世博新型材料.ppt

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1、新型建筑材料世博篇——胡玲世博轴一、膜结构材料在全长1045米、宽约100米的世博轴上，由13根大型桅杆、数十根斜拉索和巨大的幕布巧妙组成了中国第一、世界罕见的索膜结构建筑。6个形似喇叭的“阳光谷”，其中最大的上面直径99米，下面直径20米，其钢结构由1700个单元构建而成，每个单元又由3个杆件和1个节点组成，节点误差要小于5毫米。日本馆“发电膜”：全球首次应用发电膜：含太阳能发电装置的超轻薄膜，用来发电，以达到零排放。作为世界上首次采用“发电膜”技术的场馆，日本馆外墙使用的太阳能电池能自主产生能源。日本馆的弧形穹顶上有三个呼吸孔、三座排热塔以及

2、透明夹层皮肤。日本馆选择了透光、轻质高强、可回收利用的夹层薄膜乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）作为建筑表皮系统，夹层中埋设有曲面太阳能电池为建筑提供绿色辅助能源。这张高透光性发电膜通过吸收太阳光后自主发电，正常可提供整个日本馆供电系统1/4的电力。透光发电膜还会随着日光及夜晚的演出情况变换各种“表情”。据悉，日本馆在建造过程中通过使用“发电膜”和“循环呼吸柱”，实现了将钢筋的使用量削减至普通建筑物的60%。同时，设在建筑表皮上的喷雾系统可降温而不湿衣。呼吸孔与排热塔用于室内外空气的交换，强化冷暖空气流通，同时具有采光、收集雨水、散水降温的“呼吸”功能

3、，可减少空调能耗和照明用电。德国馆展馆由自然景区和展馆主体组成，外墙包裹透明的银色发光建筑膜，主体由四个头重脚轻、变形剧烈、连成整体却轻盈稳固的不规则几何体构成，阐释了“和谐城市”的主题。二、膜结构膜结构(Membrane)是20世纪中期发展起来的一种新型建筑结构形式,是由多种高强薄膜材料(PVC或Teflon)及加强构件(钢架、钢柱或钢索)通过一定方式使其内部产生一定的预张应力以形成某种空间形状,作为覆盖结构,并能承受一定的外荷载作用的一种空间结构形式.（1）类型膜结构可分为充气膜结构和张拉膜结构两大类.充气膜结构是靠室内不断充气,使室内外产生一定

4、压力差(一般在10㎜～30㎜水柱之间),室内外的压力差使屋盖膜布受到一定的向上的浮力,从而实现较大的跨度.张拉膜结构则通过柱及钢架支承或钢索张拉成型,其造型非常优美灵活.膜结构所用膜材料由基布和涂层两部分组成.基布主要采用聚酯纤维和玻璃纤维材料;涂层材料主要聚氯乙烯和聚四氟乙烯。（2）膜结构材料类型膜材分类目前建筑膜材广泛认可的标准是日本JISA-93所规定的A、B、C三类，是根据其防火性能的优劣来划分的。A类最好，以玻璃纤维织物为基材涂聚四氟乙烯（PTFE）而成；B类次之，以玻璃纤维织物为基材涂PVC而成；C类是三类中最次的，以聚酯（涤纶）织物为基

5、材涂PVC而成。按涂层材料分，有聚四氟乙烯（PTFE）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚氟乙烯（PVF）、聚氯乙烯（PVC）、聚氨酯（PU）、橡胶等。PTFE建筑膜材PTFE膜材是在超细玻璃纤维织物上涂以聚四氟乙烯树脂而成的材料。这种膜材有较好的焊接性能，有优良的抗紫外线、抗老化性能和阻燃性能。另外，其防污自洁性是所有建筑膜材中最好的，但柔韧性差，施工较困难，成本高。永久性的PTFE膜：把玻纤织物多次快速放入特氟隆熔体中，使织物两面皆有均匀的特氟隆涂层。（3）典型膜材及特点玻纤PVC建筑膜材这种膜材开发和应用得比较早，通常规定PVC涂层在玻璃纤维织物经纬线

6、交点上的厚度不能少于0.2mm，一般涂层不会太厚，达到使用要求即可。为提高PVC本身耐老化性能，涂层时常常加入一些光、热稳定剂，浅色透明产品宜加一定量的紫外吸收剂，深色产品常加炭黑做稳定剂。另外对PVC的表面处理还有很多方法，可在PVC上层压一层极薄的金属薄膜或喷射铝雾。主要特点是强度低、弹性大、易老化、徐变大、自洁性差，但价格便宜，容易加工制作，色彩丰富，抗折叠性能好。玻纤有机硅树脂建筑膜材有机硅树脂具有优异的耐高低温、拒水、抗氧化等特点，该膜材具有高的抗拉强度和弹性模量，另外还具有良好的透光性。目前这种膜材应用的不多，生产厂家也较少。玻纤合成橡胶

7、建筑膜材合成橡胶（如丁腈橡胶，氯丁橡胶）韧性好，对阳光、臭氧、热老化稳定，具有突出的耐磨损性、耐化学性和阻燃性，可达到半透明状态，但由于容易发黄，故一般用于深色涂层。ETFE建筑膜材由ETFE（乙烯-四氟乙烯共聚物）生料直接制成。ETFE不仅具有优良的抗冲击性能、电性能、热稳定性和耐化学腐蚀性，而且机械强度高，加工性能好。这种膜材透光性特别好，号称“软玻璃”，质量轻，只有同等大小玻璃的1%；韧性好、抗拉强度高、不易被撕裂，延展性大于400%；耐候性和耐化学腐蚀性强，熔融温度高达200℃；可有效的利用自然光，节约能源；良好的声学性能。自清洁功能使表面不

8、易沾污，且雨水冲刷即可带走沾污的少量污物，清洁周期大约为5年。另外，ETFE膜可在现成预制成薄膜气泡，方便施