强度堪比钢材的布料——“魔膜布”

  俗称“魔膜布”的PTFE全称聚四氟乙烯，抗拉伸强度极高，有“塑料王”之称。PTFE膜结构是一种集建筑学、结构力学、材料科学、计算机技术等为一体的全新的建筑结构及形式，更是可以使膜结构建筑成为现代化的永久性建筑的膜材之一。

  PTFE，化学名称聚四氟乙烯，俗称TEFION（特氟龙），是一种含氟聚合物的合成材料，属于化学惰性材料。

  而PTFE膜，是指在用极细的玻璃纤维编织成的基布上涂抹PTFE树脂而形成的复合材料。因此它的主要组成可以简单地理解为“玻璃纤维基布+PTFE涂层”。

  膜材柔软，可塑性强，可以被拉伸成为各种动态感强的形状，配合膜结构能轻松实现各种突破传统模式的造型，丰富多样，极具现代美。还可以创造大面积无柱覆盖的空间。

  PTFE膜的重量轻，通常不会超过1.5kg/㎡，远比传统建筑材料的重量更轻。但其材料强度却很高，中等强度的膜材厚度仅为0.8mm，而拉伸强度已达到钢材水平，能满足大跨度空间的受力要求。

  可用于低温-196℃至高温300℃之间，具有耐热性、抗老化的特征。同时耐腐蚀，能耐强酸、强碱及各种有机溶剂的腐蚀。还具有高绝缘性能、可防紫外线，耐久性强。

  表面具有非粘着性，不易粘附任何物质，摩擦系数低，灰尘、落叶等不易堆积，基本不需要专门清洗，具有一定的自洁功能，可长期保持外观颜色，易于维护。

  材料本身的透光性好，通过内外表面的均匀透光，形成散射光线，不会产生阴影，也不可能会发生眩光。同时，对太阳能的反射率约73%，吸收热量少，可作为一种节能材料使用。

  材料防火性能为B1级，最高可达到A级，防火性能较好，但在高温燃烧的情况下会产生有毒烟气。若将每个织布构架焊接起来成为一个大顶棚，焊缝的强度会大于织布本身。

  PTFE膜的材料价格通常与品牌、产地、厚度等因素相关，价格范围一般在150~800元/平方米。PTFE膜结构的价格为600~1800元/平方米。(价格为普通中端价格，材料价格根据其不同项目，不一样的品牌等多方原因会有浮动，仅供参考）

  与PTFE膜相类似的，可当作膜结构的膜材种类还有PVC膜和ETFE膜两种。下面就从材料组成、材料特点、应用场景范围、价格的范围四个方面来聊一聊PTFE膜和PVC膜、ETFE膜的材料对比。

  PTFE膜的基材是玻璃纤维织布，涂层是聚四氟乙烯。通常是一种白色膜材，能够准确的通过需要定制颜色及图案。

  膜材属于多层功能复合材料，能够作为结构材料使用。力学性能中等强度的PTFE膜材厚度需1.0mm，它的拉伸强度已达到钢材的水平。

  PVC膜的基材是聚酯纤维织布，涂层是聚氯乙烯。通常是一种白色膜材，可以根据自身的需求定制颜色及图案。

  基层由纤维织物构成，能够作为结构材料使用。力学性能中等强度的PVC膜材，其厚度仅需0.8mm，但它的拉伸强度相当于钢材的一半。

  ETFE膜是由乙烯-四氟乙烯共聚物生料直接制成的。通常是一种透明膜材，能够准确的通过需要定制颜色及图案。

  由于是不含织物的单一的聚酯膜，只有制成气态被注入承压气体后才能构成结构承力构件。

  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，其防污自洁性是这三种建筑膜材中最好的，常规使用的寿命可达20年以上。但柔韧性差，施工较困难。

  开发和应用得比较早，是应用最普遍的一款膜材，强度低、弹性大、易老化、徐变大、自洁性差，容易加工制作，色彩丰富，抗折叠性能好，使用寿命在10年左右。

  具有较好的韧性、抗冲击性能、热稳定性和耐化学腐蚀性，易加工、施工和维修。透光性是三类膜材中最高的，并兼具一定的声学性能及自清洁功能，使用寿命一般可以达到25年以上。但材料容易损坏而造成漏气，不易维护。

  适合大型、重要的公共建筑及设施，比如体育场馆的屋顶系统、机场大厅、展览中心、站台等。

  适用于规模比较小的建筑、景观设施等，如入口廊道、购物场、娱乐场、停车场、休闲亭等。

  适用于需要充足室内阳光的建筑空间的屋盖或墙体，如大型剧场、植物园、科研中心等建筑设施。

  PTFE膜材在这三类膜材中，价格属于比较贵的，通常要150~800元/平方米。

  PVC膜材在这三类膜材中，价格是最便宜的，通常要50~200元/平方米。

  ETFE膜材在这三类膜材中，价格属于偏高的，通常要190~400元/平方米。

  (文中价格为普通中端价格，材料价格根据其不同项目，不一样的品牌等多方原因会有浮动，仅供参考）

  在介绍具体的施工工艺之前，我们先简单了解一下PTFE膜结构建筑的结构类型有哪些。

  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。建筑结构及形式通常可分为三类：骨架式膜结构、张拉式膜结构、充气式膜结构。

  是在钢架或其他材料的骨架上铺装膜材料，由此构成屋顶或外墙壁的构造形式。造型包括平面形、单曲面形和以鞍形为代表的双曲线形。

  是通过拉索将膜材料张拉于结构上而形成的构造形式，膜表面通过自身曲率变化达到内外力平衡。

  是向由膜结构构成的室内充入空气，并保持室内空气的压力始终大于室外空气压力，由此使膜材料处于张力状态来抵抗负载及外力的构造形式。

  前期准备→检查复验→安装钢结构框架→防锈处理→检查PTFE膜材→安装PTFE膜材→验收整理。

  通过专业设计对结构可以进行分析计算，并得到一个可行性的实施工程的方案。同时对膜材进行剪裁设计，放样、排版、下料等步骤，加工完成所需的整体的结构构架、PTFE膜材及相关配件，再运输到施工场地。

  安装钢结构框架前，需对产品的合格证以及设计文件等进行一定的检查，并且复验构件的尺寸是不是合格。厚钢板的焊接应该先进行模拟工艺试验。

  测量定位轴线以及标高等，安装好临时支撑，保证施工全套工艺流程安全稳定。用焊接及高强螺栓连接钢结构框架，对操作顺序、安装的步骤、紧固顺序等施工工艺都要进行严格的把关，严控安装质量。

  钢结构框架表面做防锈喷漆处理，不得漏涂、误涂。处理完成后需检验涂料及漆膜厚度是不是满足要求或规范的规定。

  在干净宽敞的地面区域，对PTFE膜材成品展开检查，查看周边尺寸、搭接、开孔位置、热合缝是不是满足设计要求，PTFE膜材面有无破损、瑕疵或污染等。

  沿PTFE膜材单元在PTFE膜材附属钢结构框架四周设提升吊点，将展开的膜面吊至对应位置对角点作临时固定，再进行张拉固定。遵循先边角，后中部；先短边，后长边，对称张拉的原则。并以位移控制为主，力值控制为辅。

  若存在采用的模块拼装或顶盖与支撑结构分开安装的情况，则需在膜材铺设完成后，再吊装至相应位置做安装连接。

  最后要对施工现场进行全方位检查验收，查看项目是否按照设计规范进行建造、现场实施工程质量是否达标等。验收合格后再拆除临时搁置平台、绳网、临时支撑等，最后要对施工现场进行清洁整理。

  ③ 膜材安装前，钢结构挑梁宜加临时支撑或平衡索，确保钢结构在膜材安装中受力平衡。安装时不得划伤膜材，并需保持膜材整洁；

  有关PTFE膜的内容就先给大家讲解到这里了，下面，还是用一张导图来总结一下今天的内容：