一直以來,建筑師大多視塑料高分子材料為次要的建筑材料,可以做高性能的廚房面材,卻不能實際應用于建筑整體。但隨著技術進步帶來的材料性能的提升,高分子材料開始被重視,并成為建筑師工具箱里一種有用的工具,其中一種被廣泛應用的含氟高分子材料就是ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)。它第一次為公眾熟知是在2008年奧運會,PTWArchitects將其用在水立方的表面?,F(xiàn)在,建筑師意識到了膜材料所表達的新的美學效果,并可以替代其他更昂貴的透明和半透明材料。其最近一次在公眾前亮相是紐約的“The Shed”藝術中心,一個120英尺(約37米)高的可移動外殼,由Diller Scofidio + Renfro和Rockwell Group設計。
ETFE最早由杜邦公司于七十年代研發(fā),作為一種輕質、阻熱的薄膜,可用作航空工業(yè)中的覆蓋層。從那時起,這種薄膜被零星的應用于農(nóng)業(yè)和建筑領域,例如溫室的覆蓋層和太陽能板保護層。之后,在2001年,這種材料迎來了第一次大規(guī)模應用,作為英國康沃爾郡“伊甸園計劃”(Eden Project)巨大圓形溫室的表面膜材料。該項目是巴克敏斯特·富勒(Buckminster Fuller)的蒙特利爾生物圈概念的進化版。奧雅那(Arup)作為工程顧問公司,選擇了ETFE,因其可靠的建筑環(huán)境調(diào)節(jié)能力,可以通過在膜上打印特定的紋理并將其層疊來調(diào)節(jié)光照,這對于建立一個適合特定植物生長的人工氣候是十分必要的。另外,建筑師發(fā)現(xiàn)ETFE的低摩擦系數(shù)可以防止塵土粘附在表面,從而減少維護成本。
鑒于ETFE在大表面膜材料上的成功,奧雅那將其推薦到后續(xù)的赫爾佐格&德梅隆的安聯(lián)球場(Allianz Stadium)以及水立方的工程中。在這些項目中,選擇ETFE不僅是因其作為外墻的美學及功能特點,也是因其良好的聲學性能。在這些案例中,ETFE膜層之間被充滿空氣,形成一個枕頭狀的氣囊系統(tǒng),可做為保溫層,同時在結構上也可承受風與雪的應力。在兩個體育場項目中,每個獨立的氣囊中都被可變色的LED點亮,創(chuàng)造出獨特圖案,使得建筑外墻可以反映出建筑內(nèi)部正在進行的活動。
近幾年,ETFE在體育場設計上的使用呈現(xiàn)井噴態(tài)勢,福斯特建筑事務所的SSE Hydro Arena,360 Architecture的New Atlanta Stadium,ACXT的圣馬梅斯體育場(SanMames Stadium),以及明尼阿波利斯的美國銀行體育場(U.S. Bank Stadium)。
在非體育建筑上,ETFE也被廣泛應用,最受關注的當屬SelgasCano設計的2015蛇形畫廊,建筑師用了19種不同顏色的薄膜包裹了一個極簡的鐵質框架,來呈現(xiàn)一種萬花筒的效果。另一個例子是KieranTimberlakeArchitects設計的倫敦美國大使館,ETFE的鰭狀凸起有助于建筑東西南三面的遮陽,同時增加進光量并防止鳥類誤撞。
不同于對健康有潛在威脅的塑料,比如聚氯乙烯(PVC),ETFE既可回收又很耐久,并可以承受極端天氣狀況。其制造成本適中,并且制造過程耗能很少。其輕質的特性又使其運輸成本很低。由于其可塑性,ETFE在應對如地震等自然災害時表現(xiàn)良好,阻燃性又可防火。
塑料高分子材料似乎已經(jīng)成為一種被廣泛接受的實用又成功的建筑材料,ETFE已經(jīng)在很多建筑項目上證明了其良好的性能?,F(xiàn)在是由建筑師來繼續(xù)探索這些材料新用法的時候了。