建筑新材料Word文件下载.docx

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这种特点使其即使在由于烟、火引起的膜融化情况下也具有相当的优势。

根据位置和表面印刷的情况，ETFE膜的透光率可高达95%。

该材料不阻挡紫外线等光的透射，以保证建筑内部自然光线。

通过表面印刷，该材料的半透明度可进一步降低到50%。

根据几何条件及膜的层数，其K值可高达2.0W/m2K。

耗能指数以一个三层印刷的膜为例可达到0.77。

由于其优秀品质，ETFE膜几乎不需日常保养。

可对其由于机械损坏的屋顶进行简单检查（一年一次为宜），并根据需要就地维修。

同时也可检查通风系统，更换过滤装置。

ETFE膜完全为可再循环利用材料，可再次利用生产新的膜材料，或者分离杂质后生产其它ETFE产品。

ETFE是一种无色、透明的颗粒状结晶体,具有极好的耐擦伤性和耐磨性,耐高温、耐腐蚀,绝缘性能好,可用作电缆护套或管道护衬。

用于建筑工程上的ETFE膜材是由其生料加工而成的薄膜,厚度通常为0105～0125mm,非常坚固、耐用,并具有极高的透光性。

1　ETFE薄膜的材料性能

111　ETFE膜材的基本力学性能

1）厚度和质量

ETFE膜材的厚度通常在0.105～0.125mm。

随着厚度的增加,膜材将更硬更脆,难以加工。

ETFE的密度约为1.175g/cm3。

以0.120mm厚的ETFE膜材为例,其质量约350g/m2。

2）抗拉强度

ETFE膜材的抗拉强度大于40MPa。

3）应力-应变关系

常温下张拉应力在20MPa以下时,ETFE膜材呈完全弹性性质,张拉模量达800～1000MPa;

当张拉应力在25MPa附近会出现屈服点,此后进入塑性强化阶段,直至破断。

4）破断伸长率

3ETFE膜材的破断伸长率达300%以上。

112　ETFE膜材的其他性能

1）耐久性

ETFE膜材具有极佳的抗老化能力,使用年限达25年以上。

2）颜色及透光率

ETFE膜材通常为无色透明状,也可以做成白色。

根据需要可在透明或白色膜材上印制各种图案。

以0120mm厚的ETFE膜材为例,单层透明膜材的透光率高达95%,白色膜材为50%～55%。

利用白色膜材或在透明膜材上印制不同的颜色和图案,可调节进入建筑物内的光线。

3）防火性能

ETFE为阻燃材料。

即使在火焰中,ETFE膜材热熔后会收缩,但无滴落物。

由于ETFE膜材很薄很轻,万一发生火灾,其危害性较小。

4）自洁性能

ETFE膜材表面非常光滑,具有极佳的自洁性能。

在用ETFE膜材建造的膜结构上,灰尘及污迹会随雨水冲刷而除去。

外表的人工清洗一般4年才一次。

5）气候适应性能

ETFE膜材的工作温度范围为-200～150℃;

材料熔点为275℃左右。

ETFE膜材具有极好的稳定性和气候适应性。

实践表明,暴露在恶劣气候条件中15年以上的ETFE膜材,其力学和光学性能并没有改变。

在多雹地区,即使玻璃屋面被冰雹砸碎了,ETFE膜材屋面上也仅留下一些小小的凹痕。

6）抗撕裂性能、柔韧性和可加工性

ETFE膜材具有良好的抗撕裂性能、柔韧性和可加工性。

7）可回收性

ETFE膜材可以被热熔成颗粒状并重新整合。

ETFE膜材在世界上的应用已有二十几年的历史,但国内ETFE膜材的研究与工程应用至今仍属空白。

目前国内对ETFE这种新型薄膜材料的了解仅限于国外生产商提供的有关资料以及来自国外典型工程的直观感觉。

典型案例：

关于国家奥林匹克游泳馆水立方膜。

水立方的膜产品供应商德国VECTORFOILTEC公司和沈阳远大企业集团从2005年1月开始膜片工程。

水立方工程建设从2003年12月开始，到竣工后将能容纳17000人。

混凝土和钢结构工程已于2005年7月结束，并于8月1日开始安装膜垫。

VECTORFOILTEC公司在其网站上介绍了“气候外被膜”系统的工作原理：

TEXLON幕墙系统采用具紫外线稳定性的聚四氟乙烯制成许多幕层，并将膜垫或膜片焊入其中。

用挤压铝制品将膜垫边缘系在一起，固定后就形成了主支撑结构。

注入低压空气的膜垫膨胀后能够隔热，还通挡风。

“TEXLON膜垫至少有两层。

但可通过增加系统层次来提高幕墙的隔热性。

每块膜片都能用各种方法来处理，能控制和调节屋顶的美感、视觉透明度和太阳能增益水平。

”

VECTORFOILTEC公司还表示，他们同时采用了HOECHSTAG公司的HOSTAFLON和杜邦的TEFZELETFE膜材料，但没有明确说明水立方工程所用的是哪一种产品。

国家游泳中心的蓝色外衣由3000多个气枕组成，最大的9平方米，最小的不到1平方米。

从外表看这些气枕组成了一个单一结构，但实际上彼此相对独立，在需要时能方便换单个膜垫。

　　对号入座层层把关像这样的“气泡”，整个水立方共需要3000多个，表面覆盖面积达到10万平方米，堪称世界之最。

它们大小不一，形状各异，最大一个约9平方米，最小的一个不足1平方米。

为了能够确保整个工程进度，所有“气泡”在运到场馆前，先在加工厂按照施工方的要求进行裁剪，并一一编号。

到达现场后，经过施工方的检验，按照编号安装到相对应的位置。

　　半月后“泡泡”初现端倪和当初的效果图不同，此次安装成功的“气泡”并没有想象中那么“丰满”。

据施工方介绍，为了施工的方便，安装上去的气泡全是未充气的。

安装完一定区域后，将通过事先安装在钢架上的充气管线对“气泡”进行充气。

整个充气过程由电脑智能监控，电脑将根据当时的气压、光照等条件使气泡保持最佳状态。

　　据悉，水立方“气泡”的首次充气将在半月后进行，届时现在看上去“干瘪”的气泡将逐渐丰满起来。

　　为确保正式安装的顺利进行，2006年春节前完成了实体墙面500平方米试安装。

同时，随主体钢结构相应完成了气枕转接件、充气管道、铝合金夹具底座等施工准备工作，气枕安装已经正式开始。

明年下半年，这个全球最大的ETFE膜结构工程就将竣工。

　　镀点调光通亮记者在现场看到，这种ETFE膜是全透明的。

第29届奥运会举办时正值盛夏，酷暑天气会不会使“水立方”变成一个汇聚阳光的“温室浴场”？

如何在保持游泳馆的透明、美观的同时，避免透明场馆温度偏高、出现眩光？

　　“解决上述问题的法宝就是分布在ETFE膜上的上亿个镀点，即在ETFE膜的表层，镀上上亿个与膜的颜色类似的镀点，用来改变光线的方向，起到隔热散光的效果。

”技术人员介绍，这些“镀点”布成的点阵，就像一把把遮阳伞，把刺眼的光线和多余的热量挡在场馆之外；

而在一把把“遮阳伞”之间，所需光线可以自由通过，保证场馆的温度和采光。

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　　“水立方”的创意来自细胞组织单元的基本排列形式以及水泡、肥皂泡的天然构造。

这种在自然界常见的形态从来没有在建筑结构中出现过，为了让观众在观看比赛时置身于“水立方”的清凉幽静之中，设计方案建筑围护结构采用了一种新型的ETFE气枕，由约3000块气枕组成的膜结构，表面覆盖面积达到10万平方米，比德国世界杯安联球场还要大4万平方米。

它可以吸收70％的太阳光能，把多余的光线过滤掉，隔热散光，还具备抗压功能。

　　“泡泡”强度大，可用汽车压

　　“水立方”的建筑外围护是内外两层ETFE膜结构，由3000多个气枕组成，覆盖面积达到１０万平方米。

这些气枕大小不一，形状各异，最大的一个约９平方米，最小的一个不足１平方米。

国家游泳中心总经理康伟介绍说，这种材料质地轻巧，但强度却超乎想像———“我们做过实验，气枕充好气之后，汽车压过去都没有问题”。

“皮肤”受损，创可贴来补

　　为保护“水立方”的“皮肤”ETFE膜，在场馆四周设有一圈高两米的护栏，并在护栏内开凿了一道宽6米、深0.5米的护城河，很难从外部对膜进行人为触摸和破坏。

屋顶的气枕框架边缘还装有极细的钢丝线，防止鸟对气枕造成破坏。

每个气枕都有相对独立的充气口和放气口，受到局部破坏时不会造成整体“泄气”，即使被利器扎破也只会“慢撒气”，而且气枕的气压是由电脑控制的，万一出现外膜破裂、漏气的情况，工作人员在8小时内就可用类似创可贴的专用胶带修补小面积的破损。

　　10问“水立方”

　　为啥是方的？

“鸟巢”决定的“其实说白了，‘水立方’是‘鸟巢’的配角。

它的存在要与‘鸟巢’相互呼应，‘鸟巢’是椭圆的，不规则的，因此‘水立方’就要呈现一种方方正正、特别规范的形状，与之形成一种补充。

”作为“水立方”的总设计师，赵小钧用了这样一句话来形容“水立方”所处的位置。

　　“水立方”是蓝色的？

它是“变色龙”

　　白天的“水立方”，是淡蓝色的。

不过，夜晚的“水立方”，却蕴含着无限可能，可以变换颜色，还可以组合成各种图案。

其中的奥秘就在于：

“水立方”外墙的每个气枕泡泡间都装有LED灯，共有36000盏。

　　奥运后咋办？

将成娱乐中心

　　北京奥运会后，“水立方”的运营方案将被划分为7大运营板块，包括商业楼、网球场、热身厅、戏水乐园，甚至还包括了商业区等。

届时，“水立方”将成为水上娱乐中心。

　　名字咋起的？

在酒吧里诞生

　　“水立方”这个名称最初是怎么来的呢？

据中方建筑师胡小明介绍，灵感来源于“一个方盒子，许多水泡泡”。

“有一天晚上工作很晚了，大家到酒吧里一边谈工作，一边喝酒，当时即兴起了很多五花八门的名字，最后一个澳大利亚的建筑师就说它是方的，又跟水相关，就起了一个英文名叫‘WaterCube’（水的立方体），翻成中文大家动了很多脑筋，最后大家觉得‘水立方’更加简洁明了，所以这个名字就在酒吧中产生了。

　　资金哪来?

霍英东就捐了两亿港币作为惟一一个由北京奥组委指定的、接受港澳台同胞和海外华侨华人捐赠建设的奥运场馆，“水立方”已接受捐款9.6亿元人民币。

这些捐款中，最大的一笔是由霍英东捐出的两亿港币。

据悉，捐款多余部分将用于其他奥运场馆的建设。

　　地方咋选的？

为躲文物曾北移

　　北京的文物古迹资源非常丰富，为尽可能地保护文物，北京2008年奥运会场馆的选址均避让了北京文物古迹较集中的地区。

但“水立方”在选址过程中，仍与一座2003年被列入了北京市文物保护单位的“娘娘庙”碰上了，为了保护这座古庙，“水立方”不得不向北移了100米。

　　花了多少钱？

没北京住房贵

　　“水立方”仅膜结构每平方米的造价就在2000元左右。

对此，“水立方”总设计师赵小钧解释说，“水立方”的造价每平方米大约9000元人民币。

“其实这个价格并不昂贵，现在上海、北京等地的住房比这个价格还要高。

”“水立方”很节能？

神奇气枕立功“水立方”膜结构气枕上布满了肉眼看不见的镀点，其原材料是一种耐高温的油墨。

阳光进入场馆内要通过镀点的过滤，一部分光线会被镀点反射回空中，只有场馆内需要的光线会被镀点过滤后允许进入。

这种膜结构相对于玻璃顶或者钢结构顶的游泳馆可以节约能源30%。

如果是普通的游泳馆，为了保证水温达到标准的28℃就要烧锅炉。

“水立方”平均每天有近１０个小时采用自然光照明，经过热收集和处理即可加热泳池的水。

同时，自然采光，室内部分日光灯也可省掉。

　　“水立方”能解渴？

直饮水随便喝

　　顾名思义，直饮水就是能直接饮用的自来水，在“水立方”内部，直饮水龙头一共有9处，而且每一处都用五彩灯光点缀，极好辨认，观众在比赛期间口渴时，可直接饮用，极大地满足了观众的需求。

　　自己会“洗脸”？

下雨就搞定

　　“水立方”的ETFE膜有很强的自洁性。

由于这种材料的摩擦系数很小，不易附着尘土。

即使粘上些尘土，只要下点小雨，立刻就能将膜冲洗干净。

此外，“气泡”之间的凹陷处也有助于积水分流，这样“水立方”就不会因为积水而滋生霉菌。

　　本组稿件综合新华社

　　数字“水立方”

　　79532“水立方”建筑面积达到79532平方米。

　　17000“水立方”拥有座位17000个，其中永久座位6000个，临时座位11000个。

　　0“水立方”接受捐赠资金达9亿元人民币左右。

　　6900“水立方”长宽高分别为177米×

177米×

30米，总用钢量6900吨，整个钢结构由2万个杆件，1万个球组成，光是焊条用钢量就达1300多吨。

　　9910“水立方”需水总量约9910立方米。

泳池蓄水量为3750立方米，每天还需要补充112.5立方米到187.5立方米的水，而跳水池的蓄水量也达到3660立方米，再加上热身池需要的2500立方米蓄水，因此，“水立方”专门设计了雨水回收系统，一年回收雨水量1万吨左右。

　　100000“水立方”的膜面积达到了10万平方米。

中国第一个膜结构的体育场，

　　就完成了目前世界上最大、结构最复杂的工程。

　　时间“水立方”

　　2003年1月15日建筑设计方案面向全球招标。

7月28日设计方案正式确定，简称“水立方”。

12月24日“水立方”与“鸟巢”同一天奠基。

　　2005年6月开始钢结构安装。

2006年4月10日主体结构封顶。

11月4日外墙贴膜完成。

　　2007年12月进行室内装修、室外铺装等收尾工程以及竣工验收准备工作。

　　2008年1月进行试水、调灯等测试工作。

1月28日“水立方”正式竣工。

ETFE薄膜需要深入研究的内容包括:

ETFE薄膜的基本性能、ETFE充气枕在内压、风、雪等分布荷载（包括雪荷载非均匀分布）及人员检修集中荷载等作用下的受力性能、充气枕的热传导特性、水密性、气密性、充气枕与边缘构件的连接、边缘构件的设计及ETFE施工标准控制等。

通过系统的理论分析、试验研究与应用研究,建立具有自主知识产权的ETFE薄膜材料成套应用技术,推动ETFE薄膜在国内的应用与发展。