新材料与建筑

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1、新材料与现代建筑建筑材料是建筑工程的物质基础，从建筑开始在这个地球上矗立起来，到今天城市里高楼林立的繁华，材料的多样性伴随着建筑形式建筑艺术的进步走过了几千年……原始的石块垒起了人类文明开端，石材的使用也伴随了西方度过了许多年，东方则用木构架发展着它独有的建筑文化。随着工业革命的到来，玻璃和钢走进建筑师的视野，从此钢和玻璃统治了建筑的世界很多年。到了现代，科学技术迅猛发展，化工技术不断提高，各种新结构新材料如同雨后春笋般涌现，丰富了我们的建筑视野，让建筑不再那么呆板，变得更加生动多变。我个人看来，新材料其实分为两种，第一类是原有的未被使用或探索过的旧材料，用化工手段

2、加工得到的材料，如火山岩、PVC、LED、纸面石膏板等；第二类是化工手段得到的新材料，如ETFE、钛金属板等。新材料的使用极大的丰富了建筑师的设计手段，能够让设计自由的表现，不再被材料的多样性束缚。钛金属板和ETFE（四氟乙烯共聚物）是时下非常流行的两种新型材料，具有非凡的前景。ETFE在新建筑中的应用图表1ETFE膜材料制成的泡泡　ETFE膜是透明建筑结构中品质优越的替代材料，多年来在许多工程中以其众多优点被证明为可信赖且经济实用的屋顶材料。该膜是由人工高强度氟聚合物（ETFE）制成，其特有抗粘着表面使其具有高抗污，易清洗的特点。通常雨水即可清除主要污垢。　　ET

3、FE膜使用寿命至少为25-35年，是用于永久性多层可移动屋顶结构的理想材料。该膜材料多用于跨距为4米的两层或三层充气支撑结构，也可根据特殊工程的几何和气候条件，增大膜跨距。膜长度以易安装为标准，一般为15-30米。小跨度的单层结构也可用较小规格。　　ETFE膜达到B1、DIN4102防火等级标准，燃烧时也不会滴落。且该膜质量很轻，每平方米只有0.15-0.35公斤。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

4、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。由于其出众的特性，ETFE膜在新建筑的材料选择中大放光彩，尤其在一些体量比较大，耗能比较大，对建筑材料要求比较高的建筑设计中得到广泛使用。国家奥林匹克游泳馆，我们熟知的水立方就大量使用ETF

5、E膜。按照设计方案，水立方的内外立面膜结构共由3065个气枕组成（其中最小的1－2平方米，最大的达到70平方米），覆盖面积达到10万平方米，展开面积达到26万平方米，是世界上规模最大的膜结构工程，也是惟一一个完全由膜结构来进行全封闭的大型公共建筑。ETFE透光的特性让整个建筑看起来晶莹透亮，充满一种奇幻色彩，得到了相当出众的视觉效果。同时ETFE出色韧性和耐腐蚀性，让它在北京比较复杂的气候条件下也能有非常好的建筑外观。膜的透光性和自清洁功能，不仅节约了大量能源，迎合了节能减排的要求，还节约大量的人力物力，真正实现了绿色奥运的构想。图表2水立方如梦如幻的效果另一个大量

6、使用ETFE膜的建筑当属目前最豪华、最现代化的慕尼黑安联足球场了。安联体育场有两个世界之最：一、世界上最大的复合材料外墙，由2874个菱形气枕组成，其中的1056个在比赛时会发出耀眼的光芒，气枕的薄膜厚度仅为0.2毫米，却能够隔绝98%的紫外线；二、安联体育场的地下车场是欧洲最大的停车场，能容纳9800辆车。足球场外围用光滑可膨胀的ETFE材料做成，并可以发出不同的光，红白或是蓝白的菱形让整个建筑看上去就像一个LED大屏幕，透亮的顶看上去和体育场的墙壁分开，整体看起来非常的梦幻。图表3安联足球场夜景综合分析以上两个实例，我们不难发现ETFE膜优良的建筑特性，能够迎合

7、新兴大体量建筑的设计需要，不仅有非常美观的视觉效果，也有其他各个方面的优良特性，它必将是一个非常有前景的建筑材料。钛金属板钛锌板在建筑中的应用图表4普通钛锌板材屋面/墙面用钛锌板是以符合欧洲质量标准EN1179的高纯度金属锌（99.995%）与少量的钛和铜熔炼而成，钛的含量是0.06%－0.20%，可以改善合金的抗蠕变性，铜的含量是0.08%－1.00%，用以增加合金的硬度。锌是一种卓越耐久的金属材料它具有天然的抗腐蚀性。可在表面形成致密的钝化保护层，从而使锌保持一个极慢的腐蚀率。实验检测及跟踪表明，锌的腐蚀率小于1微米/年，0.7mm钛锌板可使用近100年。创