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【第六种建筑材料】膜材介绍

日期:2015年7月2日 10:36


 

  用于膜结构建筑中的膜材是一种具有强度,柔韧性好的薄膜材料,是由纤维编织成织物基材,在其基材两面以树脂为涂层材所加工固定而成的材料,中心的织物基材分为聚酯纤维及玻璃纤维,而作为涂层材使用的树脂有聚氯乙烯树脂(PVC),硅酮(silicon)及聚四氟乙烯树脂(PTFE),在力学上织物基材及涂层材分别具有影响下列的功能性质。

  织物基材--抗拉强度,抗撕裂强度,耐热性,耐久性,防火性。

  涂 层 材--耐候性,防污性,加工性,耐水性,耐品,透光性。

  膜材是一种新兴的建筑材料,已被公认为是继砖、石、混凝土、钢和木材之后的”第六种建筑材料“.膜材本身不能受压也不能抗弯,所以要使膜结构正常工作就必须引入适当的预张力。此外,要保证膜结构正常工作的另一个重要条件就是要形成互反曲面。传统结构为了减小结构的变形就必须增加结构的抗力;而膜结构是通过改变形状来分散荷载,从而获得最小内力增长的。当膜结构在平衡位置附近出现变形时,可产生两种回复力:一个是由几何变形引起的;另一个是由材料应变引起的。通常几何刚度要比弹性刚度大得多,所以要使每一个膜片具有良好的刚度,就应尽量形成负高斯曲面,即沿对角方向分别形成”高点“和”低点“。

  膜材料是指以聚酯纤维基布或PVDF、PVF、PTFE等不同的表面涂层,配以优质的PVC组成的具有稳定的形状,并可承受一定载荷的建筑纺织品。

 

 

  膜结构建筑中最常用的膜材料有PTFE膜材料和PVDF膜材料两种。

  1.PTFE膜材料是指在极细的玻璃纤维编织成的基布上涂覆PTFE(聚四氟乙烯)而形成的复合材料。PTFE膜材的最大特点是强度高、耐久性好、防火难燃、自洁性好,不受紫外线影响,使用寿命在25年以上。具有高透光率,透光率为13%,对热能反射率73%,热吸收量很少。正是因为这种划时代的膜材料的发明,使膜结构建筑成为现代化的永久性建筑。

  2.PVDF膜材料是指在聚脂纤维编织的基布上涂覆PVC(聚氯乙烯)后再加版100%PVDF(聚偏氟乙烯)表面涂层而 形成的复合材料。PVDF膜材由于自洁性良好、价位适中、运输安装方便,更广泛应用于各类建筑领域。它的寿命因不同的表面涂层而异,一般可达成12-50年。

  用于膜结构中的膜材是一种具有高强度、柔韧性好的薄膜材料;是由织物基材(玻璃纤维、聚酯长丝)和涂层(PTEE、硅酮、PVC)复合而成的涂层织物。具有轻质、柔韧、厚度小、重量轻、透光性好;对自然光有反射、吸收和透射能力;它不燃、难燃或阻燃;具有耐久、防火、气密良好等特性;表面景氟素处理(涂覆PVF或PVDF)的膜材、自身不发粘、有很好的自洁性能。

 

  力学性能

  中等强度的PVC膜:其厚度仅0.61mm,但它的拉伸强度相当于钢材的一半。中等强度的PTFE膜:其厚度0.8mm,但它的拉伸强度已达到钢材的水平。

  膜材的弹性模量较低,这有利于膜材形成复杂的曲面造型。

 

  光学性能

  可滤除大部分紫外线,防止内部物品褪色。其对自然光的透射率可达 25%,透射光在结构内部产生均匀的漫射光,无阴影,无眩光,具有良好的显色 性,夜晚在周围环境光和内部照明的共同作用下,膜结构表面发出自然柔和的光 辉,令人陶醉。

 

  声学性能

  一般膜结构对于低于60Hz的低频几乎是透明的,对于有特殊吸音要求的结构 可以采用具有FABRASORB装置的膜结构,这种组合比玻璃具有更强的吸音效果。

 

  防火性能

  如今广泛使用的膜材料能很好地满足对于防火的需求,具有卓越的阻燃和耐 高温性能,达到法国、德国、美国、日本等多国标准。

 

  保温性能

  单层膜材料的保温性能与砖墙相同,优于玻璃。同其他材料的建筑一样, 膜建筑内部也可以采用其他方式调节其内部温度。例如:内部加挂保温层,运用 空调采暖设备等。

 

  自洁性能

  PTFE膜材和经过特殊表面处理的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。

 

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