膜材是一種新興的建筑材料,已被公認為是繼磚、石、混凝土、鋼和木材之后的“第六種建筑材料”。膜材本身不能受壓也不能抗彎,所以要使膜結構正常工作就必須引入適當的預張力。此外,要保證膜結構正常工作的另一個重要條件就是要形成互反曲面。傳統結構為了減小結構的變形就必須增加結構的抗力;而膜結構是通過改變形狀來分散荷載,從而獲得最小內力增長的。當膜結構在平衡位置附近出現變形時,可產生兩種回復力:一個是由幾何變形引起的;另一個是由材料應變引起的。通常幾何剛度要比彈性剛度大得多,所以要使每一個膜片具有良好的剛度,就應盡量形成負高斯曲面,即沿對角方向分別形成“高點”和“低點”。 膜材料是指以聚酯纖維基布或PVDF、PVF、PTFE等不同的表面涂層,配以優質的PVC組成的具有穩定的形狀,并可承受一定載荷的建筑紡織品。 膜結構建筑中最常用的膜材料有PTFE膜材料和PVDF膜材料兩種。 1.PTFE膜材料是指在極細的玻璃纖維編織成的基布上涂覆PTFE(聚四氟乙烯)而形成的復合材料。PTFE膜材的最大特點是強度高、耐久性好、防火難燃、自潔性好,不受紫外線影響,使用壽命在25年以上。具有高透光率,透光率為13%,對熱能反射率73%,熱吸收量很少。正是因為這種劃時代的膜材料的發明,使膜結構建筑成為現代化的永久性建筑。 2.PVDF膜材料是指在聚脂纖維編織的基布上涂覆PVC(聚氯乙烯)后再加版100%PVDF(聚偏氟乙烯)表面涂層而 形成的復合材料。PVDF膜材由于自潔性良好、價位適中、運輸安裝方便,更廣泛應用于各類建筑領域。它的壽命因不同的表面涂層而異,一般可達成12—50年。 用于膜結構中的膜材是一種具有高強度、柔韌性好的薄膜材料;是由織物基材(玻璃纖維、聚酯長絲)和涂層(PTEE、硅酮、PVC)復合而成的涂層織物。具有輕質、柔韌、厚度小、重量輕、透光性好;對自然光有反射、吸收和透射能力;它不燃、難燃或阻燃;具有耐久、防火、氣密良好等特性;表面景氟素處理(涂覆PVF或PVDF)的膜材、自身不發粘、有很好的自潔性能。 力學性能 中等強度的PVC膜:其厚度僅0.61mm,但它的拉伸強度相當于鋼材的一半。中等強度的PTFE膜:其厚度0.8mm,但它的拉伸強度已達到鋼材的水平。 膜材的彈性模量較低,這有利于膜材形成復雜的曲面造型。 光學性能 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。 聲學性能 一般膜結構對于低于60Hz的低頻幾乎是透明的,對于有特殊吸音要求的結構 可以采用具有FABRASORB裝置的膜結構,這種組合比玻璃具有更強的吸音效果。 防火性能 如今廣泛使用的膜材料能很好地滿足對于防火的需求,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。 保溫性能 單層膜材料的保溫性能與磚墻相同,優于玻璃。同其他材料的建筑一樣, 膜建筑內部也可以采用其他方式調節其內部溫度。例如:內部加掛保溫層,運用 空調采暖設備等。 自潔性能 PTFE膜材和經過特殊表面處理的PVC膜材具在其表 面聚成水珠流下,使膜材表面得到自然清洗。