薛輝 趙海濤

膜結(jié)構(gòu)建筑是近幾十年發(fā)展起來的一種采用新型材料的全新結(jié)構(gòu)形式，因其特有的優(yōu)點(diǎn)成為建筑行業(yè)的一枝獨(dú)秀。而ETFE建筑膜材作為膜結(jié)構(gòu)的新興膜材，以其優(yōu)越的材料特性將很快成為我國(guó)建筑膜材市場(chǎng)的主力軍。

1、ETFE建筑膜材的特點(diǎn)

ETFE建筑膜材，由ETFE（乙烯-四氟乙烯共聚物）生料直接制成。ETFE不僅具有優(yōu)良的抗沖擊性能、電性能、熱穩(wěn)定性和耐化學(xué)腐蝕性，而且機(jī)械強(qiáng)度高，加工性能好。這種膜材透光性特別好，號(hào)稱“軟玻璃”，質(zhì)量輕，只有同等大小玻璃的1%；韌性好、抗拉強(qiáng)度高、不易被撕裂，延展性大于400%；耐候性和耐化學(xué)腐蝕性強(qiáng)，熔融溫度高達(dá)200℃；可有效的利用自然光，節(jié)約能源；良好的聲學(xué)性能。ETFE膜自清潔功能使其表面不易沾污，且雨水沖刷即可帶走沾污的少量污物，清潔周期大約為5年。另外，ETFE膜可在現(xiàn)成預(yù)制成薄膜氣泡，方便施工和維修。當(dāng)然ETFE也有不足，如外界環(huán)境容易損壞材料而造成漏氣，維護(hù)費(fèi)用高等，但是隨著大型體育館、游客場(chǎng)所、候機(jī)大廳等建設(shè)的增多，ETFE更加突顯了自己的優(yōu)勢(shì)。

2、ETFE建筑膜材在我國(guó)的應(yīng)用

膜結(jié)構(gòu)建筑是近幾十年發(fā)展起來的一種采用新型材料的全新結(jié)構(gòu)形式。作為空間結(jié)構(gòu)體系的新成員，它集建筑學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、精細(xì)化工與材料科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等為一體，借鑒現(xiàn)代造型藝術(shù)與技術(shù)美學(xué)的成就，以靈活多變的建筑造型、優(yōu)異的受力特性受到了建筑師和結(jié)構(gòu)師們的青睞。膜結(jié)構(gòu)外觀造型新穎獨(dú)特，內(nèi)部空間給人一種夢(mèng)幻般的感覺，很大程度上滿足了現(xiàn)代人的審美觀念。

近年來，ETFE建筑膜材的應(yīng)用在很多方面可以取代其他產(chǎn)品而表現(xiàn)出強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)前景。生產(chǎn)這種膜材的公司很少，只有日本旭硝子、德國(guó)科威爾等少數(shù)幾家公司可以提供ETFE建筑膜材，這種膜材的研發(fā)和應(yīng)用在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家也不過十幾年的歷史。

目前國(guó)內(nèi)膜結(jié)構(gòu)發(fā)展振奮人心。隨著一些大型體育館、候機(jī)大廳等建設(shè)以及2008年北京奧運(yùn)會(huì)及2010年上海世博會(huì)和廣州亞運(yùn)會(huì)等國(guó)際盛會(huì)的舉辦，為中國(guó)膜結(jié)構(gòu)的發(fā)展帶來了機(jī)遇和挑戰(zhàn)。例如北京奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)館“水立方”膜結(jié)構(gòu)采用進(jìn)口ETFE建筑膜材，是目前國(guó)內(nèi)最大的ETFE膜材結(jié)構(gòu)建筑。“水立方”采用雙層ETFE充氣膜結(jié)構(gòu)，共1437塊氣枕，每一塊都好像一個(gè)“水泡泡”，氣枕可以通過控制充氣量的多少，對(duì)遮光度和透光性進(jìn)行調(diào)節(jié)，有效地利用自然光，節(jié)省能源，并且具有良好的保溫隔熱、消除回聲，為運(yùn)動(dòng)員和觀眾提供溫馨，安逸的環(huán)境，并做到了藝術(shù)、科技、環(huán)保的完美結(jié)合?！傍B巢”采用雙層膜結(jié)構(gòu)，外層用ETFE防雨雪防紫外線，內(nèi)層用PTFE達(dá)到保溫、防結(jié)露、隔音和光效的目的。

近年來，ETFE膜材的應(yīng)用在很多方面可取代其他產(chǎn)品而表現(xiàn)出強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)和前景。雖然市場(chǎng)需求量日益增大，但一時(shí)間難以滿足市場(chǎng)需求。一方面，在膜材方面，中國(guó)起步晚，整體技術(shù)水平低，大部分膜材還主要依靠進(jìn)口；另一方面，目前我國(guó)具有ETFE建筑膜材加工制作、安裝能力的公司也很少。

3、ETFE建筑膜材施工質(zhì)量控制

3.1、膜材加工制作質(zhì)量控制

膜材的主要加工流程包括：進(jìn)料→檢驗(yàn)?zāi)げ摹て铝暇幪?hào)→膜片編排放樣→膜片初粘→駁接→包裝。由于膜材的裁剪、包裝過程都較為復(fù)雜，各種角度變化較多，且加工精度要求非常高，需要在制作過程中要加強(qiáng)質(zhì)量管理，保證制作精度。具體的控制點(diǎn)為：對(duì)加工機(jī)械與設(shè)備進(jìn)行全面檢查、檢驗(yàn)；按照《膜材加工制作工藝流程》的要求，認(rèn)真做好膜材熱合強(qiáng)度試驗(yàn)。并交由QC檢驗(yàn)合格；加工班長(zhǎng)對(duì)參與膜材加工的人員進(jìn)行嚴(yán)格的培訓(xùn)與技術(shù)交底；下料員對(duì)技術(shù)交、底領(lǐng)會(huì)后，再次校對(duì)膜材品種、型號(hào)、顏色，并熟悉每一片膜材尺寸，準(zhǔn)確下料，并做好標(biāo)記；按順序整齊疊放好裁剪的膜材；加工人員按縫合料，在順序取縫合前并再次與找形裁剪圖進(jìn)行校對(duì)；加工時(shí)嚴(yán)格按照該種膜材規(guī)定的熱合溫度與熱合時(shí)間進(jìn)行操作；QC人員對(duì)熱合后的半成品、成品進(jìn)行熱合質(zhì)檢，對(duì)成品簽發(fā)檢驗(yàn)合格證；對(duì)加工好的膜材進(jìn)行編號(hào)與打包，交物流組發(fā)往項(xiàng)目所在工地。

3.2 膜材安裝質(zhì)量控制

在膜材運(yùn)輸過程中要盡量避免重壓、彎折和損壞。同時(shí)在運(yùn)輸時(shí)也要充分考慮安裝次序，盡量將膜體一次運(yùn)送到位，避免膜體在場(chǎng)內(nèi)的二次運(yùn)輸，減少膜體受損的機(jī)會(huì)。膜體安裝包括膜展開、連接固定、吊裝到位和張拉成形四個(gè)部分。做好膜材安裝工作，主要把握以下幾個(gè)方面：膜材安裝前，鋼結(jié)構(gòu)的挑梁宜加臨時(shí)支撐或平衡索，確保鋼結(jié)構(gòu)在膜材安裝中受力平衡；在膜材安裝前，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)在尺寸進(jìn)行測(cè)量復(fù)核；膜材在安裝時(shí)不得劃傷，并保持膜材的整潔；燈光或其他熱源與膜材保持一定距離，膜材的表面溫度不得大于70℃。

安裝質(zhì)量的總體要求是：膜面無滲漏，無明顯褶皺，不得有積水；膜面顏色均勻，無明顯污染串色；連接固定節(jié)點(diǎn)牢固，排列整齊；縫線無脫落；無超張拉；膜面無大面積拉毛蹭傷。

4、ETFE建筑膜材在我國(guó)的發(fā)展面臨的機(jī)遇與困境

4.1 面臨的機(jī)遇

中國(guó)現(xiàn)代空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展受到了西方國(guó)家先進(jìn)技術(shù)的影響。近幾年來，在膜結(jié)構(gòu)應(yīng)用上顯示了活躍的趨勢(shì)。雖然一開始工程規(guī)模不大，但已逐漸擴(kuò)展到更大的面積和跨度。所采用的技術(shù)與材料在某種程度上還要依靠國(guó)外，但預(yù)計(jì)會(huì)有更多的工程依靠自己的力量來完成。在過去十年中，中國(guó)的許多城市都在籌劃建設(shè)新的體育設(shè)施。由于其重量很輕的優(yōu)點(diǎn)，膜結(jié)構(gòu)往往被采用。體育建筑可以說是膜結(jié)構(gòu)在中國(guó)應(yīng)用的突破口。1997年之前，只建造了少量的小型與中型的膜結(jié)構(gòu)，同年在上海舉行的第七屆全國(guó)運(yùn)動(dòng)會(huì)，膜結(jié)構(gòu)被用在主體育場(chǎng)的看臺(tái)挑篷，總面積36100m2。這是中國(guó)第一次將膜材制成的屋頂用在大面積的永久性建筑上，具有深遠(yuǎn)的影響。膜結(jié)構(gòu)還可用來覆蓋各種不同的小型建筑，如加油站、收費(fèi)站、服務(wù)中心、大門入口以及遮陽(yáng)設(shè)施等。雖然每個(gè)工程的面積只有幾百平方米，但工程的數(shù)量很多，把全國(guó)的工程加起來，膜材的數(shù)量就很可觀了。 從多年來國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，由于新材料、新形式的不斷出現(xiàn)，膜結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)大的生命力，必將是21世紀(jì)建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展的主流。而ETFE建筑膜材以其優(yōu)良的材料特性，必將成為市場(chǎng)的主流膜材，其發(fā)展前景可觀，市場(chǎng)潛力巨大，面臨著良好的發(fā)展契機(jī)。

4.2 面臨的困境

一方面，目前ETFE膜材在我國(guó)的發(fā)展也遇到一些困難，一方面，國(guó)內(nèi)對(duì)ETFE膜材的認(rèn)識(shí)和研究尚屬初始階段，材料技術(shù)、工程經(jīng)驗(yàn)的不足使得ETFE膜材在國(guó)內(nèi)應(yīng)用還很少，使得ETFE膜材良好的材料性能優(yōu)點(diǎn)無法得到充分展現(xiàn)，給人一種“懷才不遇”的感覺。另一方面，ETFE建筑膜材也有不足之處，如外界環(huán)境容易損壞材料而造成漏氣，維護(hù)費(fèi)用高等。目前生產(chǎn)這種膜材的公司很少，只有美、日、德幾國(guó)的少數(shù)幾家公司可以提供ETFE膜材，雖然在我國(guó)的市場(chǎng)需求潛力巨大，但因我國(guó)尚且缺乏相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)，膜材產(chǎn)品全靠國(guó)外企業(yè)供給，受國(guó)際經(jīng)濟(jì)貿(mào)易等諸多因素影響，甚至缺乏具有相關(guān)技術(shù)的安裝公司。

5、結(jié)語(yǔ)

ETFE建筑膜材的發(fā)展在中國(guó)才剛剛起步，相關(guān)的技術(shù)指導(dǎo)大多只能靠借鑒國(guó)外的規(guī)范和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行。但該膜材的輕質(zhì)、高強(qiáng)、韌性好，具有優(yōu)良的抗沖擊性能、電性能、熱穩(wěn)定性和耐化學(xué)腐蝕性、造型豐富、自潔性及綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，這些都是其他膜材無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。隨著該項(xiàng)技術(shù)的不斷的完備和普及，ETFE建筑膜材在中國(guó)一定會(huì)擁有廣闊的發(fā)展前景。

作者：薛輝（1976-）籍貫：山東棗莊，本科，開封市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)測(cè)站。趙海濤，開封市建筑工程質(zhì)量監(jiān)督站

參考文獻(xiàn)

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