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目前常用的建筑用膜材可分为织物类膜材和热塑聚合物类膜材两大类。织物类膜材按不同的织物基材分为G类膜材和P类膜材,热塑聚合物类膜材中常用的为乙烯一四氟乙烯共聚物(ET下E)薄膜,简称E类膜材。膜材应根据建筑功能、空气支撑膜结构所处环境和使用年限、承受的荷载以及建筑物防火要求进行选用

1.织物类膜材

织物类膜材由基布和涂层组成(图2.1.1)织物基材将纤维纺成纱线,纱线经编织即形成基布。建筑膜材常用的纤维材料有两种:玻璃纤维和聚酯纤维。玻璃纤维强度高、变形小、抗老化能力强,但较脆易折断;聚酯纤维变形图2.1.1织物类膜材示意图能力好、强度较高,但长期使用后容易老化影响材料力学性能。根据编织工艺,基布沿纬线方向称为纬向、沿经线方向称为经向,沿经纬向的力学性能一般不同为了保护基布,同时起防水、密封等作用,织物类膜材通常在基布上涂以涂层。涂层材料非常多,最常用的为聚氯乙烯(PVC)和聚四氟乙烯(PTFE)PVC涂层柔软、弹性好、可染色,但抗紫外线能力差,在日光长期照射下涂层易发生龟裂,自洁性下降。PVC涂层一般用于聚酯纤维基布,由此形成的膜材称为P类膜材为了提高P类膜材的耐久性和自洁性,通常在PVC涂层外加涂化学稳定性更好的面层,例如聚偏氟乙烯(PVF)、聚二氟乙烯(PVDF)、二氧化钛(TiO2)等。涂有上述面层的P类膜材的使用年限一般可达15~35年。

PTFE涂层具有很好的化学稳定性,室外长期使用不易老化,能保持良好的自洁性PTFE涂层一般用于玻璃纤维基布,由此组成的膜材称为G类膜材。G类膜材耐久性及自洁性明显好于P类膜材,使用年限可达35年以上。但G类膜材柔软性较差,不易变形折痕会明显影响膜材强度,对加工及施工精度要求较高。气承式膜结构常常使用低克重PVC内膜进行隔热保温和内部装饰。与起承载作用的外膜相比,内膜受力小,环境条件好,内膜可采用厚度较小强度较低的料。

我国纺织行业标准《膜结构用涂层织物》GB/T30161对织物类膜材的理化性能进行了规定。

                图2.1.1

2.热塑聚合物类膜材

E类膜材是目前建筑上常用的热塑聚合物类膜材,它可通过高温熔化ETFE颗粒后经挤压成型得到。ETFE的化学名称为乙烯一四氟乙烯共聚物( ethylene tetra fluoro ethyl-ene),它是一种高分子材料,具有良好的耐化学性能以及自洁性能。纯净的ETFE无色,加工得到透明的E类膜材,透光率高达90%,用于建筑屋面或墙面材料时其厚度通常为50~300m。根据建筑效果要求,可以在ETFE中混入添加剂进行染色,得到各种颜色的E类膜材,如图2.1.2所示。另外,E类膜材表面还可以进行印刷,调整透光率。利用添加剂及表面涂层的方法,E类膜材可有效地防止有害紫外线的侵入。

图2.1.2

3.其他膜材

将柔性太阳能电池与膜材进行复合形成可发电的膜材,超柔软可反复折叠的膨体聚四氟乙烯纤维膜料,具有透光透气性能的各类网格膜材,新型膜材的研发为膜结构提供了广泛的发展空间。在实际工程中使用新型膜材时,应对膜材的强度以及耐久性等性能进行充分的验证。

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