ETFE膜结构在建筑外墙上的应用

1、ETFE英文为：ethylene-tetra-fluoro-ethylene,中文名称为：乙烯-四氟乙烯共聚物，谷称：聚氟乙烯，又俗称：F-40.比重： 1.7 克 /立方厘米成型收缩率：3.1-7.7%成型温度：300-330ETFE是最强韧氟塑料，它在保持了PTFE良好耐热、耐化学性和电绝缘性能同时，耐辐射和机械性能有很大程度改善，拉伸强度可达到50MPa接近聚四氟乙烯2倍。更主要是其加工性能得以大大提高，特别是它和金属表面附着力表现突出，使氟塑料和钢壳紧衬工艺真正是以实现，即氟塑料F40旋转内衬生产工艺，ETFE旋转加工产品有很好市场前景。ETFE 还应用在电子电器制造行业中风管喷涂。物

2、料性能：1 、长期使用温度-80-220 度，有卓越耐化学腐蚀性，对所有化学品都耐腐蚀，摩擦系数在塑料中最低，还有很好电性能，其电绝缘不受温度影响，有“塑料王”之称。2 、其耐化学药品性与聚四氟乙烯相似，比偏氟乙烯好。3、其抗蠕变性和压缩强度均比聚四氟烯好，拉伸强度高，但长率可达100-300%。介电性好，耐辐射性能优异。4、ETFE加工成型性好，物理性能均衡、机械韧性好、耐射线性能优异，该材料具 有聚四氟乙烯耐腐蚀特性，克服了聚四氟乙烯对金属不粘和性缺陷，加之其平均线膨胀系数接近碳钢线膨胀系数，使ETFE（ F-40） 成为和金属理想复合材料。主要用于工业用电电线 电缆，原子反应堆电缆和车辆

3、用电线及制作，工业用涂料ETFE（ F-40） 氟塑料来源于美国杜邦公司和日本旭硝子公司，主要应用于防腐蚀衬里。该材料具有聚四氟乙烯面耐腐蚀特性，同时又有对金属特有较强粘着特性，克服了聚四氟乙烯对金属不粘合性缺陷，加之其平均线膨胀系数接近碳钢线膨胀系数，使ETFE（F-40） 成为和金属理想复合材料，具有极优良耐负压特性。用途：1 、适于制作耐腐蚀件，减磨耐磨件、密封件、绝缘件和医疗器械零件。2 、电线、电缆绝缘，防腐设备、密封材料、泵阀衬套，和化学容器。成型性能：1 、结晶料，吸湿小。可采用通常得热塑性塑料得加工方法加工成制品。2 、流动性差，极易分解，分解时产生腐蚀气体。宜严格控制成型温度

4、不要超过350度， 模具应加热100-150 度， 浇注系统对料流阻力应小。可成型 0.7-0.8 毫米厚薄壁简单制品。3 、透明粒料，注塑、挤出成型。成型温度300-330 度， 350度以上容易引起变色或发生气泡。宜高速低压成型，并注意脱模会较困难。ETFE膜材料介绍：ETFE中文名为乙烯-四氟乙烯共聚物。ETFE膜材厚度通常小于 0.20mm,是一种透明膜材。 2008 年北京奥运会国家体育馆及国家游泳中心等场馆中将采用这种膜材料。乙烯 - 四氟乙烯共聚特膜作为结晶性高聚物，熔点为256-280 。烯烧时可自熄。其抗剪切机械强度高，耐低温冲击性能是现有氟塑料中最好，从室温到-80 都能够

5、有较高冲击强度，化学性能稳定，电绝缘性和耐辐照性能好，ETFE!膜实际使用始于上世纪90年代，主要作为农业温室覆盖材料、各种异型建筑物蓬膜材料，如运动场看台、建筑锥型顶、娱乐场、 旋转餐厅篷盖、娱乐厅篷盖、停车场、 展览馆和博物馆等。英国新千年应典工程之一 “伊甸园”有“世界第八大奇观”之美誉。它由 4 座穹顶状建筑连接组成全球最大温室，上面覆盖着由ETFE薄膜材料制成透明盖板，其质量只有相同面积玻璃质量1%透明薄片可以回收利用，并具有良好保温性。ETFE膜是透明建筑结构中品质优越和替代材料，多年来在许多工程中以其众多优点被证明 为可依赖且经济实用屋顶材料。该膜是由人工高强度氟聚合物（ ETF

6、E）制成，其特有抗粘着表面使其具有高抗污，易清洗特点。通常雨水即可清除主要污垢。ETFE 膜使用寿命至少为25-35 年，是用于永久性多层可移动屋顶结构理想材料。该膜材料多用于跨距为4 米两层或三层充气支撑结构，也可根据特殊工程几何和气候条件，增大膜跨距。膜长度以易安装为标准，一般为15-30 米。小跨度单层结构也可用较小规格。ETFE膜达到B1、DIN4102防为等级标准，燃烧时也不会滴落。且该膜质量很轻，每平方米只有0.15-0.35 公斤。 这种特点使其即使在由于烟、火引引导膜融化情况下也具有相当优势。根据位置和表面印刷情况，ETFE膜透光率可高达95%该材料不阴挡紫外线等光透射，以保证

7、建筑内部自然光线。通过表面印刷，该材料半透明度可进一步降低到50%。根据几何条件及膜层数， 其K值可高达2.0W/m2（耗能指数以一个三层印刷膜为例可达到0.77.由于其优秀品质，ETFE膜几乎不需日常保养。可对其由于机械损坏屋顶进行简单楂查（一年一次为宜），并根据需要就地维修。同时也可检查通风系统，更换过滤装置。ETFE 膜完全为可再循环利用材料，可再次利用生产新膜材料，或者分离杂质后生产其它ETFE产品。国家奥林匹克游泳馆水立方就是用ETFE膜制成。关于国家奥林匹克游泳馆水立方膜：水立方膜产品供应商德国 VECTOR FOILTE公司和沈阳远大企业集团从 2005年1月 开始膜片工程。水立

8、方工程建设从 2003年12月开始，到竣工后将能容纳 17000人。混凝土 和钢结构工程已于 2005年7月结束，并于8月1日开始安装膜垫。VECTORFOILTEC公司在其网站上介绍了 “气候外被膜”系统工作原理：TEXLONT墙系统采用具紫外线稳定性聚四氟乙烯制成许多幕层，并将膜垫或膜片焊入其中。用挤压铝制品将膜垫边缘系在一起，固定后就形成了主支撑结构。注入低压空气膜垫膨胀后能够隔热， 还通挡风。“TEXLON（垫至少有两层。但可通过增加系统层次来提高幕墙隔热性。每块膜片都 能用各种方法来处理，能控制和调节屋顶美感、视觉透明度和太阳能增益水平。”VECTOR FOILTEC司还表示，他们同

9、时采用了HOECHST A®司HOSTAFLON杜邦TEFZELETFE膜材料，但没有明确说明水立方工程所用是哪一种产品。国家游泳中心蓝色外衣由 3000多个气枕组成，最大 9平方米，最小不到1平方米。从 外表看这些气枕组成了一个单一结构，但实际上彼此相对独立，在需要时能方便换单个膜垫。农五万建就能吸收木叱罹好和够少热耗，最大程度地利用自然通风和采光，确保温度和限度控制在一定范围内.炭建筑配 有先进的水处理系统和高效的水循环系统，还采用了 “创新的节能材料和产品”来减少室内外污 也 木立方的膜产品供应商德国VettoFQirtec公司和沈阳远大企业集团从200淬1月开始膜片工程. 水

10、立方工程建设从2亚萍12月开始，今年年底竣工后椅能容纳17000大.混凝土和钢船构工程已 于20O5T7月结束，并于去年8月1日开始安装膜垫.SCtH Foil3公司在其网站上介绍了在气候外被膜”系统1的工作原理：”曲I。隔墙系统采用具 真外线稳定法的聚四新乙烯制成许多幕层，并睡膜型或膜片焊入其中.用挤压铝制品将膜垫边缘 系在一起，固定后就形成了主支撑结构,注入低压空气的膜垫膨胀后能够隔热，还能挡风.“Texlcn膜里至少有两层.但可通过塔加系统层次来提高幕墙的隔热性.每块瞋片都能用各种方 去来处理，能控制和调节屋顶的美感、视觉透明度和太阳能噌蓝水平。用VEtor FEIte。公司还表示，他们

11、同时采用了HoethStAG公司的H06匕力计和杜邦的TM浏ETFE膜 材料，但没有明确说明水立方工程斯用的是哪一种产品.国家游泳中心的蓝色外衣由的。多个气枕蛆成，最大的呼方米，最小的不至卜平方米.从外表看 这些气扰组成了一个单一结构,但实际上彼此相对独立，在需要时能方便地更换单个膜里.国家游泳中心乘立方 包围建筑外麓的多层以膜野是条用改良型 £TFE其聚物利成的。奥运会的游泳、丛好说水球比赛都演在这里举行。本报讯（记者吴东耿诺刘宇鑫）国内首个ETFE膜工程正在为国家游泳中心披上新衣。记者昨日从2008（图 片：Vector Fciftee：）奥运工程办公室了解到，进入 8月份，国家

12、游泳中心膜结构气枕安装各项作业条件已准备到位，正式进行膜结构安装。全部安装计划从建筑物西南角墙体开始，8月1日已完成第一个约1平方米蓝色三角形气枕安装8月1日下午4时许，膜结构施工单位完成了安装前检测，但突降大雨使得施工方不得不暂停原 定安装计划。施工方并不甘心被老天搅乱工程进度，随着天气逐渐好转，他们再次投入了膜结构安装准备工 作。经过施工方再次努力，1块21平方米三角形“气泡”（膜结构气枕）终于成功安装在了水立方钢 结构上。对号入座层层把关像这样“气泡”， 整个水立方共需要3000多个，表面覆盖面积达到10万平方 米，堪称世界之最。它们大小不一，形状各异，最大一个约9平方米，最小一个不足1

13、平方米。为了能够确保整个工程进度，所有“气泡”在运到场馆前，先在加工厂按照施工方要求进行裁剪，并一一 编号。到达现场后，经过施工方检验，按照编号安装到相对应位置。半月后“泡泡”初现端倪和当初效果图不同，此次安装成功“气泡”并没有想象中那么“丰 满”。据施工方介绍，为了施工方便，安装上去气泡全是未充气。安装完一定区域后，将通过事先安 装在钢架上充气管线对“气泡”进行充气。整个充气过程由电脑智能监控，电脑将根据当时气压、光 照等条件使气泡保持最佳状态。据悉，水立方“气泡”首次充气将在半月后进行，届时现在看上去“干瘪”气泡将逐渐丰满起来。为确保正式安装顺利进行，2006年春节前完成了实体墙面 500

14、平方米试安装。同时，随主体钢 结构相应完成了气枕转接件、充气管道、铝合金夹具底座等施工准备工作，气枕安装已经正式开始。 明年下半年，这个全球最大 ETFE莫结构工程就将竣工。镀点调光通亮记者在现场看到，这种 ETFE1是全透明。第29届奥运会举办时正值盛夏，酷暑天 气会不会使“水立方”变成一个汇聚阳光“温室浴场”？如何在保持游泳馆透明、美观同时，避免透明场馆温度偏高、出现眩光？“解决上述问题法宝就是分布在 ETFE莫上上亿个镀点，即在ETFE膜表层，镀上上亿个与膜颜色 类似镀点，用来改变光线方向，起到隔热散光效果。”技术人员介绍，这些“镀点”布成点阵，就像 一把把遮阳伞，把刺眼光线和多余热量挡

15、在场馆之外；而在一把把“遮阳伞”之间，所需光线可以自 由通过，保证场馆温度和采光。RJ076RJ215RJ202新闻链接“水立方”创意来自细胞组织单元基本排列形式以及水泡、肥皂泡天然构造。这种在自然界常见形态从来没有在建筑结构中出现过， 为了让观众在观看比赛时置身于“水立方”清凉幽静之中，设计方案建筑围护结构采用了一种新型 ETFE气枕，由约3000块气枕组成膜结构，表面覆盖面积达到10万平方米，比德国世界杯安联球场还要大4万平方米。它可以吸收 70%太阳光能，把多余光线过滤掉，隔热散光，还具备抗压功能。GPS定位，“火柴棍”搭起大框架外表柔美“水立方”内部由6700吨重钢架支撑，搭建这样钢结

16、构在国内乃至世界上都是第一次。 中建一局集团建设发展有限公司项目经理孙洪庄告诉记者：“刚开始安装很不理想，上去之后一焊就变形了，后来采用了G PS定位系统，并在施工前用杆和节点形态相似火柴棍拼出形状，突破了技术障碍，安装速度也加快了，最快一天是200多根，而且全部安装完成后钢结构一次卸载成功。”“泡泡”强度大，可用汽车压“水立方”建筑外围护是内外两层 E T F E膜结构，由3000多个气枕组成，覆盖面积达到1 0 万平方米。这些气枕大小不一，形状各异，最大一个约9平方米，最小一个不足1平方米。国家游泳中心总经理康伟介绍说，这种材料质地轻巧，但强度却超乎想像“我们做过实验，气枕充好气之后，汽车

17、压过去都没有问题”。“皮肤”受损，创可贴来补为保护“水立方” “皮肤” E T F E膜，在场馆四周设有一圈高两米护栏，并在护栏内开凿了一 道宽6米、深0.5米护城河，很难从外部对膜进行人为触摸和破坏。屋顶气枕框架边缘还装有极细钢 丝线，防止鸟对气枕造成破坏。每个气枕都有相对独立充气口和放气口，受到局部破坏时不会造成整 体“泄气”，即使被利器扎破也只会“慢撒气”，而且气枕气压是由电脑控制，万一出现外膜破裂、 漏气情况，工作人员在8小时内就可用类似创可贴专用胶带修补小面积破损。10问“水立方”为啥是方？ “鸟巢”决定“其实说白了，水立方是鸟巢配角。 它存在要与鸟巢相互呼应，鸟巢是椭圆，不规则，因

18、此水立方就要呈现一种方方正正、特别规范形状，与之形成 一种补充。”作为“水立方”总设计师，赵小钧用了这样一句话来形容“水立方”所处位置。“水立方”是蓝色？它是“变色龙”白天“水立方”，是淡蓝色。不过，夜晚“水立方”，却蕴含着无限可能，可以变换颜色，还可 以组合成各种图案。其中奥秘就在于：“水立方”外墙每个气枕泡泡间都装有 LED灯，共有36000盏。奥运后咋办？将成娱乐中心北京奥运会后，“水立方”运营方案将被划分为7大运营板块，包括商业楼、网球场、热身厅、戏水乐园，甚至还包括了商业区等。届时，“水立方”将成为水上娱乐中心。名字咋起？在酒吧里诞生“水立方”这个名称最初是怎么来呢？据中方建筑师胡小

19、明介绍，灵感来源于“一个方盒子， 许多水泡泡”。“有一天晚上工作很晚了，大家到酒吧里一边谈工作，一边喝酒，当时即兴起了很多五 花八门名字，最后一个澳大利亚建筑师就说它是方， 又跟水相关，就起了一个英文名叫Water Cube' （水立方体），翻成中文大家动了很多脑筋，最后大家觉得水立方更加简洁明了，所以这个名字 就在酒吧中产生了。”资金哪来？霍英东就捐了两亿港币作为惟一一个由北京奥组委指定、接受港澳台同胞和海外华侨 华人捐赠建设奥运场馆，“水立方”已接受捐款9.6亿元人民币。这些捐款中，最大一笔是由霍英东捐出两亿港币。据悉，捐款多余部分将用于其他奥运场馆建设。地方咋选？为躲文物曾北移北

20、京文物古迹资源非常丰富，为尽可能地保护文物，北京2008年奥运会场馆选址均避让了北京文物古迹较集中地区。但“水立方”在选址过程中，仍与一座2003年被列入了北京市文物保护单位“娘娘庙”碰上了，为了保护这座古庙，“水立方”不得不向北移了100米。花了多少钱？没北京住房贵“水立方”仅膜结构每平方米造价就在2000元左右。对此，“水立方”总设计师赵小钧解释说，“水立方”造价每平方米大约 9000元人民币。“其实这个价格并不昂贵，现在上海、北京等地住房 比这个价格还要高。” “水立方”很节能？神奇气枕立功“水立方”膜结构气枕上布满了肉眼看不见 镀点，其原材料是一种耐高温油墨。阳光进入场馆内要通过镀点过滤，一部分光线会被镀点反射回空 中，只有场馆内需要光线会被镀点过滤后允许进入。这种膜结构相对于玻璃顶或者钢结构顶游泳馆可以节约能源30%如果是普通游泳馆，为了保证水温达到标准28c就要烧锅炉。“水立方”平均每天有近1 0个小时采用自然光照明，经过热收集和处理即可加热泳池水。同时，自然采光，室内部分日 光灯也可省掉。“水立方”能解渴？直饮水随便喝顾名思义，直饮水就是能直接饮用自来水，在“水立方”内部，直饮水龙头一共有9处，而且每一处都用五彩灯光点缀，极好辨认，观众在比赛期间口渴时，可直接饮用，极大地满足了观众需求。自己会“洗