顯自己的優(yōu)勢。目前生產(chǎn)這種膜材的公司很少，只有ASAHIGLASS(AGC)、日本旭硝子、德國科威爾等少數(shù)幾家公司可以提供ETFE膜材，這種膜材的研發(fā)和應(yīng)用在國外發(fā)達國家也不過十幾年的歷史。

膜結(jié)構(gòu)材料是由基布和涂層兩部分組成.基布主要采用聚酯纖維和玻璃纖維材料;涂層材料主要聚氯乙烯和聚四氟乙烯。常用膜材為聚酯纖維覆聚氯乙烯(PVC)和玻璃纖維覆聚聚四氟乙烯(Teflon)。PVC材料的主要特點是強度低、彈性大、易老化、徐變大、自潔性差，但價格便宜，容易加工制作，色彩豐富，抗折疊性能好。為改善其性能，可在其表面涂一層聚四氟乙烯涂層，提高其抗老化和自潔能力，其壽命可達到15年左右。Teflon材料強度高、彈性模量大、自潔、耐久耐火等性能好，但它價格較貴，不易折疊，對裁剪制作精度要求較高，壽命一般在30年以上，適用于永久建筑。

膜結(jié)構(gòu)是建筑結(jié)構(gòu)中最新發(fā)展起來的一種形式，它以性能優(yōu)良的織物為材料，或是向膜內(nèi)充氣，由空氣壓力支撐膜面，或是利用柔性鋼索或剛性支撐結(jié)構(gòu)將面繃緊，從而形成具有一定剛度、能夠覆蓋大跨度空間的結(jié)構(gòu)體系。自從1970年代以來， 膜結(jié)構(gòu)在國外已逐漸應(yīng)用于體育建筑、商場、展覽中心、交通服務(wù)設(shè)施等大跨度建筑中。 膜結(jié)構(gòu)已成為結(jié)構(gòu)設(shè)計選型中的一個主要方案。成為化纖紡織品應(yīng)用的一個重要領(lǐng)域。近年來在中國建筑 結(jié)構(gòu)中也有長足的進展。 大阪萬國博覽會中的美國館采用了氣承式空氣 膜結(jié)構(gòu)。這個擬橢圓形、軸線尺寸為 140m×83.5m的展覽館是世界上第一個大跨度的 膜結(jié)構(gòu)，而且是首次采用了聚氯乙烯(PVC)涂層的玻璃纖維織物。作為一種真正的現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)，大阪萬國博覽會的展覽館標志著 膜結(jié)構(gòu)時代的開始。自此以后， 膜結(jié)構(gòu)在世界范圍內(nèi)得到了迅猛的發(fā)展。從跨度來說,美國龐提亞克的"銀色穹頂"氣承式空氣 膜結(jié)構(gòu)的平面有234.9m×183m,開始采用聚四氟乙烯(PTFE)涂層的玻璃纖維織物，類似的大型體育館在北美就建了九座。從面積來說,沙特阿拉伯吉大機場候機大廳的懸掛膜結(jié)構(gòu)占地42萬m2。作為 膜結(jié)構(gòu)一種新形式，索穹頂于1988年首先用在漢城奧運會的體操館與擊劍館，其后又在一些體育建筑中得到推廣。千年穹頂以其獨特的 膜結(jié)構(gòu)，顯示了當今建筑技術(shù)與材料科學(xué)的發(fā)展水平。