PTFE膜材料是一种新兴的建筑材料,在极细的玻璃纤维(3μm)编织成的基布上涂PTFE(聚四氟乙烯)树脂而形成的复合材料,它具有稳定的形状,并可承受一定载荷的建筑膜材料。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”。它质地柔韧,造型丰富,彻底突破传统建筑材料在造型、跨度等方面的局限性她是优秀设计师充分展现富含个人魅力的创意空间的一种软雕塑。
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,成本也十分惊人。其加工方法是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,使永久性的PTFE膜正式诞生。
此后永久性膜结构正式在美国风行,许多学者对膜结构进行了深入的研究。20年后跟踪检测结果表明,这种膜材的力学性能与化学稳定性指标只下降了20%~30%,颜色也几乎没变,膜的表层光滑,具有弹性,大气中的灰尘、化学物质微粒极难附着与渗透,经雨水冲刷建筑膜可恢复其原有的清洁面层与透光性,这足以显示出PTFE膜材的强大生命力和广阔的市场前景。PTFE建筑膜材成为目前世界膜结构建筑中最常用的主流膜结构材料之一!
PTFE膜材—当今膜结构领域的主流材料
1、PTFE膜材——耐久性强,使用寿命在30年以上
2、PTFE膜材——是永久性建筑的首选材料
3、PTFE膜材——超自洁,防火材料
4、PTFE膜材——专业化的加工工艺,严格的施工规程
膜结构建筑中最常用的膜材料。PTFE膜材料是指在极细的玻璃纤维(3微米)编织成的基布上涂上PTFE(聚四氟乙烯)树脂而形成的复合材料。PVC膜材料是指在聚酯纤维编织的基布上涂上PVC(聚氟乙烯)树脂而形成的复合材料,PTFE 建筑膜材是当今世界的主流膜结构建筑材料。
PTFE 膜材的特点:
1、PTFE 膜材具有强度高、耐久性好、防火难燃、自洁性好、不受紫外线影响且自重轻(约相当于以前的钢制顶棚重量的1/30)等优点。事先在工厂进行裁断熔接后在现场安装即可,可以缩短建设工期。
2、PTFE膜材对太阳光具有高反射率和低吸收率,可以靠最小的热容量抑制太阳能源向结构建筑物内渗透。同时,因其具有半透明的特点,白天不比使用人工照明,实质上可以节省能源成本。
3、PTFE薄膜结构建筑物一般不需要内部支撑物就能够用薄膜覆盖广大的空间,可以自由设计、利用的多样性空间。
4、PTFE 膜材透光率约为13%,且能将太阳光转化为阴影少的滋润扩散光,可以得到与室外同样的物体本来色调。
5、PTFE具有PVDF不可比拟的高自洁性,氟树脂具有非粘着性、防水性等功能,外表所堆积的灰尘、大气污垢等遇雨水冲刷后被清洗干净,悠久保持清洁
洁白。
PTFE(玻璃纤维类)膜材料
产品分类
按强度等级分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级
产品说明
PTFE膜材料的织物基材为玻璃纤维,纤维的直径范围应在3.30~4.05μm 范围内,重量应大于150g/m。
涂层的主要材料应为聚四氟乙烯树脂,含量应不低于90%,涂层的重量在应大于400g/m。PTFE膜材料的厚度宜大于0.5mm。
能防止化学腐蚀和紫外线侵蚀,不易老化,在雨水中具有自洁性能。
选用要点
1)在欧、美、日等国PTFE膜材料被定为A2级准不燃材料。PTFE膜材料在火灾环境温度超过250℃后,会释放出有毒气体,经我国公安部防火研究所的检测,按GB8624《建筑材料燃烧性能分级方法》被定为B1级难燃材料。
2)PTFE膜材料的颜色、光线反射率与透光率宜满足下表的要求。
膜材料类型 | 膜面颜色 | 光线反射率(%) | 膜面透光率(%) |
PTFE膜材料 | 乳白、半透明 | 70~80 | 10~50 |
3)生产厂商给出膜面物理化学性能的质量保证年限为10年。但对建成的PTFE膜面进行超过20年的耐候试验观测表明,它的力学与物理化学性能无退化现象。
二、与相关产品的比较
ETFE、PVC和PTEF织物膜材料的部分性能比较
1)ETFE膜材是不含织物的单一的聚酯膜,只有做成气被注入承压气体后才能构成结构承力构件。
2)PVC膜材料和PTFE膜材料是多层功能复合材料,它们的基层由纤维织物构成,故具有较高抗徐变的能力,能够作为结构材料使用。
3)ETFE膜材料与PVC和PTFE两种常用织物膜材料的部分性能和参考价格比较见下表。
性能项目 | 聚酯类面层PVC膜材料 | PTFE膜材料 | ETFE膜材料 |
拉强度 经向/纬向(kN/m) | 115/102 | 124/100 | 10/12(0.25mm厚) |
可见光的透光率(%) | 10~15 | 10~50 | >95% |
弹性/折痕的恢复能力 | 一般 | 低 | 高 |
膜面自洁性能保持期 | 5~10年 | >20年 | >20年 |
膜材料力学性能保持期 | 10~15年 | >30年 | >20年 |
TACONIC公司生产的SOLUS™PTFE建筑膜材,已经广泛应用在大型公共设施:体育场馆的屋顶系统、机场大厅、展览中心、站台等 。
SOLUS™特点
重量轻 | 它的重量只是传统建筑材料的一小部分 |
强度高 | 玻璃纤维是纺织布料中强度最高的,它甚至比同一直径的钢丝还要牢固 |
柔韧性 | 不同与大多数固体建筑材料, 柔软的Solus产品可被拉伸成各种动态的弧线形状 |
透光性 | 通过内外表面的均匀透光,就形成了柔和的散射光线 |
低维护 | 在织布使用期限内,只需做极少量的清洁工作。因为织布表面的不粘性强,同时又是绷紧的, 所以雨水会把尘土冲洗掉 |
表面完全惰性化 | 恶劣的环境,如霉菌,酸雨等将不对织布表面起作用 |
可焊接性 | 每个织布构架将被焊接起来成为一体的大顶棚。焊缝的强度会大于织布本身 |
使用期限长 | 在其使用期内,PTFE 涂层的玻璃织布几乎无退化。目前, Solus织布估计可使用至少25年 |
防火性能 | Solus织布取得A级防火评估,同时它依然保持很强的透光性 |
PTFE膜材与PVC/PVCF膜材的成本比较:从整个工程造价上来考虑,使用PTFE膜材增加的成本反映在整体价格上,上浮的比例不会很大。从长远角度来看,PTFE所提供的更长的使用寿命,更好的自洁性以及其它优点,对于业主来说应是更为经济可观的选择。
PTFE国内项目介绍
2010世博会世博轴
上海世博会世博轴膜结构阳光谷。位于世博浦东园区的中心区域,全长约1000米,宽约110米,沿南北轴线,由园区江边延伸至耀华路。作为到达世博主要场馆的主入口,它起到了关键的引导交通和人流的作用。世博轴纵向设置了6个巨型圆锥体井状采光结构的“阳光谷”。世博轴外周设置了31根梭形柱,每根梭形柱至少设置了两根拉地索。内部还设置了19根桅杆柱,内外柱子之间都通过高强钢索相互连接。世博轴膜结构采用Sheerfill I膜,共有69片单元,展开面积达68,000平方米,最大的单片膜面积为1780平方米,相当于4个标准篮球场,这些在世界建筑史上都是独树一帜的。从美观角度考虑,在帽环处,局部采用双层膜,并裁出花瓣的造型。该工程是国内最大的全张拉索膜结构工程,创造了膜结构施工的奇迹。
深圳大运会宝安体育场
深圳宝安体育场位于深圳市宝安区N14地块,是2011年世界大学生运动会的足球场。工程总用地面积为123565m2,总建筑面积为100491m2,地下室26625m2,设计座位40000个,设计使用年限为50年。宝安体育场屋盖系统采用先进的张拉索膜结构,立面柱子交错布置形成“竹林”效果,既承受屋盖的重量,又有节节高的寓意。工程完工后,将与周围的绿化带完美结合,轻盈通透,自然大方。屋盖造型呈马鞍面并覆盖白色PTFE膜,类似片片“白云”。“竹林”与“白云”的有机结合使整个建筑显得非常轻盈通透,无压迫感,从而整个屋盖看上去犹如一朵巨大的“祥云”升腾于竹林之上。
膜材参数对比表 | |||||
指标 | ETFE膜材 | PTFE膜材 | PVDF膜材 | 环境工程膜材 | 亚克力膜材 |
使用环境 | 要求较高的建筑物 例如候机楼、候车厅等 | 要求较高的建筑物 例如候机楼、体育场馆等 | 要求不高的建筑物、或特殊要求的建筑,例如气膜 | 污水池、污染土密封 | 淘汰产品 |
基布材质 | 乙稀四氟乙稀 | 玻璃纤维 | 聚脂纤维(PVC) | 聚脂纤维(PVC) | 聚脂纤维(PVC) |
表面涂层 | 没有 | PTFE涂层 | PVDF涂层 | 防老化防腐蚀涂层 | 亚克力 |
自洁功能 | 很好 | 非常好 | 好 | 好 | 较差 |
透光率 | 95% | 6-15% | 5-20% | 5-15% | 5-20% |
使用寿命 | 20年以上 | 30年以上 | 15-25年 | 15-25年 | 3-5年 |
拉伸强度 | 1000-1500N | 4000-9000N | 3000-8000N | 3000-8000N | 3000-5000N |
防火等级 | B1 | A2 | B1 | B1 | B1 |
运输方式 | 不折叠 | 不折叠 | 可折叠 | 可折叠 | 可折叠 |
加工难度 | 难 | 难 | 容易 | 容易 | 容易 |
安装方式 | 气枕式 | 二次张拉式 | 一次张拉 | 一次张拉 | 一次张拉 |
价格 | 较高 | 高 | 一般 | 一般 | PVDF的10-20% |
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