膜結(jié)構(gòu)中的ETFE膜:
ETFE的中文名為乙烯-四氟乙烯共聚物。ETFE膜材的厚度通常小于0.20mm，是一種透明膜材。 2008年北京奧運(yùn)會(huì)國(guó)家體育館及國(guó)家游泳中心等場(chǎng)館中將采用這種膜材料。
ETFE膜材常做成氣墊應(yīng)用于膜結(jié)構(gòu)中。最早的ETFE工程已有20余年的歷史，而最著名的要數(shù)英國(guó)的伊甸園了。
ETFE膜是透明建筑結(jié)構(gòu)中品質(zhì)優(yōu)越的替代材料，多年來(lái)在許多工程中以其眾多優(yōu)點(diǎn)被證明為可信賴且經(jīng)濟(jì)實(shí)用的屋頂材料。該膜是由人工高強(qiáng)度氟聚合物（ETFE）制成，其特有抗粘著表面使其具有高抗污，易清洗的特點(diǎn)。通常雨水即可清除主要污垢。
ETFE膜使用壽命至少為25-35年，是用于永久性多層可移動(dòng)屋頂結(jié)構(gòu)的理想材料。該膜材料多用于跨距為4米的兩層或三層充氣支撐結(jié)構(gòu)，也可根據(jù)特殊工程的幾何和氣候條件，增大膜跨距。膜長(zhǎng)度以易安裝為標(biāo)準(zhǔn)，一般為15-30米。小跨度的單層結(jié)構(gòu)也可用較小規(guī)格。
ETFE膜達(dá)到B1、DIN4102防火等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，燃燒時(shí)也不會(huì)滴落。且該膜質(zhì)量很輕，每平方米只有0.15-0.35公斤。這種特點(diǎn)使其即使在由于煙、火引起的膜融化情況下也具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)。
根據(jù)位置和表面印刷的情況，ETFE膜的透光率可高達(dá)95%。該材料不阻擋紫外線等光的透射，以保證建筑內(nèi)部自然光線。通過(guò)表面印刷，該材料的半透明度可進(jìn)一步降低到50%。根據(jù)幾何條件及膜的層數(shù)，其K值可高達(dá)2.0W/m2K。耗能指數(shù)以一個(gè)三層印刷的膜為例可達(dá)到0.77。
由于其優(yōu)秀品質(zhì)，ETFE膜幾乎不需日常保養(yǎng)?？蓪?duì)其由于機(jī)械損壞的屋頂進(jìn)行簡(jiǎn)單檢查（一年一次為宜），并根據(jù)需要就地維修。同時(shí)也可檢查通風(fēng)系統(tǒng)，更換過(guò)濾裝置。
ETFE膜完全為可再循環(huán)利用材料，可再次利用生產(chǎn)新的膜材料，或者分離雜質(zhì)后生產(chǎn)其它ETFE產(chǎn)品。ETFE與PVC，PTFE完全不同，就像大家了解的汽車一樣，歐1到歐2比較容易，而歐2到歐3就完全不同了。
初步分析，鳥(niǎo)巢改用PTFE有以下幾點(diǎn)原因：
1，其膜面積至少比水立方還要大一半，這么大的面積應(yīng)用，在世界上是沒(méi)有的，膜結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)的銜接有很大難度；
2，其大面積開(kāi)啟式屋頂更增加了設(shè)計(jì)與施工難度，恐怕也是目前世界上獨(dú)一無(wú)二的；
3，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，兩個(gè)奧運(yùn)主場(chǎng)館，既然水立方用ETFE，鳥(niǎo)巢改用PTFE也在情理之中；
4，ETFE確實(shí)有優(yōu)點(diǎn)，但也確實(shí)有缺點(diǎn)，而鳥(niǎo)巢更需要PTFE的優(yōu)點(diǎn)，換句話講，PTFE更適合鳥(niǎo)巢，包括從結(jié)構(gòu)等各個(gè)角度；
ETFE膜的出現(xiàn)為現(xiàn)代建筑提供了一個(gè)創(chuàng)新解決方案。由這種膜材料制成的屋面和墻體質(zhì)量輕，只有同等大小的玻璃質(zhì)量的1%；韌性好、抗拉強(qiáng)度高、不易被撕裂，延展性大于400%；耐候性和耐化學(xué)腐蝕性強(qiáng)，熔融溫度高達(dá)200℃，并且不會(huì)自燃。
作為大型比賽場(chǎng)館的建筑材料用ETFE膜，更大的優(yōu)勢(shì)還在于它們可以加工成任何尺寸和形狀，滿足大跨度的需求，節(jié)省了中間支承結(jié)構(gòu)。作為一種充氣后使用的材料，它可以通過(guò)控制充氣量的多少，對(duì)遮光度和透光性進(jìn)行調(diào)節(jié)，有效地利用自然光，節(jié)省能源，同時(shí)起到保溫隔熱作用。
不僅如此，這種膜還具有自清潔功能，使灰塵不易附在其表面，清潔周期大約為5年。這種材料另一大優(yōu)點(diǎn)就是可在現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制成薄膜氣泡，方便施工和維修。另外成本合理也是其極具競(jìng)爭(zhēng)力的另一優(yōu)勢(shì)，覆蓋層加上結(jié)構(gòu)的費(fèi)用只有玻璃的一半，而使用壽命卻長(zhǎng)達(dá)25年。
ETFE膜材在世界上的應(yīng)用已有二十幾年的歷史,但國(guó)內(nèi)ETFE膜材的研究與工程應(yīng)用至今仍屬空白。
目前國(guó)內(nèi)對(duì)ETFE這種新型薄膜材料的了解僅限于國(guó)外生產(chǎn)商提供的有關(guān)資料以及來(lái)自國(guó)外典型工程的直觀感覺(jué)。
正視ETFE的缺點(diǎn)
對(duì)于它的各式各樣的配套裝置來(lái)說(shuō)，ETFE并不是一種完美無(wú)缺的材料。ETFE材料的典型用法是，將它們兩層或三層“焊接”在一起，平放著運(yùn)送到工地。然后使它們膨脹成面板或“墊子”。這些“部件”需要“半連續(xù)”（semi-continuous）的空氣壓力，以保持它們穩(wěn)定和提供給它們加熱的裝置，最多的是插入它們邊緣的細(xì)軟管。
這些空氣供應(yīng)線與一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接，對(duì)“墊子”內(nèi)部的壓力進(jìn)行監(jiān)控。這個(gè)系數(shù)還能“喂入”空氣，或從里面排出空氣，使其進(jìn)入更多的光線，或使其更陰暗。這意味ETFE“墊子”成了建筑物的一件有活力的“充氣夾克”。在某些裝置中，這些控制程序是利用光傳感器進(jìn)行的。當(dāng)然，許多工程不要求這樣復(fù)雜。
維克多福伊特克公司的北美分部總經(jīng)理愛(ài)德華?佩克說(shuō)：“你必須就具體項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)估，弄清使用ETFE的目的。是為了建筑物的形象，為了透明度，為了結(jié)構(gòu)，或是為了節(jié)能？”對(duì)于小規(guī)模的項(xiàng)目或住宅工程，他建議不要使用ETFE材料。
從聲學(xué)的角度來(lái)看，ETFE材料有一定的缺陷。ETFE“墊子”系統(tǒng)被用于屋頂時(shí)，可能增大雨聲。因?yàn)檫@些“墊子”拉緊像一面鼓。制造商開(kāi)發(fā)了幾種消聲技術(shù)，包括在ETFE“墊子”內(nèi)安放聚碳酸脂片，但使用還不廣泛。
ETFE材料在室內(nèi)應(yīng)用，例如作為辦公室的墻面，表現(xiàn)出另外的聲學(xué)問(wèn)題。ETFE材料比玻璃和木頭傳送更多的聲音。這使它不宜用于機(jī)場(chǎng)附近的會(huì)議中心或會(huì)議室。相反，ETFE材料對(duì)“自含的”（self-contained）的噪聲區(qū)——例如水上公園有益的。從墻壁和地面反射聲音，并且通過(guò)屋頂散發(fā)出去。
但是，消除的這些問(wèn)題的研究正在進(jìn)行之中，并且，使用ETFE材料的建筑已經(jīng)在更多的地方出現(xiàn)。維克多福伊特克公司明年在美國(guó)將建設(shè)8項(xiàng)工程（在世界上預(yù)定的工程超過(guò)100個(gè)）。目前正在為一幢美國(guó)聯(lián)邦大樓完成一個(gè)中庭屋頂。佩克希望，以后的工程將證明是ETFE材料在美國(guó)的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。ETFE材料已被用于北京國(guó)家水上運(yùn)動(dòng)中心，2012年倫敦奧運(yùn)會(huì)也可能有幾項(xiàng)工程使用。
掃描二維碼，