膜結構材料

膜結構材料是由基布和塗層兩部分組成，基布主要採用聚酯纖維和玻璃纖維材料，塗層材料主要聚氯乙烯和聚四氟乙烯。

膜材的介紹

常用膜材為聚酯纖維覆聚氯乙烯（PVC）和玻璃纖維覆聚聚四氟乙烯（Teflon）。PVC材料的主要特點是強度低、彈性大、易老化、徐變大、自潔性差，但價格便宜，容易加工製作，色彩豐富，抗摺疊性能好。為改善其性能，可在其表面塗一層聚四氟乙烯塗層，提高其抗老化和自潔能力，其壽命可達到15年左右。Teflon材料強度高、彈性模量大、自潔、耐久耐火等性能好，但它價格較貴，不易摺疊，對裁剪製作精度要求較高，壽命一般在30年以上，適用於永久建築。

膜結構是建築結構中最新發展起來的一種形式，它以性能優良的織物為材料，或是向膜內充氣，由空氣壓力支撐膜面，或是利用柔性鋼索或剛性支撐結構將面繃緊，從而形成具有一定剛度、能夠覆蓋大跨度空間的結構體系。自從1970年代以來， 膜結構在國外已逐漸套用於體育建築、商場、展覽中心、交通服務設施等大跨度建築中。 膜結構已成為結構設計選型中的一個主要方案。成為化纖紡織品套用的一個重要領域。近年來在中國建築 結構中也有長足的進展。 大阪萬國博覽會中的美國館採用了氣承式空氣 膜結構。這個擬橢圓形、軸線尺寸為 140m×83.5m的展覽館是世界上第一個大跨度的 膜結構，而且是首次採用了聚氯乙烯(PVC)塗層的玻璃纖維織物。作為一種真正的現代工程結構，大阪萬國博覽會的展覽館標誌著 膜結構時代的開始。自此以後， 膜結構在世界範圍內得到了迅猛的發展。從跨度來說,美國龐提亞克的"銀色穹頂"氣承式空氣 膜結構的平面有234.9m×183m,開始採用聚四氟乙烯(PTFE)塗層的玻璃纖維織物，類似的大型體育館在北美就建了九座。從面積來說,沙烏地阿拉伯吉大機場候機大廳的懸掛膜結構占地42萬m2。作為 膜結構一種新形式，索穹頂於1988年首先用在漢城奧運會的體操館與擊劍館，其後又在一些體育建築中得到推廣。千年穹頂以其獨特的 膜結構，顯示了當今建築技術與材料科學的發展水平。

膜材特性

光學性能

膜材料可濾除大部分紫外線，防止內部物品褪色。其對自然光的透射率可達25%，透射光在結構內部產生均勻的漫射光，無陰影，無眩光，具有良好的顯色性，夜晚在周圍環境光和內部照明的共同作用下，膜結構表面發出自然柔和的光輝，令人陶醉。

自潔性能

PTFE膜材和經過特殊表面處理的PVC膜材具有很好的自潔性能，雨水會在其表面聚成水珠流下，使膜材表面得到自然清洗。

聲學性能

一般膜結構對於低於60Hz的低頻幾乎是透明的，對有特殊吸音要求的結構可以採用具有FABRASORB裝置的膜結構，這種組合比玻璃具有更強的吸音效果。

保溫性能

單層膜材料的保溫性能與磚牆相同，優於玻璃。同其他材料的建築一樣，膜建築內部也可以採用其他方式調節其內部溫度。例如：內部加掛保溫層，運用空調採暖設備等。

防火性能

如今廣泛使用的膜材料能很好地滿足對於防火的需求，具有卓越的阻燃和耐高溫性能，達到法國、德國、美國、日本等多國標準。

力學性能

中等強度的PVC膜：其厚度僅0.8mm，但它的拉伸強度相當於鋼材的一半。中等強度的PTFE膜：其厚度僅1.0mm，但它的拉伸強度已達到鋼材的水平。膜材的彈性模量較低，這有利於膜材形成複雜的曲面造型。

膜材的種類

玻纖PVC建築膜材

這種膜材開發和套用得比較早，通常規定PVC塗層在玻璃纖維織物經緯線交點上的厚度不能少於0.2mm，一般塗層不會太厚，達到使用要求即可。為提高PVC本身耐老化性能，塗層時常常加入一些光、熱穩定劑，淺色透明產品宜加一定量的紫外吸收劑，深色產品常加炭黑做穩定劑。另外對PVC的表面處理還有很多方法，可在PVC上層壓一層極薄的金屬薄膜或噴射鋁霧，用雲母或石英來防止表面發粘和沾污。
玻纖有機矽樹脂建築膜材。有機矽樹脂具有優異的耐高低溫、拒水、抗氧化等特點，該膜材具有高的抗拉強度和彈性模量，另外還具有良好的透光性。玻纖合成橡膠建築膜材。合成橡膠（如丁腈橡膠，氯丁橡膠）韌性好，對陽光、臭氧、熱老化穩定，具有突出的耐磨損性、耐化學性和阻燃性，可達到半透明狀態，但由於容易發黃，故一般用於深色塗層。

膨化PTFE建築膜材

由膨化PTFE纖維織成的基布兩面貼上氟樹脂薄膜即得膨化PTFE建築膜材。由於它的造價太高，一般的建築考慮到成本和性能兩方面，很少選用這種膜材，目前國外的生產廠家也不多。

ETFE建築膜材

由ETFE（乙烯-四氟乙烯共聚物）生料直接製成。ETFE不僅具有優良的抗衝擊性能、電性能、熱穩定性和耐化學腐蝕性，而且機械強度高，加工性能好。近年來，ETFE膜材的套用在很多方面可以取代其他產品而表現出強大的優勢和市場前景。這種膜材透光性特別好，號稱“軟玻璃”，質量輕，只有同等大小玻璃的1%；韌性好、抗拉強度高、不易被撕裂，延展性大於400%；耐候性和耐化學腐蝕性強，熔融溫度高達200℃；可有效的利用自然光，節約能源；良好的聲學性能。自清潔功能使表面不易沾污，且雨水沖刷即可帶走沾污的少量污物，清潔周期大約為5年。另外，ETFE膜可在現成預製成薄膜氣泡，方便施工和維修。ETFE也有不足，如外界環境容易損壞材料而造成漏氣，維護費用高等，但是隨著大型體育館、遊客場所、候機大廳等的建設，ETFE更突顯自己的優勢。目前生產這種膜材的公司很少，只有ASAHIGLASS（AGC）、日本旭硝子、德國科威爾等少數幾家公司可以提供ETFE膜材，這種膜材的研發和套用在國外已開發國家也不過十幾年的歷史。