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PTFE建筑膜材特性介绍及应用案例展示

来源:星程膜结构  作者:GH   发布日期:2021-01-28 17:03   浏览量:

  PTFE建筑膜材是在超细玻璃纤维织物上涂以聚四氟乙烯树脂而成的材料。这种膜材有较好的焊接性能,有优良的抗紫外线、抗老化性能和阻燃性能。另外,其防污自洁性是所有建筑膜材中最好的,但柔韧性差,施工较困难,成本也十分惊人。其加工方法是把玻纤织物多次快速放入特氟隆熔体中,使织物两面皆有均匀的特氟隆涂层,使永久性的PTFE膜正式诞生。此后永久性膜结构正式在美国风行,许多学者对膜结构进行了深入的研究。20年后跟踪检测结果表明,这种膜材的力学性能与化学稳定性指标只下降了20%~30%,颜色也几乎没变,膜的表层光滑,具有弹性,大气中的灰尘、化学物质微粒极难附着与渗透,经雨水冲刷建筑膜可恢复其原有的清洁面层与透光性,这足以显示出PTFE膜材的强大生命力和广阔的市场前景。

  膜材特点

  (1)PTFE膜材的最大特点是重量轻强度高,它的重量只是传统建筑材料的一小部分;中等强度的PTFE 膜厚度仅0.8mm,但它的拉伸强度已达到钢材的水平;

  (2)柔韧性好,不同与大多数固体建筑材料, 柔软的Solus产品可被拉伸成各种动态的弧线形状,而且弹性模量较低,有利于膜材形成复杂的曲面造型;

  (3)可焊接性,每个织布构架将被焊接起来成为一体的大顶棚。焊缝的强度会大于织布本身;

  (4)PTFE玻璃纤维涂层具有化学惰性,防火性能出色,使用温度范围广,能够在-73℃~232℃的温度范围内使用,可以安装在从寒冷的北极到炎热的沙漠热量的气候中,恶劣的环境,如霉菌,酸雨等将不对织布表面起作用;

  (5)具有独特的光学性能,白天入射光线成为自然温射光,通过内外表面的均匀透光,就形成了柔和的散射光线防止眩目,无阴影,光线均匀分布;几乎没有紫外线透过,防止了内部装饰材料和设备的褪色;夜间高反射性能使得房间具有卓越的照明效果,减少电能消耗,而且可衬托出夜晚中建筑物的宏伟造型;

  (6)自洁性好,雨水可冲刷掉表面的附着物,使自身能保持整洁干净;

  (7)具有高透光率,透光率为13%,对热能反射率73%,热吸收量很少;

  (8)使用期限长,使用寿命在30年以上。

  膜材参数

  ETFE、PVC和PTEF织物膜材料的部分性能比较

  1)ETFE膜材是不含织物的单一的聚酯膜,只有做成气被注入承压气体后才能构成结构承力构件。

  2)PVC膜材料和PTFE膜材料是多层功能复合材料,它们的基层由纤维织物构成,故具有较高抗徐变的能力,能够作为结构材料使用。

  3)ETFE膜材料与PVC和PTFE两种常用织物膜材料的部分性能和参考价格比较见下表。

  聚酯类面层PVC膜材料 PTFE膜材料 ETFE膜材料
拉强度 经向/纬向(kN/m) 115/102 124/100 10/12(0.25mm厚)
可见光的透光率(%) 10~15 10~50 >95%
弹性/折痕的恢复能力 一般
膜面自洁性能保持期 5~10年 >20年 >20年
膜材料力学性能保持期 10~15年 >30年 >20年
目前市场参考价格(元/m) 60~120 300~800 900~1500

  区分PTFE玻璃纤维膜与传统玻璃窗的主要因素是其有利的遮阳系数。随着照明水平的提高,即使是较凉爽的气候也可以使用PTFE玻璃纤维膜实现整体节能。在非常温暖的气候条件下,即使是低照明水平,PTFE玻璃纤维膜也比传统系统节省能源。与传统的倾斜玻璃系统相比,节省的成本更高。

  应用案例展示

上海世博会世博轴膜结构

  上海世博会世博轴膜结构阳光谷。位于世博浦东园区的中心区域,南北长1045米,东西宽约110米,整体高40多米。作为到达世博主要场馆的主入口,它起到了关键的引导交通和人流的作用。世博轴纵向设置了6个巨型圆锥体井状采光结构的“阳光谷”。世博轴外周设置了31根梭形柱,每根梭形柱至少设置了两根拉地索。内部还设置了19根桅杆柱,内外柱子之间都通过高强钢索相互连接。世博轴膜结构采用Sheerfill I膜,共有69片单元,展开面积达68000平方米,最大的单片膜面积为1780平方米,相当于4个标准篮球场,这些在世界建筑史上都是独树一帜的。从美观角度考虑,在帽环处,局部采用双层膜,整个建筑像一朵玻璃的喇叭花从地下悄然绽放,晶莹剔透。该工程是国内最大的全张拉索膜结构工程,创造了膜结构施工的奇迹。

深圳宝安体育场膜结构

  深圳宝安体育场位于深圳市宝安区N14地块,是2011年世界大学生运动会的足球场。工程总用地面积为123565㎡,总建筑面积为100491㎡,地下室26625㎡,设计座位40000个,设计使用年限为50年。宝安体育场屋盖系统采用先进的张拉索膜结构,立面柱子交错布置形成“竹林”效果,既承受屋盖的重量,又有节节高的寓意。工程完工后,将与周围的绿化带完美结合,轻盈通透,自然大方。屋盖造型呈马鞍面并覆盖白色PTFE膜,类似片片“白云”。“竹林”与“白云”的有机结合使整个建筑显得非常轻盈通透,无压迫感,从而整个屋盖看上去犹如一朵巨大的“祥云”升腾于竹林之上。

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