一、ETFE膜材性能概述
ETFE膜 (乙烯—四氟乙烯共聚物) 是一种透明纤维材料, 它的优点是重量轻、强度高、柔韧性好低维护、使用期限长。ETFE膜材的厚度通常小于0.20mm, 并且有着它各种各样优异的特性。
1、ETFE的力学性能
ETFE是一种韧性好、抗拉强度高、不易被撕裂、硬度强、绝缘强度高、使用寿命长、耐低温冲击且化学性能稳定的一种氟塑料。ETFE膜燃烧时可以自熄, 并且不会滴落。它即使在因烟、火引起的膜融化状况下也有相当的优势。ETFE膜制成的屋面和墙体质量都很轻, 只有同样大小玻璃质量的1%, 它每平方米仅有0.15到0.35kg。
2、耐高低温与透光性
ETFE的使用温度范围广, 在-65℃到+150℃内其化学性质或其性能都不会发生改变。ETFE膜材透光率高, 不阻挡紫外线等光的射入, 所以使得建筑内部光线自然。
3、抗腐蚀性与持久性能
ETFE的耐化学腐蚀性还有持久性能。它是除碱金属 (熔融状态) 以外, 任何化学试剂腐蚀都不会使它不溶解和变性。ETFE不会受潮、不易燃烧、十分的稳定, 因此它具有很好的耐候性。
4、抗污和再循环
有抗黏着性表面所以具有高抗污, 因其易便于清洗的特点。有雨水的冲洗便可以来清除去ETFE膜材上的主要污渍, 一般来说是对它进行5年一次的清洗, 不需要平日里的特别保养。而且ETFE薄材是可再循环材料, 可循环使用并用它再去生产另外的新型产品。
5、隔音、吸音性能
因为自重低、厚度小, 所以ETFE气枕的隔音效果不佳。不过可以通过在气枕内部增设隔音材料来改善。ETFE气枕是弹性材料它的吸音性能优于刚性材料玻璃。在很多情况下, 为了更好的隔音性能, 会将ETFE薄膜设置于屋顶或玻璃屋面下是为了进一步的减小噪声, 可以在ETFE膜气枕中填充多孔材料 (如透明气凝胶等) 。不过, 过大的雨点声音一直以来便是困扰ETFE气枕的问题之一, 也可以通过在ETFE膜气枕最外层外表面增加一层网格膜, 让雨点的撞击力分散, 声音变微弱。
6、隔热性能
ETFE薄膜的隔热性能并不十分突出与传统材料相比较。 (1) 可利用空气的导热系数低的特点, 采用适当的构造使得气枕获得良好隔热性能。在气枕内部有三层中间层将内外面层分割开来, 从而使ETFE气枕的内部气体对流交换降低, 提高气枕的隔热性能。 (2) 也可以在气枕中填充透明的多孔隔热材料, 从而达到隔热的效果。
7、维护性
ETFE膜具有自洁性, 它会利用雨水的冲刷来洗净灰尘和污迹。ETFE膜还可以抵抗下霜或者冰雹压砸的冲击力, 若是玻璃的屋面将会被冰雹打碎而ETFE膜材有着坚硬表面和自身所具的维护性, 在屋面膜材上将只会有下凹的痕迹。
8、可回收性
ETFE膜材可以被加热熔融成颗粒的形态, 再加以重新的整合调整, 便可制造另外的ETFE膜产品。符合可持续发展道路和能源节省的原则。
9、隔热性
ETFE膜材对热的抵抗隔离能力比玻璃强, 可以提高对其他能源的节省率。
1 0、声学
传声性能好, 并且能够消除回声。
二、ETFE膜材在建筑中的实际应用
在最近的30年里, 已经有超过1000个建筑项目在使用ETFE薄膜作为维护结构或者屋面结构。而使用ETFE薄膜的建筑项目现在主要建设在气候条件较为温和的地区。而并不适合极端气候条件的地区 (如飓风这样的地区) 。最初, ETFE薄膜被用作温室和曲面反射镜上的临时或者附属结构面层或屋面。不久后便被用于伊甸园保温植物大棚、英国莱斯国家太空中心、中国国家游泳中心——水立方等经典建筑案例。
1、英国伊甸园
ETFE气枕膜结构也应用于英国新千年庆典工程之一的“伊甸园”具有“世界第八大奇观”的美誉, 它是全球最大的温室。它是结合了4座穹顶状的建筑, 再在此建筑上覆盖了ETFE膜气枕。在英国伊甸园这座温室建筑中ETFE膜材发挥着它优良的保温性能, 不仅满足了此建筑的外观形式也利用了它的多种功能形式, 如自洁性、可再循环性等等, 从而使建筑更加的绿色环保。
2、德国慕尼黑安联体育场
德国的慕尼黑安联体育场是世界杯的主要赛场之一。它也大量的使用了ETFE膜材。在此球场建筑表面上的ETFE膜材气枕主要是由菱形形态的充气膜结构来组成的, 在日光下会反射出微微光, 在建筑整体上给人一种魔幻、奇异、神秘和现代的视觉感受。球场的顶棚、外表采用的ETFE膜和在德国慕尼黑安联体育场里ETFE膜主要是体现了它的美观及透光性、还有它超强的抗撕拉、延展性, 以一种双层ETFE气枕的形式应用, 起到了防火、隔热、吸音、自洁等功能, 由于它自身轻质的原因, 大大的减轻了建筑的重量量提提升升了了安安全全性性。。
3、北京奥运会的主体育场国家游泳中心——水立方
在2008年北京奥运会国家游泳中心“水立方”的建筑设计上, ETFE膜材气枕的各方面优异性能便得到了很好的诠释。此建筑内部外部除了地面以外的地方都运用的是ETFE膜结构, 是世界上最大的一个全封闭型的膜结构公共性大型建筑。水立方总共的膜材结构是由3065多个个气枕组成。ETFE膜有它的自洁性能和它本来就具备的排水、抗污染和防雾功能, 而在游泳运动中它所具备的防结露功能显得十分的重要。
三、ETFE薄膜在建筑室内设计里的应用前景
1、ETFE膜材在酒吧及KTV设计中的应用
1) ETFE膜材满足酒吧设计的功能需求
在酒吧和KTV的装饰设计中, 首先应该满足它的功能需求, 即对噪音的处理问题。酒吧原来采用的是弹性吊顶来进行隔音, 防止了声波撞击建筑原结构的楼板, 把噪音传递到上层的客房。而酒吧一般墙体部分多用减少声波和对墙面的撞击来实现减振垫层法减噪。而ETFE膜气枕是通过在其内部填充多孔材料 (例如:透明气凝胶) , 并在酒吧屋顶和屋内壁面安装, 就可以达到很好的隔音效果。建筑内部壁面使用ETFE膜气枕装饰, 有几大优点:
对于隔音的性能的需求在酒吧及KTV里面显得十分重要, 不对周围环境公寓, 甚至是隔壁唱歌房产生影响是尤为重要的。ETFE气枕填充气凝胶后隔音效果就很好。
ETFE膜的防火性能, 因为ETFE气枕的自重非常小, 且燃烧时不会滴落。再因为气枕膜材本身所携带的热量也很小, 从而一定程度上限制了火灾的扩散, 减少火灾时的人员伤亡。
ETFE薄膜的隔热性能、使用寿命长、自洁性、易于维护为酒吧、KTV在未来运营中也是省了一笔不少的费用。
2) ETFE膜材满足酒吧设计的审美需求
对于酒吧的室内环境设计不能是仅局限为满足它设计上基本功能性的需求。如要给人的视觉、触觉、心理上的惊异, 很大程度上取决于装饰所选用材料的性能及其所应用选择的陈设方式。ETFE薄膜在国内外很多建筑典例中都得到了其性能充足的发挥, 作为新型材料的它备受建筑设计师们的喜爱。不计较其他的功能, 仅论其装饰性上它也是满足了酒吧设计的审美需求, 别具一格独占上风。
从空间构成的角度来看, 它打破了原来固定式的四方形室内立面结构, 通过ETFE气囊膜的基本形态——菱形、六边形、矩形、圆形来设计并塑造多维多层次的空间形态, 体现现代、前卫、时尚、简洁明了的高技派风格。
建筑外部的装饰造型也也有更大的延展性。在人们对室内设计的时尚、趣味性的追求上也迈进了一大步。
3) ETFE膜气枕在酒吧KTV内的装饰性能
作为现代年亲人所服务得场所, 室内的气氛当然也是至关重要了, 而灯光设计就是影响气氛的重要元素。现代酒吧的设计主要是体现出明快和简洁的感觉为主。而ETFE薄膜的抗断裂延伸性好、硬度高、透光性强、ETFE膜气枕的可塑性便可满足酒吧、KTV内各种形态类别设计上的需求。
ETFE气枕照明方式的不断完善, 为酒吧室内的照明提供了良好的前景。在室内设计中不仅是设计与陈设很重要, 要能体现出好的设计创意, 在灯光上的分布和创意也是尤为重要的一大步骤。在室内造型中的灯光设计可以借鉴国家游泳中心——水立方。水立方的LED照明显示系统是安装在建筑墙面与充气膜的夹层之中, 运用了空气内透光的照明方式, 让光就仅透过半个ETFE膜材气枕, 使光的损失量减少了一半, 达到较为理想的照明应用效果。当然ETFE气枕内向外照明的方式十分新颖, 很符合酒吧中对于灯具装饰及功能上设计的要求。
ETFE薄膜作为装饰应用材料可以替代玻璃。在酒吧装饰中玻璃一直是起着尤为重要的, 有酒瓶、酒杯、镜子这三大件就是酒吧的一个表现象征物。ETFE膜具有轻质性能其重量约为等同重量玻璃的百分之一重量, 可以提升安全度。维护性强、表面坚硬, 在一般的坠落物的冲击作用下玻璃隔断或桌面若被砸碎, 而ETFE薄膜将仅仅只留凹痕。所以在酒吧、KTV这类运用玻璃较多的环境, 不防试着应用同样具有良好透光性而比其坚硬, 延展性更强的ETFE膜材。
2. ETFE膜材在限定性空间装修中的应用前景
1) ETFE薄膜在办公空间的使用
ETFE薄膜作为隔断墙将可以让空间根据需求来划分, 更合理的利用空间并满足各种居家及办公室设计的用途。隔断工程最主要是应该采光性好, 有隔音防火性能。通常隔断的使用都是用的满足以上性能的玻璃, 而其弊端便是玻璃的易碎性, 在断裂延伸性、抗冲击能力、自洁性、就说透光率也不及ETFE膜材。ETFE膜材的若作为办公空间内的隔断, 其断裂延伸能强、防火隔热、隔音, 便在很大的程度上提升了人们在办公空间内的安全性、舒适性、更加安全, 固牢和耐用而且材质方面也可根据设计的审美需求来做更多的改变。
2) ETFE薄膜在居住空间屋顶花园中的应用
随着ETFE张拉膜材充气膜结构的发展, 其保温性能得到了很大的提升。使得外墙及屋顶变得透明、光线充足、且拥有良好的保温性能已经成为了现实。ETFE膜材它是通过对膜内充气量的控制, 从而来对遮光性和它的透光率做出调整, 使其有效地利用自然光起到节省能源的作用。
ETFE膜也可替换屋顶玻璃护栏。ETFE膜的抗断裂延伸性, 和拉伸性与几乎抗断裂延伸性为0的玻璃相比较, 如若使用ETFE膜材当屋顶花园的围护栏, 确实可以提高了人们居住环境的安全性。
利用ETFE膜的保温隔热性能可以对室内的环境温度起到控制作用, 起到一个冬暖夏凉的室内环境促进作用。由于ETFE的自洁性在它的使用过程中也不会出现难于清理等问题。
因ETFE膜材所具有的保温性能可以促进屋顶植物的生长发育有着小型的培育温室的维护结构。
3、ETFE薄膜在商业公共空间内的应用
ETFE薄膜作为多孔的膜材可用作遮蔽结构, 它可以控制光的折射和反射使室内环境具有散射光并丰富美化商场内的环境, 可促进商场自然的通风, 使商场建筑表面与周围环境的温差不大。从而改善商场长期密闭不通风的室内环境, 并起到一种独特的美化作用。
ETFE膜材若用于商场的屋面顶部设计, 它可以发挥一个重要的作用就是抵御日晒、雨淋、风雪等对内部空间的影响, 保持建筑物内部的舒适性。ETFE膜具有的隔热性能, 可以为商场减低空调的能耗量, 节约更多的成本。
在商业空间里, 不停的更新室内陈设的改变跟随潮流时尚一起向前走已经成为每个商场每个季度必经的路径。ETFE膜气枕具有可移动性、临时性、灵活性, 它的膜结构可以在不同的地点反复的拆建, 商场内可以经过每个季度的室内再设计不变材料变造型的进行设计更新。而且ETFE膜的轻柔特点使其方便运输, 可以迅速的搭建闲置时占用空间很小。
四、结束语
ETFE薄膜材料的使用从最初英国伊甸园的温室维护结构, 直到近年ETFE膜材以各种形式来应用于普通建筑或屋面结构。但是由于ETFE膜材其材料特性还有很多地方没有被研究透彻, 一定程度上阻碍了这种材料的进一步应用。但ETFE材料凭借其已有的优良性能, 就可以很好的满足建造绿色建筑的需求。ETFE气枕膜结构因其自身的轻质性以及延展性强的性能, 使其具有了跨度大、可调节性的结构特点, 向可持续发展的新型建筑迈进了一大步。ETFE还将会以各种不同的形式来展现发挥它的性能, 它的应用已经对我们所居住的世界产生深远的影响, 在未来随着人们对绿色环保建筑的需求, ETFE膜材的市场应用前景将会更加的广阔。
摘要：本文从分析以往ETFE膜材的建筑实例, 总结ETFE的各项性能的体现形式。浅谈其在未来建筑室内设计中的应用前景, 主要是从公共娱乐空间和限制性空间作为出发点, 浅谈ETFE膜在其中所发挥的满足室内设计的功能需求与审美需求。再从其在建筑应用实例中所表现出的优异性, 来分析ETFE膜材所具有的更为广阔的市场应用前景。
关键词：ETFE膜材,建筑,室内设计,应用前景
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