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1、新型建筑材料 世博篇——胡玲世博軸一、膜結(jié)構(gòu)材料在全長1045米、寬約100米的世博軸上，由13根大型桅桿、數(shù)十根斜拉索和巨大的幕布巧妙組成了中國第一、世界罕見的索膜結(jié)構(gòu)建筑。6個形似喇叭的“陽光谷”，其中最大的上面直徑99米，下面直徑20米，其鋼結(jié)構(gòu)由1700個單元構(gòu)建而成，每個單元又由3個桿件和1個節(jié)點組成，節(jié)點誤差要小于5毫米。日本館“發(fā)電膜”：全球首次應(yīng)用發(fā)電膜：含太陽能發(fā)電裝置的超輕薄膜，用來發(fā)電，以達到零排放。作為世界上首次采用“發(fā)電膜”技術(shù)的場館，日本館外墻使用的太陽能電池能自主產(chǎn)生能源。日本館的弧形穹頂上有三個呼吸孔、三座排熱塔以及
2、透明夾層皮膚。日本館選擇了透光、輕質(zhì)高強、可回收利用的夾層薄膜乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）作為建筑表皮系統(tǒng)，夾層中埋設(shè)有曲面太陽能電池為建筑提供綠色輔助能源。這張高透光性發(fā)電膜通過吸收太陽光后自主發(fā)電，正?？商峁┱麄€日本館供電系統(tǒng)1/4的電力。透光發(fā)電膜還會隨著日光及夜晚的演出情況變換各種“表情”。據(jù)悉，日本館在建造過程中通過使用“發(fā)電膜”和“循環(huán)呼吸柱”，實現(xiàn)了將鋼筋的使用量削減至普通建筑物的60%。同時，設(shè)在建筑表皮上的噴霧系統(tǒng)可降溫而不濕衣。呼吸孔與排熱塔用于室內(nèi)外空氣的交換，強化冷暖空氣流通，同時具有采光、收集雨水、散水降溫的“呼吸”功能
3、，可減少空調(diào)能耗和照明用電。德國館展館由自然景區(qū)和展館主體組成，外墻包裹透明的銀色發(fā)光建筑膜，主體由四個頭重腳輕、變形劇烈、連成整體卻輕盈穩(wěn)固的不規(guī)則幾何體構(gòu)成，闡釋了“和諧城市”的主題。二、膜結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)(Membrane)是20世紀中期發(fā)展起來的一種新型建筑結(jié)構(gòu)形式,是由多種高強薄膜材料(PVC或Teflon)及加強構(gòu)件(鋼架、鋼柱或鋼索)通過一定方式使其內(nèi)部產(chǎn)生一定的預(yù)張應(yīng)力以形成某種空間形狀,作為覆蓋結(jié)構(gòu),并能承受一定的外荷載作用的一種空間結(jié)構(gòu)形式.（1）類型膜結(jié)構(gòu)可分為充氣膜結(jié)構(gòu)和張拉膜結(jié)構(gòu)兩大類.充氣膜結(jié)構(gòu)是靠室內(nèi)不斷充氣,使室內(nèi)外產(chǎn)生一定
4、壓力差(一般在10㎜～30㎜水柱之間),室內(nèi)外的壓力差使屋蓋膜布受到一定的向上的浮力,從而實現(xiàn)較大的跨度.張拉膜結(jié)構(gòu)則通過柱及鋼架支承或鋼索張拉成型,其造型非常優(yōu)美靈活.膜結(jié)構(gòu)所用膜材料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。（2）膜結(jié)構(gòu)材料類型膜材分類目前建筑膜材廣泛認可的標準是日本JISA-93所規(guī)定的A、B、C三類，是根據(jù)其防火性能的優(yōu)劣來劃分的。A類最好，以玻璃纖維織物為基材涂聚四氟乙烯（PTFE）而成；B類次之，以玻璃纖維織物為基材涂PVC而成；C類是三類中最次的，以聚酯（滌綸）織物為基
5、材涂PVC而成。按涂層材料分，有聚四氟乙烯（PTFE）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚氟乙烯（PVF）、聚氯乙烯（PVC）、聚氨酯（PU）、橡膠等。PTFE建筑膜材PTFE膜材是在超細玻璃纖維織物上涂以聚四氟乙烯樹脂而成的材料。這種膜材有較好的焊接性能，有優(yōu)良的抗紫外線、抗老化性能和阻燃性能。另外，其防污自潔性是所有建筑膜材中最好的，但柔韌性差，施工較困難，成本高。永久性的PTFE膜：把玻纖織物多次快速放入特氟隆熔體中，使織物兩面皆有均勻的特氟隆涂層。（3）典型膜材及特點玻纖PVC建筑膜材這種膜材開發(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
6、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。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。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。目前這種膜材應(yīng)用的不多，生產(chǎn)廠家也較少。玻纖合成橡膠
7、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。ETFE建筑膜材由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。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
8、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
