膜结构建筑及膜材料的发展

ｊ｝ ｏ 层 一 ｌ聚 Ｐ： ｌ Ｔ ｎ 鬈 峰娟 涂 ｌ 鸶、 ｜ Ｆ ＝ 薄
很 好
织 物 外 观
撕 裂 强 度
拉 强度， 可用于 需要 采光 又需要 抗荷 载 的地方， 另外还 有吸 音膜 材、 色Ｐ Ｅ￣材、 ｏ —ｅ 彩 ＴＦ Ｌｗ 节能 膜材 等 ， 南非 世界 在
品 行 业 协 会。
２ 膜结构材料 的分类及其性能特点
根 据 以上 介绍 ， ０ 纪 开发出 的膜 材基本上都 以纺 织 ２世
纺织 导 报 Ｃｈｎ ｅ ｔｅＬ ａ ｅ ・ ０ １Ｎ ． ｉａＴ ｘｉ ｅ ｄ ｒ ２ １ ｏ５ ｌ
材 料为基 材 （ 包括 玻 璃纤 维和 涤 纶 ， 以织 成 织物 ）， 面 用 表 再加 以涂 层 （ 贴 合） 或 。主要 有两 大 类 ， 类是 玻璃 纤 维 涂 一
能老化 ， 断裂 强度减 少 １ ％ 以上 ， ０ 而撕 裂强度损 失 ２ ％ ～ ０
３ ％。 ０ 因此 这 种涂 层织 物 的性能 取 决于 涂 层材 料 阻隔 紫外
线的性 能 ， 为此 ， 层时还 必须注意 把 整个织物 的交织 点都 涂
要 覆盖住 。
这种膜 材是 由美 国Ｄｕ ｏ ｔ 杜邦 ） Ｐｎ （ 公司￣ Ｄｏ ｏ ｎｎ Ｎ ｗ Ｃ ｒ ｉｇ （ 道康 宁） 公司首先 开发 出来的 ， 其优 点是 膜材 的强度 高， 力学 性 能 十 分 优 异 ，同时具 有 很 高 的 热 稳 定 性 和 化 学 惰 性， 防火 、 不燃 、 受紫外线 影响 ， 有很高 的 自洁性 和耐用 不 具 性， 根据资 料， 其使用寿 命可达 ２ ５～ ３ Ｏ年 。 这种 膜材透 光性较 好， 透光 率可达 ２ ％， 线柔和 ， ５ 光 膜 材对 太 阳光的反射率 可达 ７ ％ 以上 ， ０ 可减 少热 量的传 递 ， 保持膜 结构表 面和 内部 不至于 因阳光照射而升温 过高 。 在膜 结 构建 筑盛 行 的早 期 ， 有用玻 纤织物 涂 Ｐ 树 也 ＶＣ 脂作为膜 材 的 （ １ ７ 年大 阪世 博会上美 国馆 所使 用的）， ￣１ ０ ９ 其优 点是价 格 较玻纤 织物 涂Ｐ Ｅ的产品便 宜得 多， ＴＦ 但在性 能上有一定的差 距 ， 主要 体现 在 自洁性 和使 用寿命上 。 实际 使用这种膜 材 的相 对较 少。 ② 主要生 产商 目前 ， 产 玻纤 织物 ＋Ｐ Ｆ 膜 材 的国外 企 业较 多， 生 ＴＥ 如
企业 采用 ６ｇ 的 Ｄ ｆ。日 ｍ Ｅ ￣ 本中兴 化工指 出： 用细的 玻纤 ｌ 采
丝 ， 单位 面积 的 抗拉 强度 高 ， 其 耐屈 曲牢 度好， 受反 复应 在 力时不 易疲 劳 ， 因此 用这 种纤 维 加 工的膜 结 构 材 料更 经久
耐用 。
Ｐ Ｆ 树脂 ； Ｔ Ｅ 另一 类是涤 纶织物 涂 Ｐ ｃ 脂 ， 种 膜材 的性 Ｖ 树 两
１５年 沙特 阿拉伯建成吉大 （ ｄ ａ ） 场哈吉 （ ａ ９２ Ｊ ｄｈ 机 ｅ Ｈｊ ）
候 机 厅， 至今 它仍 是 世 界上 最 大 的 膜结 构 建 筑 ， 面 积 达 总
Ｐ Ｃ 行涂 层， Ｖ进 其顶 面层再 覆以聚 偏氟乙烯 层 （ＶＤ ） 可 Ｐ Ｆ ，
容纳 ６万 观众 。自此以后 ， 结构建 筑在 我国得到 了迅速 发 膜
Ｔ ｅｎ ｔ ｅｂｅｍｅ ａｍｅ ｒｎ ｔ ｃ ｉｓ ｒｓｎｅ ｈ ｅ ｉｇ２ ０ ｙ ｐｃＧ ｍ ｓａｄ ｈ ｏｉ ａｌ ｃ ｇ ｍｂａ ｅｓ ｕｔ ’ ｅｅ ｔ ｉ ｔｅＢ ｉｎ ０ ８Ｏｌｍ ｉ ａ ｅ ｎ ｒ ｕｅ ｐ ｄｎ ｊ Ｓ ａ ｇ ａ Ｅ ｐ ０ ０ｈ ｖ ｎ ｏ ｂｅ ｌ ａｔ ｃ ｄｌｔ ｏ ｔ ｎｉｎ Ｄ ｖ ｌｐ ｅ ｔ ｒ ｅｔｒ ｆ ｈ ｎ ｈ ｉ ｘ ｏ２ ａ ｅｕ ｄ ｕ ｔｄｙ ｔａｔ ｏｓ ｆ ｔ ｔ ． ｅ ｅｏ ｍ ｎ ｔ ｊｃ ｙｏ ｔ ｒ ｅ ａｅ ｏ ａ ｏ
１２ 中国膜结构建筑的发展情况 ．
中国的膜 结 构建 筑 发展相 对较 晚 ， ９ ７ 在 上海建 成 １９年
它是 世界 上首 次 出现 的现代 膜 结构 建 筑 ， 其使 用的 膜材 是
玻 纤织物 涂以 聚氯 乙烯 （ Ｖ 树 脂 ， Ｐ Ｃ） 与后来大 量建 造 的膜
了容纳 ８万人的上海体育场， 这是我国首次将膜结构建筑
很好 很好
较 好
清洁性能
加 工 性 能 柔 软 性
较好
逐步在工 程项 目上得 到应用 。 （） ２ 以聚酯 纤维织物 为基材进行Ｐ Ｃ涂层 Ｖ ① 产品特点
挠 曲寿命
抗 化 学 性 耐 热 性 耐 低 温 性 很好 很好 较好
这种产 品如直接 作为膜材 ， 在性能 上会存在很 多问题 ，
筑得 到 了 速 发展 。 快 当时 据 专家估 计，９ ０ １７
１９ 年世界 ９６
上大约已建造了 １０座大型膜结构建筑 ， ５ 其中美国占有很
大 的比例。
下面 是一 些具 有代表 性的膜 结构建 筑及其所用膜 材。
我 国第 ２个 大型 膜结 构 建筑 是青岛颐 中体育场 ， 总面
积 为 ３万ｉ 所 采用的膜材 料为涤纶 工业丝织 造的织物 ， ｎ， 以
很 好 较好 较好 较 好 较好
尺 寸 稳 定 性 阻 燃 性 透 明 度 缝 纫 强 度
杯上 ， 约翰 内斯 堡体育场就 采用了杜肯 的棕色Ｐ Ｆ 膜 材。 ＴＥ 宁波 天塔 公司经过 近 １ ０年的 努力， 主研发了永久性 自 Ｐ Ｆ 建 筑 膜 材， 得 国家 “６ ” 目 金的 支持 ， 品已 ＴＥ 获 ８３ 项 资 产
纷建造了运动场馆 ， 甚至一些中小城市亦相继效仿。 除了体
育场 馆外 ， 如展 览馆 、 会展 中心 、 上乐 园、 场 、 机场 、 水 剧 飞
加 油站 等亦纷纷 采用膜 结构建 筑。
作 者简 介： 朴， ， ９４ 徐 男 １３ 年生 ， 教授级 高工 。 作 者单 位 ： 徐 朴， 中国纺织科 学研 究院； 李桂梅 ， 中国产业 用纺织
能优 劣如表 １ 示。 所
表 １ 玻纤织物涂 Ｐ Ｆ 和聚酯织物涂 Ｐ ＴＥ ＶＣ的性能
薯 ≮薹 蠢 ≯
德 国杜 肯 Ｖ ｒｅｄ ｇ 年来 开 发了新 材 料 ， 高 透 光 ｅ ｓ ｉａ 近 有 Ｐ Ｆ 膜 材， 光率 可达 ５ ％， ＴＥ 透 ０ 同时具 有 ４ ５ ０Ｎ／ ｃ ０ ５ ｍ的抗
ห้องสมุดไป่ตู้
据称 其 自 性可与玻纤织物 涂Ｐ Ｆ 产品相媲 美。 洁 ＴＥ
聚 酯纤维 织物 经过Ｐ Ｃ 层后 ， Ｖ涂 也可采用加上 聚氟 乙烯
（Ｖ ） 层解 决膜 材易老化 的问题 ， Ｐ Ｆ面 这种 膜材在 美国 已流
行 多年。 它是将 聚酯 纤维 织物 经过Ｐ ＶＣ涂层后 ， 用专用粘 采
合剂 ， Ｖ 面 层粘 于表 面 ， 商品名 为Ｔ ｄａ 对 提高 自 将Ｐ Ｆ 其 ｅｌ ， ｒ 洁性 能也 有显著效果 ， 但手 感略 硬。 聚酯 纤维织物 涂以含有二 氧化钛 （ｉ 的聚 氯乙烯膜 ＴＯ ） 材， 这种 方法在韩 国应用 较早 ， 国一些 厂商 曾来华 作过 宣 韩 传 和推 销 ， 称 也可大 大 改善聚 氯乙烯 的 自 问题 ， 前 在 据 洁 目
１ ２ 世纪膜结构建筑和膜结构材料 的发展历程 ０
１１ 国际上膜结构建筑 的发展情况 ．
一
场 ， 用双 层玻纤织 物涂 以Ｐ Ｆ 树 脂的膜 结 构建 筑 ， 面 采 ＴＥ 篷 设计可透 过光 线， 使整个 场所都 有 充足的采光 ， 篷 由钢 制 顶
般认为， 现代 膜 结构 建筑 的 出现 是 从１７ 年大 阪世 ９０
到 ４ ｇ 全部 使 用玻 纤织物 涂以聚 四氟乙烯 （Ｔ Ｅ 树 ２，ｍ ， ＰＦ）
脂， 织物 面积超 过 ５ ｉ 。 ０Ｔｍ
展 ， 上海 虹 口足球 场 ， 如 武汉 、 州 、 郑 广州等 一 些 城市 都纷
大约１ ９ 年左右， ９５ 美国建造了丹佛 （ ｅ ｖ ｒ 国际机 Ｄ ｎ ｅ）
栓柱 和 缆绳 吊住 ， 积为 ２万１ 。 ９ ６ 面 １ １９ 年美 国在 亚特兰 大 ３
建 造的 乔治亚 圆顶体育馆 ， 个 圆顶 采用缆 绳支持 ， 整 该建 筑 首次应 用于１ ９ 年 奥运会会 场。 ９６
博 会开始 的 。 其标 志性 建筑 是在该 届世 博 会上展 出 的美 国 馆， 它采用 气承 式膜 结 构建 筑 ， 形近 视椭 圆形 ， 体尺寸 外 具 为 １０ｍ×８ ． ｍ。 展馆 之所 以在 当时受 到瞩 目， 因为 ４ ３５ 该 是
文Ｉ 朴 徐 李桂梅
Ｉ 着北京奥运会及上海世博会的 酷 顺利落幕， 其中 的大型膜结构建筑给人们留下了 深刻的
Ｐｔ ， 印象。本文介绍了近年来国内外膜结构材料的发展及其在建筑领域的应用，并对几类 ｑ
主要 产品以及不 同生产商生产 的 同类产 品进行 了性 能对 比 ，通过 各类产 品的优 劣性对 比 ， 期望能为广大下游用户提供一定的参考。
本期特稿 ∽ ｅ ． Ｆ ｍ ｒ ｐ０ ｌｅ Ｉ ｅ ａ ｕ
膜结构建筑 及膜材料 的发展
Ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｆ ｍｂａ ｅＳ ｒｃｕｅ ｎ ｓＡ ｐｉａｉｎｏ ｕｌｉｇＳ ｃｏ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｏ Ｍｅ ｒｎ ｔ ｔｒｓａ ｄＩ ｐ ｌ ｔ ｎＢ ｉ ｎ ｅ ｔｒ ｕ ｔ ｃ ｏ ｄ
美 国的圣 戈班 高功 能 塑料 公司， 是 最早进 入我 国膜 材 料 这
由于 聚 酯 纤 维 织物 经 过Ｐ ＶＣ涂 层后 ， ＶＣ膜 容 易 老 Ｐ 化 ， 着 其 中 增 塑 剂迁 移 和 紫 外 线 辐 射 的 影 响 ， 材 性 随 膜 能 变 差 ， 面 易被 沾 污而 变 色 ， 是 该 产 品一 个致 命 的 问 膜 这 题 。 国Ｆ ｒａ ｉ 法 拉 利 ） 术 织 物 公司针 对 这个 问题 在 法 ｅｒｒ （ 技 Ｐ Ｃ涂层 的表 层再 覆 以 Ｐ Ｖ ＶＤＦ ， 层 开发 出的 新 产品 称之 为 Ｆ Ｕ ＯＰ Ｔ 可 以将 热能 反射 掉 ７ ％， Ｌ ＯＴ ， ０ 膜面 变色 较少 ， 色 泽鲜艳， 自洁性能 提高 ， 黑 肮脏试 验对 膜 几乎ｔ ，－ 响 。 炭 ￣ｆ影 ． ｉ
ｍ ｅ ｂ ａ ｅ ｎ ｈｅａ ｐ ｉａ ｉ ｆｗｈ ｃ ｎ ｔｅ ａｃ ｉ ｃｕ’ｌ ｉ ｌ ｒ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｉ ｈ ｓｐ ｐ ｒ ｍ ｒ ｎ ｓａ ｄ ｔ ｐ ｌｃ ｔ ｏｎ ｏ ｉｈ ｉ ｈ ｒ ｈ ｔ ｔｌ ｅｄ ｗｅ ｅ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ． ｅ ａ ｆ
应 用到 大型体 育场上 ， 其覆 盖面 积为 ３６ ．１万ｍ 所 用的膜 ，
结 构建筑 材料 类似 。
大 阪世博会 以后， ０ 在２ 世纪 最后 的 ２ ０年 中， 膜结 构建
材 料 全部从 国外进 口 包 括玻 纤织物 涂Ｐ Ｆ 树 脂的膜材 料 ， ＴＥ
和 一些 附属 材料 ， 设计。 施工也依赖 外 国公司。 了解 ， 据 其造 价 比传统 的建 筑 要高 得 多， 其对 我 国膜 结 构建 筑 的发 展 但 影 响甚大 。
主要 在尺寸稳 定性 、 膜材 老化 、自洁性 能等方面 不够理 想 。
下面主要 对这两种 膜材进 行详细 分析。 （） １ 以玻纤 织物 为基 材， Ｔ Ｅ（ 硅树脂 ） 用Ｐ Ｆ 或 涂层
① 产品特 点
根据 研 究 ， 纶涂 Ｐ Ｃ材 料 用于 充气结 构 ８年后 ， 涤 Ｖ 由于性
Ｐｏ ｕ ｔ ｅｆｒ ｎ ｅ ｆｓｍｅｍａ ｒ ａ ｇ ｒ ｓ ｎ ｆｃｕｅ ｙｄｆ ｒｎ ｒｄ ｃｒ ｗ ｒ ｒｄ ｃ ｒ ｍａ ｃ ｓｏ ｏ ｊ ｔ ｏｉ ｐ ｏ ｏ ｃｅ ｅ ｍａ ｕａ ｔｒｄｂ ｉｅｅ ｔ ｏ ｕ ｅｓ ｅｅ ｆ ｐ
ｃ ｍ ｐ ｒ ｄ ｔ ｎ ｌ ｅ ｔ ｅ ｓ ｐ ｒｏ ｎ ｓｆ ｒｔ ｅ ｒ ｆ ｒ ｎ ｅ ｏ ｏｗｎｓｒ ａ ｓ ｒ ． ｏ ａ ｅ ｆ ａ ｉ ｈ ｕ ｅ ｉ ｒｏ ｅ ｏ ｅ ｅ ｅ ｃ ｆ ｏｉ ｚ ｈ ｄ ｔｅ ｍ ｕ ｅ ｓ