幕墻膜結(jié)構(gòu)裝飾行不行，快來(lái)看某項(xiàng)目膜結(jié)構(gòu)幕墻裝飾報(bào)告
來(lái)源：-- 時(shí)間：2020-04-20
膜結(jié)構(gòu)的分析論證
目錄第一章：膜結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)要介紹2一：膜結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)形式2二：膜結(jié)構(gòu)主要的膜材料3三、ETFE膜4第二章：本案PTFE 膜材報(bào)告與分析6第三章：PTFE膜結(jié)構(gòu)案例71：PTFE膜結(jié)構(gòu)在深圳及周邊的大型案例72：與本案相似的PTFE外墻膜結(jié)構(gòu)案例8第四章：本案PTFE膜結(jié)構(gòu)技術(shù)114.1：設(shè)計(jì)方案的特點(diǎn)114.2：方案效果的實(shí)現(xiàn)與樣品制作124.3：本案施工技術(shù)及方案14結(jié)論：15
第一章：膜結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)要介紹
一：膜結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)形式
膜結(jié)構(gòu)是一種建筑與結(jié)構(gòu)完美結(jié)合的結(jié)構(gòu)體系。它是用高強(qiáng)度柔性薄膜材料與支撐體系相結(jié)合形成 具有一定剛度的穩(wěn)定曲面，能承受一定外荷載的空間結(jié)構(gòu)形式。其造型自由輕巧、阻燃、制作簡(jiǎn)易、 安裝快捷、能易于、使用安全等優(yōu)點(diǎn)，因而使它在世界各地受到廣泛應(yīng)用。這種結(jié)構(gòu)形式特別適用于 大型體育場(chǎng)館、人口廊道、小品、公眾休閑娛樂(lè)廣場(chǎng)、展覽會(huì)場(chǎng)、購(gòu)物中心等領(lǐng)域.膜結(jié)構(gòu)建筑形式的分類： 從結(jié)構(gòu)上分可分為：骨架式膜結(jié)構(gòu)，張拉式膜結(jié)構(gòu)，充氣式膜結(jié)構(gòu)3種形式 1.骨架式膜結(jié)構(gòu)（Frame Supported Structure） 以鋼構(gòu)或是集成材構(gòu)成的屋頂骨架，在其上方張拉膜材的構(gòu)造形式,下部支撐結(jié)構(gòu)安定性高，因屋頂造型比較單純,開(kāi)口部不易受限制，且經(jīng)濟(jì)效益高等特點(diǎn)，廣泛適用于任何大,小規(guī)模的空間。 2.張拉式膜結(jié)構(gòu)（Tension Suspension Structure） 以膜材、鋼索及支柱構(gòu)成，利用鋼索與支柱在膜材中導(dǎo)入張力以達(dá)安 定的形式。除了可實(shí)踐具創(chuàng)意，創(chuàng)新且美觀的造型外,也是最能展現(xiàn)膜結(jié) 構(gòu)精神的構(gòu)造形式. 近年來(lái)，大型跨距空間也多采用以鋼索與壓縮材構(gòu)成鋼索網(wǎng)來(lái)支撐上部膜材的形式。因施工精度要求]高，結(jié)構(gòu)性能強(qiáng)，且具豐 富的表現(xiàn)力，所以造價(jià)略高于骨架式膜結(jié)構(gòu)。 3.充氣式膜結(jié)構(gòu)（Pneumatic Structure） 充氣式膜結(jié)構(gòu)是將膜材固定于屋頂結(jié)構(gòu)周邊，利用送風(fēng)系統(tǒng)讓室內(nèi)氣壓上升到一定壓力后，使屋頂內(nèi)外產(chǎn)生壓力差，以抵抗外力，因利用氣壓來(lái)支 撐，及鋼索作為輔助材,無(wú)需任何梁,柱支撐，可得更大的空間，施工快捷，經(jīng)濟(jì)效益高，但需維持進(jìn)行24小時(shí)送風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，在持續(xù)運(yùn)行及機(jī)器維護(hù)費(fèi)用的成本上較高。 現(xiàn)今，城市中已越來(lái)越多地可以見(jiàn)到膜結(jié)構(gòu)的身影。膜結(jié)構(gòu)已經(jīng)被應(yīng)用到各類建筑結(jié)構(gòu)中，在我們的城市中充當(dāng)著不可或缺的角色：
二：膜結(jié)構(gòu)主要的膜材料
膜材料一般分PVC、PTFE和ETFE膜三大類。 一、PVC膜材1.PVC膜材（PVC-Coated Polyester）：PVC膜材在材料及加工上都比PTFE膜便宜，且具有材質(zhì)柔軟，易施工的優(yōu)點(diǎn)。但在強(qiáng)度、耐用年限、防火性等性能上較PTFE膜差。PVC膜材是由聚脂纖維織物加上PVC涂層（聚氯乙烯）而成，一般建筑用的膜材，是在PVC涂層材的表面處理上，涂以數(shù)micron厚的壓克力樹(shù)脂(acrylic)，以改善防污性。但是，經(jīng)過(guò)數(shù)年之后就會(huì)變色、污損、劣化。一般PVC膜的耐用年限，依使用環(huán)境不同在5~8年。為了改善PVC膜材的耐侯性，近年來(lái)已研發(fā)出以氟素系樹(shù)脂于PVC涂層材的表面處理上做涂層，以改善其耐侯性及防污性的膜材。 2.PVDF膜材料：PVDF是二氟化樹(shù)脂（Polyvinylidene Fluoride）的略稱，在PVC膜表面處理上加以PVDF樹(shù)脂涂層的材料稱為PVDF膜。PVDF膜與一般的PVC膜比較，耐用年限改善至7~10年左右。3.PVF材料 ：PVF是一氟化樹(shù)脂（Polyvinyl Fluoride）的略稱。PVF膜材是在PVC膜的表面處理上以PVF樹(shù)脂做薄膜狀薄片（laminate）加工，比PVDF膜的耐久性更佳，更具有防沾污的優(yōu)點(diǎn)。但因?yàn)榧庸ば?、施工性與防火性都不佳，所以使用用途受到限制。 二、PTFE膜（PTFE Coated Fiberglass）PTFE膜是在超細(xì)玻璃纖維織物上，涂以聚四氟乙烯樹(shù)脂而成的材料。PTFE膜最大的特點(diǎn)就是耐久性、防火性與防污性高。但PTFE膜與PVC膜比較，材料費(fèi)與加工費(fèi)高，且柔軟性低，在施工上為避免玻璃纖維被折斷，須有專用治工具與施工技術(shù)。其特點(diǎn)如下：A.耐久性：涂層材的PTFE對(duì)酸、鹼等化學(xué)物質(zhì)及紫外線非常安定，不易發(fā)生變色或破裂。玻璃纖維在經(jīng)長(zhǎng)期使用后，不會(huì)引起強(qiáng)度劣化或張力減低。膜材顏色一般為白色、透光率高，耐久性在25 B.防污性：因涂層材為聚四氟乙烯樹(shù)脂，表面摩擦系數(shù)低，所以不易污染，可藉由雨水洗凈。C.防火性：PTFE膜符合近所有國(guó)家的防火材料試驗(yàn)合格的特性，可替代其它的屋頂材料做同等的使用用途。
三、ETFE膜
ETFE膜是透明建筑結(jié)構(gòu)中品質(zhì)優(yōu)越的替代材料，多年來(lái)在許多工程中以其眾多優(yōu)點(diǎn)被證明為可信賴且經(jīng)濟(jì)實(shí)用的屋頂材料。該膜是由人工高強(qiáng)度氟聚合物（ETFE）制成，其特有抗粘著表面使其具有高抗污，易清洗的特點(diǎn)。通常雨水即可清除主要污垢。ETFE膜使用壽命至少為25-35年，是用于永久性多層可移動(dòng)屋頂結(jié)構(gòu)的理想材料。該膜材料多用于跨距為4米的兩層或三層充氣支撐結(jié)構(gòu)，也可根據(jù)特殊工程的幾何和氣候條件，增大膜跨距。膜長(zhǎng)度以易安裝為標(biāo)準(zhǔn)，一般為15-30米。小跨度的單層結(jié)構(gòu)也可用較小規(guī)格。ETFE膜達(dá)到B1、DIN4102防火等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，燃燒時(shí)也不會(huì)滴落。且該膜質(zhì)量很輕，每平方米只有0.15-0.35公斤。這種特點(diǎn)使其即使在由于煙、火引起的膜融化情況下也具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)。根據(jù)位置和表面印刷的情況，ETFE膜的透光率可高達(dá)95%。該材料不阻擋紫外線等光的透射，以保證建筑內(nèi)部自然光線。通過(guò)表面印刷，該材料的半透明度可進(jìn)一步降低到50%。根據(jù)幾何條件及膜的層數(shù)，其K值可高達(dá)2.0W/㎡K。耗能指數(shù)以一個(gè)三層印刷的膜為例可達(dá)到0.77。 由于其優(yōu)秀品質(zhì)，ETFE膜幾乎不需日常保養(yǎng)?？蓪?duì)其由于機(jī)械損壞的屋頂進(jìn)行簡(jiǎn)單檢查（一年一次為宜），并根據(jù)需要就地維修。同時(shí)也可檢查通風(fēng)系統(tǒng)，更換過(guò)濾裝置。ETFE膜完全為可再循環(huán)利用材料，可再次利用生產(chǎn)新的膜材料，或者分離雜質(zhì)后生產(chǎn)其它ETFE產(chǎn)品。膜結(jié)構(gòu)是一種全新的建筑結(jié)構(gòu)形式，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，具有很高技術(shù)含量。其曲面可以隨著建筑師的設(shè)計(jì)需要任意變化，結(jié)合整體環(huán)境，建造出標(biāo)志性的形象工程。 藝術(shù)性：充分發(fā)揮建筑師的想象力，又體現(xiàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件清晰受力之美。經(jīng)濟(jì)性：由于膜材具有一定的透光率，白天可減少照明強(qiáng)度和時(shí)間，能很好地節(jié)約能源。同時(shí)夜間彩燈透射形成的絢爛景觀也能達(dá)到很好的廣告宣傳效益。大跨度：膜結(jié)構(gòu)可以從根本克服傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)在大跨度（無(wú)支撐）建筑上實(shí)現(xiàn)所遇到的困難，可創(chuàng)造巨大的無(wú)遮擋可視空間，有效增加空間使用面積。自潔性：膜建筑中采用具有防護(hù)涂層的膜材，可使建筑具有良好的自潔效果，同時(shí)保證建筑的使用壽命。工期短：膜建筑工程中所有加工和制作均在工廠內(nèi)完成，可減少現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)間，避免出現(xiàn)施工交叉，相對(duì)傳統(tǒng)建筑工程工期較短。膜建筑可廣泛應(yīng)用于大型公共設(shè)施：體育場(chǎng)館的屋頂系統(tǒng)、機(jī)場(chǎng)大廳、展覽中心、購(gòu)物中心、站臺(tái)等，又可以用于休閑設(shè)施、使用工業(yè)設(shè)施及標(biāo)志性或景觀性建筑小品等。
第二章：本案PTFE 膜材報(bào)告與分析
PTFE膜材是在超細(xì)玻璃纖維織物上涂以聚四氟乙烯樹(shù)脂而成的材料。這種膜材有較好的焊接性能，有優(yōu)良的抗紫外線、抗老化性能和阻燃性能。另外，其防污自潔性是所有建筑膜材中最好的，但柔韌性差，施工較困難，成本也十分驚人。其加工方法是把玻纖織物多次快速放入特氟隆熔體中，使織物兩面皆有均勻的特氟隆涂層，使永久性的PTFE膜正式誕生。此后永久性膜結(jié)構(gòu)正式在美國(guó)風(fēng)行，許多學(xué)者對(duì)膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入的研究。20年后跟蹤檢測(cè)結(jié)果表明，這種膜材的力學(xué)性能與化學(xué)穩(wěn)定性指標(biāo)只下降了20%~30%，顏色也幾乎沒(méi)變，膜的表層光滑，具有彈性，大氣中的灰塵、化學(xué)物質(zhì)微粒極難附著與滲透，經(jīng)雨水沖刷建筑膜可恢復(fù)其原有的清潔面層與透光性，這足以顯示出PTFE膜材的強(qiáng)大生命力和廣闊的應(yīng)用范圍。（參考文獻(xiàn)新型建筑材料——膜材[J]. 宋雄彬. 廣東建材. 2006(10)）PTFE膜材的特點(diǎn)：1、PTFE膜材具有強(qiáng)度高、耐久性好、防火難燃、自潔性好、不受紫外線影響且自重輕（約相當(dāng)于以前的鋼制頂棚重量的1/30）等優(yōu)點(diǎn)。事先在工廠進(jìn)行裁斷熔接后在現(xiàn)場(chǎng)安裝即可，可以縮短建設(shè)工期。2、PTFE膜材對(duì)太陽(yáng)光具有高反射率和低吸收率，可以靠最小的熱容量抑制太陽(yáng)能源向結(jié)構(gòu)建筑物內(nèi)滲透。同時(shí)，因其具有半透明的特點(diǎn)，白天不比使用人工照明，實(shí)質(zhì)上可以節(jié)省能源成本。3、PTFE薄膜結(jié)構(gòu)建筑物一般不需要內(nèi)部支撐物就能夠用薄膜覆蓋廣大的空間，可以自由設(shè)計(jì)、利用的多樣性空間。4、PTFE膜材透光率約為13％，且能將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為陰影少的滋潤(rùn)擴(kuò)散光，可以得到與室外同樣的物體本來(lái)色調(diào)。5、PTFE具有PVDF不可比擬的高自潔性，氟樹(shù)脂具有非粘著性、防水性等功能，外表所堆積的灰塵、大氣污垢等遇雨水沖刷后被清洗干凈，悠久保持清潔潔白。6：顏色，PTFE膜材吸收光照后越曬越白。也可以在表面PTFE涂層中加入顏料，定制特定的顏色。（PTFE膜材剛生產(chǎn)出來(lái)為米黃色或者灰白）參考：文獻(xiàn)PTFE膜材力學(xué)性能及抗力不定性分析：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51308532,90815003)，PTFE建筑膜結(jié)構(gòu)材料的生產(chǎn)與性能研究，東南大學(xué) ，玻纖布/PTFE建筑膜結(jié)構(gòu)材料的發(fā)展. 黃家潤(rùn),陳南梁,魏賀. 產(chǎn)業(yè)用紡織品. 2011(08) 。薛秉榮. PTFE永久性建筑膜材的研制及其性能. 中國(guó)產(chǎn)業(yè)用紡織品行業(yè)協(xié)會(huì),2004:305-307
第三章：PTFE膜結(jié)構(gòu)案例
1：PTFE膜結(jié)構(gòu)在深圳及周邊的大型案例
1.1：深圳寶安體育館看臺(tái)
2.2：白云機(jī)場(chǎng)T3屋面
2.3：云浮六祖劇場(chǎng)花瓣 開(kāi)啟式，國(guó)內(nèi)第一例
2：與本案相似的PTFE外墻膜結(jié)構(gòu)案例
2.1 沙特阿拉伯法赫國(guó)家圖書(shū)館 The king Fahad national library 建成時(shí)間2013年，外墻裝飾為PTFE膜結(jié)構(gòu)
2.2 德國(guó)慕尼黑辦公樓，建造時(shí)間2018年 PTFE膜外墻裝飾
2.3：美國(guó)倫敦大使館 建造時(shí)間 2018年
第四章：本案PTFE膜結(jié)構(gòu)技術(shù)
4.1：設(shè)計(jì)方案的特點(diǎn)
特點(diǎn)1：寓意好本案用圓形的膜結(jié)構(gòu)裝飾與方形的玻璃幕墻窗組合代表“天圓地方”方，即使規(guī)則，立意港大醫(yī)院以科學(xué)與技術(shù)為本，客觀公正。圓：代表周到，立意港大醫(yī)院以病人為中心，服務(wù)周到。特點(diǎn)2：視覺(jué)效果好獨(dú)特的設(shè)計(jì)，讓整個(gè)建筑區(qū)別其他千篇一律的建筑外觀，成為城市的新兩點(diǎn)，建成后也是國(guó)內(nèi)首例，有創(chuàng)新，才是深圳的本色在白天，外層的PTFE膜阻擋了部分陽(yáng)光的進(jìn)入（尤其是深圳的夏天），這樣病房不會(huì)太曬，也不影響病人看窗外風(fēng)景，同時(shí)降低了病房?jī)?nèi)的空調(diào)能耗，晚上，PTFE膜結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)的燈光，不僅外部看著漂亮，而且部分燈光反射回病房，這樣病人在夜晚看外面不會(huì)黑黑的一片，讓病人壓抑，看不到希望。所以本設(shè)計(jì)不只是起到好的視覺(jué)效果，同時(shí)能讓房間內(nèi)的病人舒心，有利于病人心里健康和治療。特點(diǎn)三：建筑節(jié)能PTFE膜的透光率只有13%，表面是白色，而且越曬月白，有效的阻擋陽(yáng)光對(duì)建筑墻面產(chǎn)生熱量。PTFE膜材表面的PTFE涂層材料導(dǎo)熱系數(shù)低，其導(dǎo)熱系數(shù)是0.256 W/m *2k。相比中空玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)為：1.4~2.8W/m *2k.
4.2：方案效果的實(shí)現(xiàn)與樣品制作
針對(duì)本案的設(shè)計(jì)方案，我們按照建筑圖紙的4:1的比例制作了模型：4.2.1：制作模型采用的PTFE膜材，模型選用了7000N/5cm 國(guó)產(chǎn)PTFE膜材，其性能參數(shù)如下：
4.2.2：樣品的制作樣品的制作包括：鋼結(jié)構(gòu)框架制作，膜材樣品加工和安裝膜材加工步驟：膜面的加工制作包含以下工序：（1）準(zhǔn)備工作，包括技術(shù)準(zhǔn)備、場(chǎng)地及設(shè)備準(zhǔn)備、膜材料進(jìn)場(chǎng)檢測(cè)等；（2）放樣、排版與下料；（3）熱合試驗(yàn)；（4） 熱合加工；（5）邊角處理；（6）清洗。1.1：樣板膜剪裁設(shè)計(jì)裁剪加工圖包括膜片下料圖、膜材排版圖、膜面加工圖三方面。膜片下料圖是指考慮了應(yīng)變補(bǔ)償后的平面膜片圖，亦即各裁剪片的平面坐標(biāo)及經(jīng)線方向；膜材排版圖 是指各裁剪片在特定幅寬膜材上的排列圖，在考慮了邊角放量及經(jīng)緯方向后，排列盡可能緊湊以節(jié)約膜材；膜面加工圖就是各裁剪片的拼裝圖，本樣品設(shè)計(jì)圖
剪裁設(shè)計(jì)圖（第二版）
放樣、排版與下料 放樣有自動(dòng)放樣與手工放樣之分，取決于加工廠商的設(shè)備情況。自動(dòng)放樣是將包含各膜片X、Y 坐標(biāo)的數(shù)據(jù)文件輸入電腦，經(jīng)排版、優(yōu)化后打印在膜布上或直接由電腦控制的切割機(jī)將膜布裁剪成片。熱合試驗(yàn)與焊接加工 在正式進(jìn)行焊接加工前，需進(jìn)行熱合試驗(yàn)以便為熱合加工提供參數(shù)依據(jù)。試驗(yàn)樣條的抗拉強(qiáng)度應(yīng)不低于其母材強(qiáng)度的80%。在焊接加工過(guò)程中，也需定時(shí)試驗(yàn)并記 錄結(jié)果，以便隨著環(huán)境溫、濕度的變化及加工部位的不同，隨時(shí)修正相關(guān)技術(shù)參數(shù)。 正式加工時(shí)，先將膜片在接縫處對(duì)齊，檢查膜材的正反面及接縫順序是否正確；清潔待焊區(qū)域；如為PVC 膜材拼接接縫放置“背貼條”，如為PTFE 膜材需在接縫處兩層膜片間放置EFP 條；根據(jù)熱合試驗(yàn)所得到的參數(shù)進(jìn)行加工。最后根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙對(duì)邊角進(jìn)行諸如埋繩、焊接穿鋼索的“褲子”(cable cuff)及補(bǔ)強(qiáng)處理。 熱合時(shí)宜采用張拉焊接（tension weld），即要對(duì)待焊區(qū)域的膜材施加一定的預(yù)張力，以減小因熱合造成的膜材收縮、改善張拉成型后焊縫處的應(yīng)力狀態(tài)。附件的設(shè)計(jì)與加工與裁剪關(guān)系密切的附件設(shè)計(jì)主要包括用于膜角的膜節(jié)點(diǎn)板設(shè)計(jì)、連接件選用及邊索長(zhǎng)度的確定等等。膜節(jié)點(diǎn)板的設(shè)計(jì)主要涉及形式、大小、角度、連接孔及安裝孔的 位置及大小、板厚、膜與節(jié)點(diǎn)板的連接方式以及邊索與結(jié)節(jié)板的連接設(shè)計(jì)等內(nèi)容。設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)膜面形狀及膜角處的應(yīng)力大小確定其基本幾何參數(shù)，驗(yàn)算抗拉強(qiáng)度、 局部承壓及焊縫長(zhǎng)度等等，并由此計(jì)算連接件及邊索長(zhǎng)度。膜節(jié)點(diǎn)板應(yīng)簡(jiǎn)潔、角度準(zhǔn)確、傳力順暢. 第一次樣品
第二次樣品
第二次樣品實(shí)驗(yàn)在第一次的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，取消了四角的對(duì)接焊縫，更美觀，也不影響燈光的效果
樣品與實(shí)際工程的區(qū)別：
1：邊框暫時(shí)沒(méi)有做鋁合金裝飾改變。
2：膜在鋼結(jié)構(gòu)邊框的固定方式采用了最常用的簡(jiǎn)易固定方式，實(shí)際工程施工按設(shè)計(jì)開(kāi)模制作鋁合金拉膜件和鋁合金裝飾蓋板。
3：第三次樣品（交付樣品）將增加鋁合金蓋板裝飾。
4.3：本案施工技術(shù)及方案
施工流程：
膜材的制作在工廠完成，現(xiàn)場(chǎng)以一個(gè)圓為單位吊裝，所以膜結(jié)構(gòu)的安裝實(shí)際是裝配式建筑安裝。
結(jié)論：
PTFE膜結(jié)構(gòu)作為建筑外墻的裝飾在國(guó)外早已經(jīng)開(kāi)始，本案中應(yīng)用PTFE膜結(jié)構(gòu)作為港大醫(yī)院外墻，設(shè)計(jì)創(chuàng)新，科學(xué)合理。實(shí)際樣品制作說(shuō)明工程落地實(shí)施完全可行，而且成本可控，更重要的是PTFE膜優(yōu)越的自潔性能，能大大的減低建筑后期維護(hù)成本。本案例雖然國(guó)內(nèi)沒(méi)有一樣的案例可以抄作業(yè)，但是在做樣品過(guò)程中，大家克服各種困難，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)所想要的造型。證明的工程落地的可行性。敢于創(chuàng)新，克服困難，正是深圳之精神。
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