“软玻璃”ETFE膜用于采光屋面的发展前景
采光屋面发展
近年来,采光屋面设计越来越趋于多样化,透光材料也日趋丰富。玻璃在采光屋面中应用最早。聚碳酸酯板和ETFE膜材料在采光屋面应用推广上也很迅速,出现了很多工程实例。
舒适的自然光能够纾解人们的情绪,从而提高工作效率。同时,有效的天然采光设计可以在一定程度上降低建筑照明、制冷和采暖能耗,在建筑节能方面意义重大。
除此之外,采光屋面也有着发挥建筑形态塑造、色彩呈现等功能,因此采光屋面对透光材料也有着较为特殊的要求。
ETFE膜结构简述
ETFE膜在国外应用较早,国内的应用起步于2008年北京奥运会场馆的建设。
相比于玻璃屋面耐受不住冰雹冲击而破坏,ETFE膜屋面仅仅留下一点凹坑,具有很好的安全性能。ETFE膜结构已经达到其他传统材料相当的保温、采光、节能等功能,或者有更优秀的表现。同时ETFE膜材料一般的使用寿命在25年以上,是大型采光屋面理想材料。随着越来越多的建筑设计师接触这种优异的材料,ETFE膜在国内外大型公共建筑领域得到较快推广。
ETFE气枕形式应用于建筑中,施工工艺较为复杂。需要完整的膜剪裁、热合、成型、预充气等工序,在支承结构完善以后,还要对每一个气枕安装充气系统。在使用过程中,也需要机械设备和电气设备持续监控和补充气压。现有国内的ETFE膜建筑工程,材料的生产技术仍然是从国外引进,最终使得造价昂贵。
三种材料的屋面结构应用形式及优劣对比
ETFE膜结构特性
作为轻质膜材,ETFE膜降低了支承负荷,拓展了单元的跨度,对采光屋面造型多样化设计是极大的推动。ETFE膜形成的气枕可以多达几十到几百平方米,例如国家游泳中心“水立方”最大气枕面积约90 m2,而上海某新建成的游乐场项目气枕更是长达70 m,宽3 m,面积超过200 m2。ETFE膜在覆盖大空间时色彩、造型和光控制方面会展现出强烈的表现力,将会成为设计师偏爱的材料。
ETFE与屋面的结合
透光材料作为特殊的功能材料,其性能对建筑外在形态和内部环境均有很大影响。 ETFE膜材料性能优越,有成为采光屋面主流材料的趋势。应加强ETFE膜制造工艺的研究投入,降低生产成本,早日实现国产商品化。安全、节能、同时,在全球能源与资源危机的大背景下,提升采光屋面节能效果和太阳能利用也是透光材料发展的重要方向。