膜结构建筑在现代建筑中日益受到重视,其使用的膜材料主要由基布和涂层两部分组成。基布一般采用聚酯纤维或玻璃纤维,而涂层材料多为聚氯乙烯(PVC)和聚四氟乙烯(Teflon)。膜材主要分为PVC膜材、PTFE膜材和ETFE膜材三大类。
PVC膜材是将聚酯纤维涂覆聚氯乙烯(PVC),为了提升其性能,通常会在表面涂上聚偏四氟乙烯(PVDF)涂层。这种增加的涂层能有效提高膜的抗老化和自洁能力,使膜材的使用寿命可达25年。基于PVC膜材建造的膜结构通常归类为半建筑。
PTFE膜材则是由玻璃纤维涂覆聚四氟乙烯(Teflon)而成。它不仅具备出色的强度和弹性,还展现出良好的自洁性能及耐久性与耐火性。然而,PTFE膜材的价格较贵且在制作上对裁剪的精准度要求有较高的标准,其使用寿命约为30年以上,多用于重要建筑。
ETFE膜材(乙烯四氟乙烯共聚物)具备类似于聚四氟乙烯的优良性能,同时也拥有优良的加工性能、耐溶剂及耐辐射性质。因此,ETFE膜材成为了继PVC膜材和PTFE膜材之后,建筑结构中使用的第三大类膜材。虽然我国膜结构建筑设计和施工起步较晚,目前仍以PVC膜材为主,但ETFE膜材在2008年奥运会场馆建设中获得了广泛应用。
膜结构具有以下几个重要优点:
- 艺术性:膜结构建筑能够充分发挥建筑师的创意,同时展现出支撑结构的美感。
- 经济性:膜材的透光率较高,能有效降低照明需求,进而节约能源。夜间的灯光透射则能形成迷人的景观,助力广告宣传。
- 大跨度设计:膜结构能轻松实现大跨度(无支撑)建筑,创造出极大的无遮挡可视空间,提升空间使用面积。
- 自洁性:采用防护涂层的膜材能使建筑具备良好的自洁效果,延长使用寿命。
- 工期短:膜建筑的所有加工和制作均在工厂完成,大大缩短了现场施工时间,减少了施工交叉的风险。
膜结构建筑广泛应用于大型公共设施,如体育场馆、机场、展览中心、购物中心及休闲设施等。由于膜材的柔性特点,可以制作出许多用刚性材料难以实现的复杂空间曲面,为建筑带来更大的艺术表现空间。
总之,膜结构以其独特的优势正在成为现代建筑设计中不可或缺的一部分,为实现美观与功能的完美结合提供了可能。