隨著現(xiàn)代建筑業(yè)的發(fā)展和建筑技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對建筑物的要求，在追求設(shè)計(jì)風(fēng)格和建筑效果的同時，更多的強(qiáng)調(diào)建筑的功能、建筑的物理性能以及節(jié)能和環(huán)保，而公共類建筑對大跨度空間的需求越來越高，人們在不斷地探索適應(yīng)這種需求的建筑技術(shù)和新型材料。有一種建筑新材料跟傳統(tǒng)材料相比，輕盈而柔韌，透光且環(huán)保，在設(shè)計(jì)師手下呈現(xiàn)出令人流連忘返的夢幻美景。今天就讓我們一起了解這種輕薄透的屋/墻面材料：ETFE材料。ETFE的中文名為乙烯-四氟乙烯共聚物，最初是由杜邦公司（DuPont）于1970年代開發(fā)的，目前為止最強(qiáng)韌的氟塑料，在保持了PTFE良好的耐熱、耐化學(xué)和電絕緣性能的同時，它的耐輻射、機(jī)械性能和加工性能有了很大程度的改善。ETFE膜俗稱“軟玻璃”，是一種輕質(zhì)、耐熱的薄膜，ETFE膜具有很多其他材料無法比擬的性能，這種材料得到了許多建筑師的認(rèn)同，它的建筑用途也日益增多起來。我國北京2008奧運(yùn)工程的國家游泳館（水立方）就是大規(guī)模ETFE氣囊式構(gòu)造的典范，引起了廣泛的關(guān)注。以ETFE薄膜制成屋面和墻體的優(yōu)勢在于：1、質(zhì)輕，ETFE密度為1.73~1.77g/cm3，單位面積的ETFE薄膜的重量極輕，只有同等面積玻璃質(zhì)量的1%。2、ETFE薄膜韌性好、抗拉強(qiáng)度高、不易被撕裂，據(jù)測試0.2mm厚度的薄膜其拉伸強(qiáng)度可達(dá)到500 N/5cm，拉裂強(qiáng)度可達(dá)約1200 N/5cm，接近PTFE的兩倍。ETFE薄膜的延展性大于400%。3、耐候性和耐化學(xué)腐蝕性強(qiáng)，其使用壽命據(jù)估計(jì)可以長達(dá)25~30年。4、防火安全性好，ETFE熔融溫度高達(dá)200℃，并且不會自燃。5、可見光透過率高，ETFE薄膜可見光透過率高達(dá)95%、紫外線透過率高達(dá)94%（雙層0.2mm厚度的透明薄膜）。透明的ETFE薄膜作為一種充氣后使用的材料，它可以通過絲網(wǎng)印刷鍍點(diǎn)控制薄膜的透明度，對遮光度和透光性進(jìn)行調(diào)節(jié)，有效地利用自然光；它可以通過控制充氣量的多少甚至充入氣體的種類來同時起到保溫隔熱、節(jié)省能源的作用。6、優(yōu)異的自清潔功能，灰塵不易吸附在其表面。7、適應(yīng)性好，ETFE薄膜幾乎可以加工成任何尺寸和形狀。8、ETFE薄膜可預(yù)制成薄膜氣囊，在現(xiàn)場組裝、充氣，無濕作業(yè)，施工和維修方便。同時，ETFE薄膜墻屋面也有一些缺點(diǎn)：1、由于彈性大、無剛度，ETFE薄膜常制成氣囊以成型，這就需要準(zhǔn)備空壓機(jī)器補(bǔ)氣，耗費(fèi)額外的固定投資及運(yùn)營費(fèi)用。2、任何強(qiáng)韌的材料如果太薄就經(jīng)不起利器的劃傷，雖然薄膜的修補(bǔ)并不復(fù)雜，但ETFE薄膜同樣最好避免設(shè)置于人體易于接觸的范圍內(nèi)以減少損壞的幾率。建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的膜結(jié)構(gòu)，根據(jù)膜結(jié)構(gòu)的成形方式和受力特點(diǎn)一般可以分為：骨架式膜結(jié)構(gòu)、張拉索膜結(jié)構(gòu)、充氣膜結(jié)構(gòu)。骨架式膜結(jié)構(gòu)是鋼或其他材料構(gòu)成的剛性骨架，具有自然穩(wěn)定性、完整性，膜張拉并置于骨架上構(gòu)成骨架式膜結(jié)構(gòu)，形態(tài)有平面形、單曲面形和以鞍形為代表的雙曲線形。骨架式膜
骨架式膜結(jié)構(gòu)的顯著特點(diǎn)在于：膜不是維持結(jié)構(gòu)體系存在的必要結(jié)構(gòu)單元，但膜又不僅僅是單純地用來覆蓋屋面體系，而是充分發(fā)揮了其建筑采光功能、高強(qiáng)度受力特性。雖然預(yù)張力對骨架式膜結(jié)構(gòu)形態(tài)的影響不及張拉膜，但必須引入足夠大的張力，才能保證結(jié)構(gòu)受力特性，避免在風(fēng)荷載作用下膜面發(fā)生較大震動，導(dǎo)致松弛使膜面凹陷。骨架一般暴露于膜內(nèi)側(cè)，且膜的透光性更加突顯骨架的室內(nèi)視覺效果，因此，骨架的布置、形式、材料、節(jié)點(diǎn)等是設(shè)計(jì)考慮的重點(diǎn)，應(yīng)力求簡潔、美觀。建筑中使用的膜結(jié)構(gòu)，主要為張拉式索膜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，張拉膜結(jié)構(gòu)以膜材、鋼索及支柱構(gòu)成，利用鋼索與支柱在膜材中導(dǎo)入張力以達(dá)安定的形式。張拉膜是依靠膜材自身的張拉力和特殊的幾何形狀而構(gòu)成的穩(wěn)定的承力體系。膜只能承受拉力而不能受壓和彎曲，其曲面穩(wěn)定性是依靠互反向的曲率來維持，因此需制作成凹凸的空間曲面，故習(xí)慣上又稱空間膜結(jié)構(gòu)。張拉膜結(jié)構(gòu)通常是沿著膜的邊緣布設(shè)鋼索，在鋼索上施加拉力，鋼索帶動膜張緊、成型，并產(chǎn)生足夠的預(yù)應(yīng)力，因而稱其是張拉式索膜結(jié)構(gòu)。如果膜的面積過大，膜自身無法承受預(yù)期的荷載，則可在膜的中間增設(shè)加強(qiáng)鋼索，以提高其抗風(fēng)載能力。張拉式索膜結(jié)構(gòu)可以根據(jù)需要制成任意復(fù)雜曲面形狀，體現(xiàn)自然流暢之美；并有多種顏色的膜材可選，以適應(yīng)周邊的環(huán)境、滿足建筑效果要求；而且膜結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕，一般不需要太龐大的支撐結(jié)構(gòu)，這是其他建筑材料無法比擬的優(yōu)勢所在。在國外，ETFE張拉膜的工程應(yīng)用很多，但規(guī)模都不大，而在我國應(yīng)用的典型案例就是國家體育場——“鳥巢”。充氣膜結(jié)構(gòu)是在ETFE膜材料技術(shù)基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，是將兩層或多層膜通過熱熔焊接復(fù)合到一起，形成封閉的氣枕，其周邊夾持在鋁合金或其他材料制成的邊框內(nèi)，邊框固定于建筑的主體結(jié)構(gòu)上。在氣枕內(nèi)，通過預(yù)留的閥口，充入經(jīng)過過濾及除濕處理的清潔干燥的空氣，就制成充氣式膜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。這種充氣形式，應(yīng)用于建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)較為普遍。ETFE充氣膜結(jié)構(gòu)是靠膜材自身的強(qiáng)度和氣枕的內(nèi)壓，來共同承擔(dān)外部荷載的。為了提高ETFE充氣膜的保溫效果，膜的層數(shù)可由二層提高到三、四層?？紤]建筑的使用功能，應(yīng)合理控制膜材的透光率，可采用帶顏色或印刷鍍點(diǎn)和圖案的措施。充氣控制系統(tǒng)亦可智能化控制。
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ETFE屋面裝配系統(tǒng)的次龍骨，采用“天溝＋防水保溫層”形式。ETFE膜夾具勾掛在鋼天溝邊沿，鋼天溝作為主要受力構(gòu)件，自攻自鉆釘起到固定作用，使該部位的受力更加合理。連接處采用特定復(fù)合膠條，使雨水不能滲漏到室內(nèi)。同時，自攻自鉆釘尖部暴露于室外，即使自攻自鉆釘孔處漏水，水滴最終仍會流到室外。天溝內(nèi)采用優(yōu)質(zhì)防水及保溫材料使屋面更好地發(fā)揮其防水功能。ETFE張拉膜一般不采用在其周邊設(shè)置鋼索并通過鋼索使膜張緊的形式，而是把單層ETFE膜切割制成所需的形狀，并在其周邊設(shè)置邊繩，再用專用的鋁合金夾具夾持住。通過在周邊的夾具上施加拉力，使膜材充分張緊，并靠膜材內(nèi)部的預(yù)應(yīng)力來抵御外部荷載。
以“綠色生活、美麗家園”為主題的北京世園會很好地踐行了生態(tài)文明建設(shè)思想。媯汭劇場是北京世園會最重要的“四館一心”五大建筑之一之心，媯汭劇場同大自然的湖光山色交相輝映，夢幻的色彩充滿了蝶戀花的中國文化意境。
媯汭劇場位于世園會國際館北側(cè)，與中國館隔湖相望，項(xiàng)目總建筑面積6335平方米，建筑高度20米，主體鋼結(jié)構(gòu)屋面翼展跨度120米X115米，演藝廣場主體鋼結(jié)構(gòu)由26榀鋼桁架構(gòu)成，主體懸挑最大達(dá)到47米。媯汭劇場的彩色遮陽屋頂下是半開放的多功能升降舞臺、座席區(qū)和集散、休憩平臺，南北向的雙層道路系統(tǒng)將媯汭劇場分為東西兩個部分，西側(cè)臨媯汭湖布置1000座半室外大劇場。從空中看似彩蝶飛舞，從兩端看似展翅大鵬展翅，人置身在其中又仿佛置身參天大樹下。當(dāng)夜色降臨，屋頂ETFE薄膜透如蝶翼，白色的結(jié)構(gòu)筋骨被燈光照射的溢彩紛呈，金屬網(wǎng)若隱若現(xiàn)，朦朧浪漫。
媯汭劇場突出生態(tài)文明理念，突出綠色、節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展理念，大小劇場主體空間采用半室外建筑策略，輔助用房采用覆土生態(tài)建筑策略，建筑主體采用鋼結(jié)構(gòu)，使用鋼材作為建筑主材，可循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)了快速環(huán)保裝配式建造。屋面首次大面積采用彩色拼貼ETFE彩色膜結(jié)構(gòu)材料，屋頂鋼結(jié)構(gòu)下首次大面積使用鋁合金絲鉤花網(wǎng)吊頂，在陽光下，在夜晚燈光下，呈現(xiàn)出了色彩斑斕的效果，在湖水之畔熠熠生輝。向四周放射狀排列大伸臂懸挑結(jié)構(gòu)極具韻律又富張力，既柔又剛，挑戰(zhàn)了地心引力呈現(xiàn)力之美，同時也展現(xiàn)出高超的動態(tài)平衡之美，巧妙有趣地詮釋了建筑是凝固的音樂。隨州洛陽鎮(zhèn)的千年銀杏谷，是世界四大密集成片的古銀杏聚落之一。隨州南站的設(shè)計(jì)中，從表現(xiàn)城市地域特征的角度，將“銀杏樹下” 的自然意境融入建筑，讓旅客獲得獨(dú)特的空間體驗(yàn)。
挺拔的樹狀結(jié)構(gòu)與動態(tài)屋面發(fā)生最直接的視覺關(guān)聯(lián) ?施崢
通過對銀杏葉片的抽象與重構(gòu)，得到了構(gòu)成空間的基本“葉片單元”。每個單元尺度為27X24米，覆蓋面積約648平方米，采用24個完全相同的葉片狀單元體建構(gòu)成站房主體空間。
每4個小單元屋面分組合并，形成六組連續(xù)的曲面屋頂 ?施崢
在實(shí)施程中進(jìn)行了優(yōu)化：每4個小單元屋面分組合并，形成六組連續(xù)的曲面屋頂，結(jié)構(gòu)更為合理，同時也降低了建造難度，有利于控制建造成本。
陽光透過頂部天窗灑落在“葉片”單元體腔內(nèi)，光線漫射形成一個個金色發(fā)光體 ?施崢
單元體頂部設(shè)有采光天窗，通過透光膜的過濾產(chǎn)生柔和的漫射光，避免了眩光和陽光直射，室內(nèi)照度也更均勻。
結(jié)構(gòu)爆炸圖 ?中南建筑設(shè)計(jì)院
這種空間效果的形成，關(guān)鍵在于覆蓋在單元體外側(cè)的ETFE膜材的性能。ETFE膜材擁有良好的耐久性、阻燃性及透光性能，但是對拉力和溫度變化較為敏感，為保證“葉片”最終形成飽滿、光滑的曲面形態(tài)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)需要對索網(wǎng)系統(tǒng)和膜材的張拉有著極其精準(zhǔn)的控制。
當(dāng)你乘車來到隨州南站的高架落客平臺，仿佛置身于銀杏樹的叢林，這個擋風(fēng)遮雨的車站半室外空間會給你留下深刻印象。
無限極廣場是無限極公司在中國的全球總部。無限極廣場的面積為185643平方米，它定義了通往白云中心商務(wù)區(qū)的門戶。
總部分為兩個在不同層級上相互連接的體量 ?Liang Xue
無限極廣場致力于打造更健康、更能適應(yīng)新工作方式的協(xié)作辦公空間，八個樓層形成一系列無限的閉環(huán)，增強(qiáng)了所有部門之間的互動和交流，互聯(lián)的橋梁為員工提供了多樣且靈活的公共空間，包括體育館、健身房、娛樂和放松區(qū)域以及餐廳和咖啡廳等。
FS1至FS3幕墻細(xì)節(jié)構(gòu)成
無限極廣場的建造過程共計(jì)使用25088.33噸回收材料，主要包含鋼、銅、玻璃、鋁合金型材、石膏制品和木材。
灑水器網(wǎng)絡(luò)可將收集到的雨水的霧化顆粒噴射到每個中庭上方的ETFE膜屋頂 ?Liang Xue
該項(xiàng)目還集成了一個基于建筑智能管理系統(tǒng)運(yùn)行、由光伏系統(tǒng)供能的灑水器網(wǎng)絡(luò)，可以將收集到的雨水的霧化顆粒噴射到每個中庭上方的ETFE（四氟乙烯）膜屋頂，然后通過蒸發(fā)來實(shí)現(xiàn)散熱和降溫。每個半透明的雙層ETFE膜屋頂都包含一個60cm的壓縮空氣腔。
當(dāng)ETFE膜的外表面溫度經(jīng)過太陽輻射升至35℃時，灑水器網(wǎng)絡(luò)將被激活，每半小時進(jìn)行3-4分鐘的噴灑，可將膜的表面溫度降至14℃，從而有效地使室內(nèi)溫度下降5℃。這也將降低屋頂太陽能熱水系統(tǒng)對能源的需求。
“market”- 格林威治設(shè)計(jì)區(qū)食堂位于通往格林威治半島的主要人行道路上，憑借其優(yōu)越的地理位置受到當(dāng)?shù)鼐用衽c游客的歡迎。建筑自身保持了最大的透明度，直觀地向人們展示著其內(nèi)部的活動場景。
輕盈的金屬結(jié)構(gòu)和透明的承重ETFE膜覆蓋著中央脊柱 ?Iwan Baan
輕盈的金屬結(jié)構(gòu)和透明的承重ETFE膜覆蓋著中央脊柱，攤位和座位區(qū)被設(shè)置在“脊柱”的頂端，構(gòu)成了市場的核心空間。整個脊柱是用半透明的背光材料構(gòu)成的，猶如一盞巨大的燈，照亮了市場與環(huán)繞著空間的ETFE膜，使其在夜晚成為街區(qū)中閃閃發(fā)光的焦點(diǎn)。市場的兩端均設(shè)有主要通道，同時側(cè)面也可以進(jìn)入。位于底層的可調(diào)節(jié)面板以聚碳酸酯打造，可以防止涂鴉或毀壞。ETFE膜被細(xì)分至不同的面板，其中一些可以開啟以實(shí)現(xiàn)通風(fēng)，同時營造出一種置身于街頭市場的神奇感覺。
