[摘要] 有一种建筑新材料跟传统材料相比轻盈而柔韧,透光且环保。在设计师手下呈现出令人流连忘返的梦幻美景。今天,小编就带您一起了解这种轻薄透的屋 墙面材料:ETFE材料。
ETFE是目前为止最强韧的氟塑料,在保持了PTFE良好的耐热、耐化学和电绝缘性能的同时,它的耐辐射、机械性能和加工性能有了很大程度的改善。
自上世纪九十年代开始,建筑师尼古拉斯·格林肖(NicholasGrimshaw)创新性地将ETFE膜大规模地应用于,英国的伊甸园工程后,这种材料得到了许多建筑师的认同,它的建筑用途也日益增多起来。
01. ETFE材料总述
塑料聚合物一直被建筑界当作劣质建筑材料,不同于玻璃、金属等材料能够传达质感。随着技术创新推动材料发展,氟基塑料ETFE(乙烯四氟乙烯)在水立方上的运用,引起了广泛的关注。
ETFE(Ethylene Tetm nuoro Ethylene)最初是由杜邦公司(DuPont)于1970年代开发的,中文名为乙烯一四氟乙烯共聚物,俗称“软玻璃”,是一种轻质、耐热的薄膜。ETFE膜具有很多其他材料无法比拟的性能。
ETFE膜的优势
质轻、韧性好、抗拉强度高、延展性
耐候性和耐化学腐蚀性强
防火安全性好,不会自燃
可见光透过率高
优异的自清洁功能,灰尘不易吸附在其表面
适应性好,几乎可以加工成任何尺寸和形状
ETFE薄膜可预制成薄膜气囊,现场组装、充气、施工,维修方便
用于建筑上的ETFE气枕膜结构,ETFE层连续不断地填充来自气动系统的空气,以创建类似枕头的垫子。从而提供隔热和结构稳定性以抵抗风或雪荷载。
由于ETFE膜的透光性特别好,号称“软玻璃”。它具有通过UV透明性,可靠地调节建筑物内环境条件的能力,该膜可以印刷特定的图案,并分层控制太阳光的条件。
以及,ETFE的低摩擦系数可防止灰尘或污垢粘附在其表面上,从而降低了维护要求。
而且还可以通过变色LED点亮单个垫子,以创建独特的图案从而使建筑立面能够反映内部情况。
与可能危害健康的塑料不同,ETFE 既易于回收又持久耐用,生产具有成本效益,并且制造和运输过程能耗低。这在很大程度上归功于其重量轻,由于其弹性, ETFE 在自然灾害中表现良好,并且在发生火灾时具有自熄性。
02. ETFE膜的结构分类
根据膜结构的成形方式和受力特点一般可以分为:骨架膜、张拉膜和充气膜。
骨架膜结构
骨架膜结构是膜材依靠具有稳定性、完整性的钢或其他材料构成的刚性骨架,经张拉而构成的骨架式膜结构。形态有平面形、单曲面形和以鞍形为代表的双曲面形。
骨架膜结构的显著特点在于:膜不是维持结构体系存在的必要结构单元,但膜又不仅仅是单纯地用来覆盖屋面体系,而是充分发挥了其建筑采光功能、高强度受力特性。因屋顶造型比较单纯,开口部不易受限制,且经济效益高等特点,广泛适用于任何大,小规模的空间。
张拉膜结构
张拉膜结构以膜材、钢索及支柱构成,利用钢索与支柱在膜材中导入张力以达安定的形式。除了可实践具创意,创新且美观的造型外,也是最能展现膜结构精神的构造形式。大型跨距空间也多采用以钢索与压缩材构成钢索网来支撑上部膜材的形式。
张拉膜结构可以根据需要制成任意复杂曲面形状,体现自然流畅之美;并有多种颜色的膜材可选,以适应周边的环境、满足建筑效果要求;而且膜结构质量轻,一般不需要太庞大的支撑结构,这是其他建筑材料无法比拟的优势所在。
充气膜结构
充气膜结构是指在以高分子材料制成的薄膜制品中充入空气后形成的结构。我们常说的的充气膜结构一般指气承式膜结构(Air-supportedMembrane Structure)
即是通过送风向建筑物内充气(常为室外气压的1.001~1.003倍),使室内外保持一定的压力差从而支撑覆盖膜体并保持其稳定的形状。
03. 案例欣赏
- 哈德逊艺术中心 -
地点:美国纽约
设计:Diller Scofidio + Renfro
面积:17000平方英尺
年份:2019
在哈德逊码头上,全新的跨界“棚屋”艺术中心(The Shed)于2019年4月5日对外开放。
艺术中心由著名建筑公司 Diller Scofidio+Renfro 和 Rockwell 集团合作设计,打造了覆盖着ETFE气枕膜材料的120英尺的伸缩式外壳,能够通过滚轮将建筑延伸至“棚屋”的户外广场,营造更开阔的半户外空间,旨在创建世界上最具灵活性的文化机构。
- 英国“伊甸园” -
地点:英国康沃尔郡
设计:Grimshaw
面积:15公顷
年份:2015
“伊甸园”项目位于英国的康沃尔郡,是在废弃的矿山上建的全球最大的生态温室。主要由8个充满未来主义色彩的巨大蜂巢式穹顶建筑构成,其中每4座穹顶状建筑连成一组。
“伊甸园”的穹顶穹顶架由钢管构成,拼成尺寸9米大小的六角形天窗,天窗中间铺设半透明的ETFE薄膜材料。在形态上像放大了无数倍的“大水泡”。"大水泡"里培育着原产于非洲、亚洲、欧洲、大洋洲和美洲的热带植物。
- 蛇形画廊展馆 -
地点:英国伦敦
设计:SelgasCano
年份:2015
该设计由包裹在彩色ETFE薄板和最小钢架组成,围绕着“秘密走廊”,其灵感来自伦敦地下的多层且有时是混乱的线路网络。SelgasCano使用彩色ETFE材料使结构具有“运动性和轻便性”,塑料能够在刚性钢制框架中轻松变形,呈现出动态观感。
SelgasCano与工程师Aecom & David Glover合作,使用的ETFE塑材被印刷上了19种颜色,达到了万花筒般的效果。
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