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膜结构的核心在于其膜材料，这些材料由基布和涂层组成。基布通常使用聚酯纤维和玻璃纤维，而涂层则主要是聚氯乙烯（PVC）和聚四氟乙烯（Teflon）。膜材料主要分为PVC膜材、PTFE膜材和ETFE膜材三大类。
PVC膜材是由聚酯纤维涂覆聚氯乙烯制成的，为了提升其性能，常在其表面加涂一层聚偏四氟乙烯（PVDF），这可以显著增强其抗老化和自洁能力，使其使用寿命可达25年左右。使用PVC膜材搭建的膜结构属于半建筑形式。
PTFE膜材则是采用玻璃纤维涂覆聚四氟乙烯。PTFE材料以其高强度、良好的弹性模量、自洁性、耐久性和耐火性而闻名，虽然价格较高且不易折叠，要求裁剪制作的精度。然而，其寿命普遍在30年以上，极适用于制作重要建筑。
ETFE膜材由乙烯四氟乙烯共聚物制成，兼具聚四氟乙烯的优质性能和乙烯的易加工特性，同时展现出良好的耐溶剂和耐辐射能力。ETFE膜材是继PVC和PTFE膜材后的第三类建筑材料，已经在一些国外的体育场馆和温室得到了应用。尽管我国膜材结构建筑的设计和施工起步较晚，但目前在膜工程中，PVC膜材仍占据主导地位，少部分使用PTFE膜材，ETFE膜材则在2008年奥运场馆建设中逐渐受到关注。
膜结构建筑具备许多独特的优势。首先，它展现出艺术性，不仅充分发挥建筑师的创意，同时体现出结构受力的美感。其次，膜材料的经济性使其白天透光，可以有效减少照明需求，节约能源；而夜晚灯光透射所形成的绚丽景观也有助于广告宣传。
膜结构设计允许大跨度的构建，从根本上克服了传统结构在无支撑建筑中的困难，创造出宽敞、无遮挡的可视空间，增加空间的有效使用面积。膜建筑通常使用具有防护涂层的膜材，这带来良好的自洁效果，进一步延长了建筑的使用寿命。
在工期方面，膜建筑的加工和制作过程大都在工厂内完成，这显著缩短了现场施工时间，避免了施工交叉的问题，相较于传统建筑工期更短。膜建筑被广泛应用于各种大型公共设施，包括体育场馆的屋顶、机场大厅、展览中心、购物中心及交通站台，同时也适用于休闲设施、工业设施以及标志性或景观性建筑。
膜材的工艺性同样卓越，使其在制造复杂的空间曲面时，比刚性材料更具优势。膜结构不仅可以依托钢骨架支撑，也可以通过索具张拉来形成多样的空间曲面，展现出表面光滑、柔和并清晰显现受力之美的特点。
总之，膜结构因其节约能源、施工周期短、而且具备美观的特点，正在成为建筑领域越来越受欢迎的选择。
