隨著現(xiàn)代建筑業(yè)的發(fā)展和建筑技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)建筑物的要求，在追求設(shè)計(jì)風(fēng)格和建筑效果的同時(shí)，更多的強(qiáng)調(diào)建筑的功能、建筑的物理性能以及節(jié)能和環(huán)保，而公共類建筑對(duì)大跨度空間的需求越來(lái)越高，人們?cè)诓粩嗟靥剿鬟m應(yīng)這種需求的建筑技術(shù)和新型材料。有一種建筑新材料跟傳統(tǒng)材料相比，輕盈而柔韌，透光且環(huán)保，在設(shè)計(jì)師手下呈現(xiàn)出令人流連忘返的夢(mèng)幻美景。今天就讓我們一起了解這種輕薄透的屋/墻面材料：ETFE材料。ETFE的中文名為乙烯-四氟乙烯共聚物，最初是由杜邦公司（DuPont）于1970年代開發(fā)的，目前為止最強(qiáng)韌的氟塑料，在保持了PTFE良好的耐熱、耐化學(xué)和電絕緣性能的同時(shí)，它的耐輻射、機(jī)械性能和加工性能有了很大程度的改善。ETFE膜俗稱“軟玻璃”，是一種輕質(zhì)、耐熱的薄膜，ETFE膜具有很多其他材料無(wú)法比擬的性能，這種材料得到了許多建筑師的認(rèn)同，它的建筑用途也日益增多起來(lái)。我國(guó)北京2008奧運(yùn)工程的國(guó)家游泳館（水立方）就是大規(guī)模ETFE氣囊式構(gòu)造的典范，引起了廣泛的關(guān)注。以ETFE薄膜制成屋面和墻體的優(yōu)勢(shì)在于：1、質(zhì)輕，ETFE密度為1.73~1.77g/cm3，單位面積的ETFE薄膜的重量極輕，只有同等面積玻璃質(zhì)量的1%。2、ETFE薄膜韌性好、抗拉強(qiáng)度高、不易被撕裂，據(jù)測(cè)試0.2mm厚度的薄膜其拉伸強(qiáng)度可達(dá)到500 N/5cm，拉裂強(qiáng)度可達(dá)約1200 N/5cm，接近PTFE的兩倍。ETFE薄膜的延展性大于400%。3、耐候性和耐化學(xué)腐蝕性強(qiáng)，其使用壽命據(jù)估計(jì)可以長(zhǎng)達(dá)25~30年。4、防火安全性好，ETFE熔融溫度高達(dá)200℃，并且不會(huì)自燃。5、可見光透過(guò)率高，ETFE薄膜可見光透過(guò)率高達(dá)95%、紫外線透過(guò)率高達(dá)94%（雙層0.2mm厚度的透明薄膜）。透明的ETFE薄膜作為一種充氣后使用的材料，它可以通過(guò)絲網(wǎng)印刷鍍點(diǎn)控制薄膜的透明度，對(duì)遮光度和透光性進(jìn)行調(diào)節(jié)，有效地利用自然光；它可以通過(guò)控制充氣量的多少甚至充入氣體的種類來(lái)同時(shí)起到保溫隔熱、節(jié)省能源的作用。6、優(yōu)異的自清潔功能，灰塵不易吸附在其表面。7、適應(yīng)性好，ETFE薄膜幾乎可以加工成任何尺寸和形狀。8、ETFE薄膜可預(yù)制成薄膜氣囊，在現(xiàn)場(chǎng)組裝、充氣，無(wú)濕作業(yè)，施工和維修方便。同時(shí)，ETFE薄膜墻屋面也有一些缺點(diǎn)：1、由于彈性大、無(wú)剛度，ETFE薄膜常制成氣囊以成型，這就需要準(zhǔn)備空壓機(jī)器補(bǔ)氣，耗費(fèi)額外的固定投資及運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。2、任何強(qiáng)韌的材料如果太薄就經(jīng)不起利器的劃傷，雖然薄膜的修補(bǔ)并不復(fù)雜，但ETFE薄膜同樣最好避免設(shè)置于人體易于接觸的范圍內(nèi)以減少損壞的幾率。建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的膜結(jié)構(gòu)，根據(jù)膜結(jié)構(gòu)的成形方式和受力特點(diǎn)一般可以分為：骨架式膜結(jié)構(gòu)、張拉索膜結(jié)構(gòu)、充氣膜結(jié)構(gòu)。骨架式膜結(jié)構(gòu)是鋼或其他材料構(gòu)成的剛性骨架，具有自然穩(wěn)定性、完整性，膜張拉并置于骨架上構(gòu)成骨架式膜結(jié)構(gòu)，形態(tài)有平面形、單曲面形和以鞍形為代表的雙曲線形。骨架式膜
骨架式膜結(jié)構(gòu)的顯著特點(diǎn)在于：膜不是維持結(jié)構(gòu)體系存在的必要結(jié)構(gòu)單元，但膜又不僅僅是單純地用來(lái)覆蓋屋面體系，而是充分發(fā)揮了其建筑采光功能、高強(qiáng)度受力特性。雖然預(yù)張力對(duì)骨架式膜結(jié)構(gòu)形態(tài)的影響不及張拉膜，但必須引入足夠大的張力，才能保證結(jié)構(gòu)受力特性，避免在風(fēng)荷載作用下膜面發(fā)生較大震動(dòng)，導(dǎo)致松弛使膜面凹陷。骨架一般暴露于膜內(nèi)側(cè)，且膜的透光性更加突顯骨架的室內(nèi)視覺(jué)效果，因此，骨架的布置、形式、材料、節(jié)點(diǎn)等是設(shè)計(jì)考慮的重點(diǎn)，應(yīng)力求簡(jiǎn)潔、美觀。建筑中使用的膜結(jié)構(gòu)，主要為張拉式索膜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，張拉膜結(jié)構(gòu)以膜材、鋼索及支柱構(gòu)成，利用鋼索與支柱在膜材中導(dǎo)入張力以達(dá)安定的形式。張拉膜是依靠膜材自身的張拉力和特殊的幾何形狀而構(gòu)成的穩(wěn)定的承力體系。膜只能承受拉力而不能受壓和彎曲，其曲面穩(wěn)定性是依靠互反向的曲率來(lái)維持，因此需制作成凹凸的空間曲面，故習(xí)慣上又稱空間膜結(jié)構(gòu)。張拉膜結(jié)構(gòu)通常是沿著膜的邊緣布設(shè)鋼索，在鋼索上施加拉力，鋼索帶動(dòng)膜張緊、成型，并產(chǎn)生足夠的預(yù)應(yīng)力，因而稱其是張拉式索膜結(jié)構(gòu)。如果膜的面積過(guò)大，膜自身無(wú)法承受預(yù)期的荷載，則可在膜的中間增設(shè)加強(qiáng)鋼索，以提高其抗風(fēng)載能力。美國(guó)駐倫敦大使館—張拉膜結(jié)構(gòu)張拉式索膜結(jié)構(gòu)可以根據(jù)需要制成任意復(fù)雜曲面形狀，體現(xiàn)自然流暢之美；并有多種顏色的膜材可選，以適應(yīng)周邊的環(huán)境、滿足建筑效果要求；而且膜結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕，一般不需要太龐大的支撐結(jié)構(gòu)，這是其他建筑材料無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)所在。在國(guó)外，ETFE張拉膜的工程應(yīng)用很多，但規(guī)模都不大，而在我國(guó)應(yīng)用的典型案例就是國(guó)家體育場(chǎng)——“鳥巢”。充氣膜結(jié)構(gòu)是在ETFE膜材料技術(shù)基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，是將兩層或多層膜通過(guò)熱熔焊接復(fù)合到一起，形成封閉的氣枕，其周邊夾持在鋁合金或其他材料制成的邊框內(nèi)，邊框固定于建筑的主體結(jié)構(gòu)上。在氣枕內(nèi)，通過(guò)預(yù)留的閥口，充入經(jīng)過(guò)過(guò)濾及除濕處理的清潔干燥的空氣，就制成充氣式膜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。這種充氣形式，應(yīng)用于建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)較為普遍。ETFE充氣膜結(jié)構(gòu)是靠膜材自身的強(qiáng)度和氣枕的內(nèi)壓，來(lái)共同承擔(dān)外部荷載的。為了提高ETFE充氣膜的保溫效果，膜的層數(shù)可由二層提高到三、四層。考慮建筑的使用功能，應(yīng)合理控制膜材的透光率，可采用帶顏色或印刷鍍點(diǎn)和圖案的措施。充氣控制系統(tǒng)亦可智能化控制。
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ETFE屋面裝配系統(tǒng)的次龍骨，采用“天溝＋防水保溫層”形式。ETFE膜夾具勾掛在鋼天溝邊沿，鋼天溝作為主要受力構(gòu)件，自攻自鉆釘起到固定作用，使該部位的受力更加合理。連接處采用特定復(fù)合膠條，使雨水不能滲漏到室內(nèi)。同時(shí)，自攻自鉆釘尖部暴露于室外，即使自攻自鉆釘孔處漏水，水滴最終仍會(huì)流到室外。天溝內(nèi)采用優(yōu)質(zhì)防水及保溫材料使屋面更好地發(fā)揮其防水功能。ETFE張拉膜一般不采用在其周邊設(shè)置鋼索并通過(guò)鋼索使膜張緊的形式，而是把單層ETFE膜切割制成所需的形狀，并在其周邊設(shè)置邊繩，再用專用的鋁合金夾具夾持住。通過(guò)在周邊的夾具上施加拉力，使膜材充分張緊，并靠膜材內(nèi)部的預(yù)應(yīng)力來(lái)抵御外部荷載。
以“綠色生活、美麗家園”為主題的北京世園會(huì)很好地踐行了生態(tài)文明建設(shè)思想。媯汭劇場(chǎng)是北京世園會(huì)最重要的“四館一心”五大建筑之一之心，媯汭劇場(chǎng)同大自然的湖光山色交相輝映，夢(mèng)幻的色彩充滿了蝶戀花的中國(guó)文化意境。
媯汭劇場(chǎng)位于世園會(huì)國(guó)際館北側(cè)，與中國(guó)館隔湖相望，項(xiàng)目總建筑面積6335平方米，建筑高度20米，主體鋼結(jié)構(gòu)屋面翼展跨度120米X115米，演藝廣場(chǎng)主體鋼結(jié)構(gòu)由26榀鋼桁架構(gòu)成，主體懸挑最大達(dá)到47米。彩色遮陽(yáng)屋頂下是半開放的多功能升降舞臺(tái) ?李季媯汭劇場(chǎng)的彩色遮陽(yáng)屋頂下是半開放的多功能升降舞臺(tái)、座席區(qū)和集散、休憩平臺(tái)，南北向的雙層道路系統(tǒng)將媯汭劇場(chǎng)分為東西兩個(gè)部分，西側(cè)臨媯汭湖布置1000座半室外大劇場(chǎng)。從空中看似彩蝶飛舞，從兩端看似展翅大鵬展翅，人置身在其中又仿佛置身參天大樹下。當(dāng)夜色降臨，屋頂ETFE薄膜透如蝶翼，白色的結(jié)構(gòu)筋骨被燈光照射的溢彩紛呈，金屬網(wǎng)若隱若現(xiàn)，朦朧浪漫。
媯汭劇場(chǎng)突出生態(tài)文明理念，突出綠色、節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展理念，大小劇場(chǎng)主體空間采用半室外建筑策略，輔助用房采用覆土生態(tài)建筑策略，建筑主體采用鋼結(jié)構(gòu)，使用鋼材作為建筑主材，可循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)了快速環(huán)保裝配式建造。屋面首次大面積采用彩色拼貼ETFE彩色膜結(jié)構(gòu)材料，屋頂鋼結(jié)構(gòu)下首次大面積使用鋁合金絲鉤花網(wǎng)吊頂，在陽(yáng)光下，在夜晚燈光下，呈現(xiàn)出了色彩斑斕的效果，在湖水之畔熠熠生輝。向四周放射狀排列大伸臂懸挑結(jié)構(gòu)極具韻律又富張力，既柔又剛，挑戰(zhàn)了地心引力呈現(xiàn)力之美，同時(shí)也展現(xiàn)出高超的動(dòng)態(tài)平衡之美，巧妙有趣地詮釋了建筑是凝固的音樂(lè)。隨州洛陽(yáng)鎮(zhèn)的千年銀杏谷，是世界四大密集成片的古銀杏聚落之一。隨州南站的設(shè)計(jì)中，從表現(xiàn)城市地域特征的角度，將“銀杏樹下” 的自然意境融入建筑，讓旅客獲得獨(dú)特的空間體驗(yàn)。
挺拔的樹狀結(jié)構(gòu)與動(dòng)態(tài)屋面發(fā)生最直接的視覺(jué)關(guān)聯(lián) ?施崢
通過(guò)對(duì)銀杏葉片的抽象與重構(gòu)，得到了構(gòu)成空間的基本“葉片單元”。每個(gè)單元尺度為27X24米，覆蓋面積約648平方米，采用24個(gè)完全相同的葉片狀單元體建構(gòu)成站房主體空間。
每4個(gè)小單元屋面分組合并，形成六組連續(xù)的曲面屋頂 ?施崢
在實(shí)施程中進(jìn)行了優(yōu)化：每4個(gè)小單元屋面分組合并，形成六組連續(xù)的曲面屋頂，結(jié)構(gòu)更為合理，同時(shí)也降低了建造難度，有利于控制建造成本。
陽(yáng)光透過(guò)頂部天窗灑落在“葉片”單元體腔內(nèi)，光線漫射形成一個(gè)個(gè)金色發(fā)光體 ?施崢
單元體頂部設(shè)有采光天窗，通過(guò)透光膜的過(guò)濾產(chǎn)生柔和的漫射光，避免了眩光和陽(yáng)光直射，室內(nèi)照度也更均勻。
結(jié)構(gòu)爆炸圖 ?中南建筑設(shè)計(jì)院
這種空間效果的形成，關(guān)鍵在于覆蓋在單元體外側(cè)的ETFE膜材的性能。ETFE膜材擁有良好的耐久性、阻燃性及透光性能，但是對(duì)拉力和溫度變化較為敏感，為保證“葉片”最終形成飽滿、光滑的曲面形態(tài)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)需要對(duì)索網(wǎng)系統(tǒng)和膜材的張拉有著極其精準(zhǔn)的控制。
當(dāng)你乘車來(lái)到隨州南站的高架落客平臺(tái)，仿佛置身于銀杏樹的叢林，這個(gè)擋風(fēng)遮雨的車站半室外空間會(huì)給你留下深刻印象。
無(wú)限極廣場(chǎng)是無(wú)限極公司在中國(guó)的全球總部。無(wú)限極廣場(chǎng)的面積為185643平方米，它定義了通往白云中心商務(wù)區(qū)的門戶。
總部分為兩個(gè)在不同層級(jí)上相互連接的體量 ?Liang Xue
無(wú)限極廣場(chǎng)致力于打造更健康、更能適應(yīng)新工作方式的協(xié)作辦公空間，八個(gè)樓層形成一系列無(wú)限的閉環(huán)，增強(qiáng)了所有部門之間的互動(dòng)和交流，互聯(lián)的橋梁為員工提供了多樣且靈活的公共空間，包括體育館、健身房、娛樂(lè)和放松區(qū)域以及餐廳和咖啡廳等。
FS1至FS3幕墻細(xì)節(jié)構(gòu)成
無(wú)限極廣場(chǎng)的建造過(guò)程共計(jì)使用25088.33噸回收材料，主要包含鋼、銅、玻璃、鋁合金型材、石膏制品和木材。
灑水器網(wǎng)絡(luò)可將收集到的雨水的霧化顆粒噴射到每個(gè)中庭上方的ETFE膜屋頂 ?Liang Xue
該項(xiàng)目還集成了一個(gè)基于建筑智能管理系統(tǒng)運(yùn)行、由光伏系統(tǒng)供能的灑水器網(wǎng)絡(luò)，可以將收集到的雨水的霧化顆粒噴射到每個(gè)中庭上方的ETFE（四氟乙烯）膜屋頂，然后通過(guò)蒸發(fā)來(lái)實(shí)現(xiàn)散熱和降溫。每個(gè)半透明的雙層ETFE膜屋頂都包含一個(gè)60cm的壓縮空氣腔。
當(dāng)ETFE膜的外表面溫度經(jīng)過(guò)太陽(yáng)輻射升至35℃時(shí)，灑水器網(wǎng)絡(luò)將被激活，每半小時(shí)進(jìn)行3-4分鐘的噴灑，可將膜的表面溫度降至14℃，從而有效地使室內(nèi)溫度下降5℃。這也將降低屋頂太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)對(duì)能源的需求。
“market”- 格林威治設(shè)計(jì)區(qū)食堂位于通往格林威治半島的主要人行道路上，憑借其優(yōu)越的地理位置受到當(dāng)?shù)鼐用衽c游客的歡迎。建筑自身保持了最大的透明度，直觀地向人們展示著其內(nèi)部的活動(dòng)場(chǎng)景。
輕盈的金屬結(jié)構(gòu)和透明的承重ETFE膜覆蓋著中央脊柱 ?Iwan Baan
輕盈的金屬結(jié)構(gòu)和透明的承重ETFE膜覆蓋著中央脊柱，攤位和座位區(qū)被設(shè)置在“脊柱”的頂端，構(gòu)成了市場(chǎng)的核心空間。夜晚的“街頭市場(chǎng)” ?Iwan Baan整個(gè)脊柱是用半透明的背光材料構(gòu)成的，猶如一盞巨大的燈，照亮了市場(chǎng)與環(huán)繞著空間的ETFE膜，使其在夜晚成為街區(qū)中閃閃發(fā)光的焦點(diǎn)。市場(chǎng)的兩端均設(shè)有主要通道，同時(shí)側(cè)面也可以進(jìn)入。位于底層的可調(diào)節(jié)面板以聚碳酸酯打造，可以防止涂鴉或毀壞。ETFE膜被細(xì)分至不同的面板，其中一些可以開啟以實(shí)現(xiàn)通風(fēng)，同時(shí)營(yíng)造出一種置身于街頭市場(chǎng)的神奇感覺(jué)。
