随着現代建築業的發展和建築技(jì )術的不斷進步，人們對建築物(wù)的要求，在追求設計風格和建築效果的同時，更多(duō)的強調建築的功能(néng)、建築的物(wù)理(lǐ)性能(néng)以及節能(néng)和環保，而公(gōng)共類建築對大跨度空間的需求越來越高，人們在不斷地探索适應這種需求的建築技(jì )術和新(xīn)型材料，ETFE氣枕因而應運而生。

        由于ETFE膜的透光性特别好，号稱“軟玻璃”，質(zhì)量輕、韌性好、抗拉強度高、不易被撕裂，耐候性和耐化學(xué)腐蝕性強，可(kě)有(yǒu)效地利用(yòng)自然光和紫外線(xiàn)，具(jù)有(yǒu)良好的聲學(xué)性能(néng)和自清潔功能(néng)。用(yòng)于建築上的ETFE氣枕膜結構，可(kě)100%回收再利用(yòng)，低碳節能(néng)、綠色環保，ETFE膜建築外圍護結構将是新(xīn)時代綠色建築的載體(tǐ)。

        建築外圍護結構中(zhōng)的膜結構，根據結構系統的形式可(kě)分(fēn)為(wèi)骨架式膜結構、張拉索膜結構、充氣膜結構。

        1）骨架式膜結構：骨架式膜結構是鋼或其他(tā)材料構成的剛性骨架，具(jù)有(yǒu)自然穩定性、完整性，膜張拉并置于骨架上構成骨架式膜結構，形态有(yǒu)平面形、單曲面形和以鞍形為(wèi)代表的雙曲線(xiàn)形。

        骨架式膜結構的顯著特點在于：膜不是維持結構體(tǐ)系存在的必要結構單元，但膜又(yòu)不僅僅是單純地用(yòng)來覆蓋屋面體(tǐ)系，而是充分(fēn)發揮了其建築采光功能(néng)、高強度受力特性。雖然預張力對骨架式膜結構形态的影響不及張拉膜，但必須引入足夠大的張力，才能(néng)保證結構受力特性，避免在風荷載作(zuò)用(yòng)下膜面發生較大震動，導緻松弛使膜面凹陷。骨架一般暴露于膜内側，且膜的透光性更加突顯骨架的室内視覺效果，因此，骨架的布置、形式、材料、節點等是設計考慮的重點，應力求簡潔、美觀。

        在國(guó)外，ETFE張拉膜的工(gōng)程應用(yòng)很(hěn)多(duō)，但規模都不大，而在我國(guó)應用(yòng)的典型案例就是國(guó)家體(tǐ)育場——“鳥巢”。當時有(yǒu)的膜單元面積達到100多(duō)平米，而建築師又(yòu)不希望在主鋼結構中(zhōng)間劃分(fēn)出若幹個小(xiǎo)格子，影響外視效果，因而需要對膜結構加強。經過研究和反複試驗，創造性地在膜背面加設了鋼梁和鋼索，并采用(yòng)特殊的技(jì )術将不鏽鋼索與ETFE膜材複合在一起，共同承受外部正負方向的風荷載和雪(xuě)荷載，不鏽鋼索固定在與其垂直交叉的鋼梁上，鋼梁和鋼索都隐藏在膜的後面，實現了預期的外視效果。

        2）張拉索膜結構：建築中(zhōng)使用(yòng)的膜結構，主要為(wèi)張拉式索膜結構系統，顧名(míng)思義，張拉索膜結構是通過張拉使膜的内部産(chǎn)生一定的預應力，以抵禦外界的風荷載和其他(tā)荷載，同時使膜變形成為(wèi)所需的形狀。

        張拉膜是依靠膜材自身的張拉力和特殊的幾何形狀而構成的穩定的承力體(tǐ)系。膜隻能(néng)承受拉力而不能(néng)受壓和彎曲，其曲面穩定性是依靠互反向的曲率來維持，因此需制作(zuò)成凹凸的空間曲面，故習慣上又(yòu)稱空間膜結構。張拉膜結構通常是沿着膜的邊緣布設鋼索，在鋼索上施加拉力，鋼索帶動膜張緊、成型，并産(chǎn)生足夠的預應力，因而稱其是張拉式索膜結構。如果膜的面積過大，膜自身無法承受預期的荷載，則可(kě)在膜的中(zhōng)間增設加強鋼索，以提高其抗風載能(néng)力。

        張拉式索膜結構可(kě)以根據需要制成任意複雜曲面形狀，體(tǐ)現自然流暢之美；并有(yǒu)多(duō)種顔色的膜材可(kě)選，以适應周邊的環境、滿足建築效果要求；而且膜結構質(zhì)量輕，一般不需要太龐大的支撐結構，這是其他(tā)建築材料無法比拟的優勢所在。

        3）充氣膜結構：充氣膜結構是在ETFE膜材料技(jì )術基礎上産(chǎn)生的，是将兩層或多(duō)層膜通過熱熔焊接複合到一起，形成封閉的氣枕，其周邊夾持在鋁合金或其他(tā)材料制成的邊框内，邊框固定于建築的主體(tǐ)結構上。在氣枕内，通過預留的閥口，充入經過過濾及除濕處理(lǐ)的清潔幹燥的空氣，就制成充氣式膜結構系統。這種充氣形式，應用(yòng)于建築的外圍護結構較為(wèi)普遍。

        ETFE充氣膜結構是靠膜材自身的強度和氣枕的内壓，來共同承擔外部荷載的。為(wèi)了提高ETFE充氣膜的保溫效果，膜的層數可(kě)由二層提高到三、四層。考慮建築的使用(yòng)功能(néng)，應合理(lǐ)控制膜材的透光率，可(kě)采用(yòng)帶顔色或印刷鍍點和圖案的措施。充氣控制系統亦可(kě)智能(néng)化控制。

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