PTFE 膜材的最大特点是强度高、耐久性好、防火难燃、自洁性好，不受紫外线影响，使用寿命在 25 年以上。具有高透光率，透光率为 13%, 对热能反射率 73% ，热吸收量很少。正是因为这种划时代的膜材料的发明，使膜结构建筑成为现代化的永久性建筑。
PVDF 膜材由于自洁性良好、价位适中、运输安装方便，更广泛应用于各类建筑领域。 ◇ 声学性能
一般膜结构对于低于 60Hz 的低频几乎是透明的，对于有特殊吸音要求的结构可以采用具有 FABRASORB 装置的膜结构，这种组合比玻璃具有更强的吸音效果。 ◇ 保温性能
单层膜材料的保温性能与砖墙相同，优于玻璃。同其他材料的建筑一样，膜建筑内部也可以采用其他方式调节其内部温度。例如：内部加挂保温层，运用空调采暖设备等。 ◇ 防火性能
如今广泛使用的膜材料能很好地满足对于防火的需求，具有卓越的阻燃和耐高温性能，达到法国、德国、美国、日本等多国标准。 ◇ 力学性能
中等强度的 PVC 膜：其厚度仅 0.61mm ，但它的拉伸强度相当于钢材的一半。 中等强度的 PTFE 膜：其厚度仅 0.8mm ，但它的拉伸强度已达到钢材的水平。 膜材的弹性模量较低，这有利于膜材形成复杂的曲面造型。 ◇ 光学性能
膜材料可滤除大部分紫外线，防止内部物品褪色。其对自然光的透射率可达 25% ，透射光在结构内部产生均匀的漫射光，无阴影，无眩光，具有良好的显色性，夜晚在周围环境光和内部照明的共同作用下，膜结构表面发出自然柔和的光辉，令人陶醉。 ◇ 自洁性能
PTFE 膜材和经过特殊表面处理的 PVC 膜材具有很好的自洁性能，雨水会在其表面聚成水珠流下，使膜材表面得到自然清洗。 ◇ 经济性能
索膜建筑屋面的重量仅为常规钢结构屋面的1/30，这就降低了墙体和基础的造价。同时索膜建筑奇特的夜景效果有明显的建筑可识别性和商业效应，其效价比更高。
建筑形体塑造自由： 多变的支撑结构和柔性膜材使建筑物造型更加多样化，新颖美观，同时体现结构之美。且色彩丰富，可创造更自由的建筑形体和更丰富的建筑语言。
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施工周期短： 更短的施工周期意味着更低的工程费用。膜工程中所有加工和制作依设计均可在工厂内完成，现场只进行安装作业。相比较传统建筑的施工周期，它几乎要快一倍。
建筑空间的跨度大： 由于自重轻，索膜建筑可以不需要内部支撑而大跨度的覆盖空间，这使得人们可以更灵活、更有创意的设计及运用更大跨度的建筑空间。
ETFE膜材料介绍
ETFE膜是透明建筑结构中品质优越的替代材料，多年来在许多工程中以其众多优点被证明为可信赖且经济实用的屋顶材料。该膜是由人工高强度氟聚合物（ETFE）制成，其特有抗粘着表面使其具有高抗污，易清洗的特点。通常雨水即可清除主要污垢。
ETFE膜使用寿命至少为25-35年，是用于永久性多层可移动屋顶结构的理想材料。该膜材料多用于跨距为4米的两层或三层充气支撑结构，也可根据特殊工程的几何和气候条件，增大膜跨距。膜长度以易安装为标准，一般为15-30米。小跨度的单层结构也可用较小规格。 ETFE膜达到B1、DIN4102防火等级标准，燃烧时也不会滴落。且该膜质量很轻，每平方米只有0.15-0.35公斤。这种特点使其即使在由于烟、火引起的膜融化情况下也具有相当的优势。
根据位置和表面印刷的情况，ETFE膜的透光率可高达95%。该材料不阻挡紫外线等光的透射，以保证建筑内部自然光线。通过表面印刷，该材料的半透明度可进一步降低到50%。根据几何条件及膜的层数，其K值可高达2.0W/m[$sup2]K。耗能指数以一个三层印刷的膜为例可达到0.77。
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由于其优秀品质，ETFE膜几乎不需日常保养。可对其由于机械损坏的屋顶进行简单检查（一年一次为宜），并根据需要就地维修。同时也可检查通风系统，更换过滤装置。
ETFE膜完全为可再循环利用材料，可再次利用生产新的膜材料，或者分离杂质后生产其它ETFE产品。
、膜材料的力学性能
膜结构所用的膜材料为具有高强、阻燃、耐久、自洁等特性的高强复合材料，一般由基布和涂层二部分组成。基布主要采用高强聚脂纤维或玻璃纤维丝编织而成，有平织和绞织等多种编织方法，不同的编织方法影响着膜材料的经纬向力学性能指标，提供膜的抗拉强度和抗撕裂强度等；涂层材料主要有聚四氟乙烯和聚氯乙烯，在一定程度上提高了膜材料各项强度指标，为提高膜材料的耐久、自洁等特性，表面往往有一层氟涂层或硅涂层，提供膜材料的耐火、耐久及防水、自洁等性能，决定着膜材料的物理特性。
膜材料是一种高强柔软的织物，具有较高的抗拉强度，有一定的抗撕裂强度，但其平面内的抗压、抗弯强度几乎为零，抗剪强度也很
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低，并具有一定的各向异性和材料几何非线性性质，使用时又易发生应力松弛和徐变，因而在膜结构分析计算中如何正确地确定膜材料的各项力学参数及本构关系将是一项极其繁琐而又必不可少的事情。
在实际工程应用时，随着膜材料品种的不同，膜中预应力一般在1～8kN/m，即使在最不利荷载工况下，膜中应力值也只是其抗拉强度的1/4～1/8，为简便设计计算，一般可假定膜材料为正交异性的线弹性材料，由弹性力学理论可知，平面应力正交异性弹性材料的本构关系有如下形式:
式中E1、E2、 、 分别为膜 材料 经、纬向的弹性模量和泊松比，G12为膜材料的剪切模量。
二、膜 材料 的物理性能
随着膜结构分析理论和设计施工经验的不断成熟和完善，膜结构已从众多的现代建筑形式中异军突起，越发地受到人们的青睐，吸引着众多的建筑、结构工程师们来设计建造现代大中小型永久性或半永久性的膜结构建筑。同时也对膜材料的物理性能提出了更多的要求。
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1. 高强度
膜材料是一种柔性织物，织物内部只有存在一定的应力场，才能获得一定的刚度。因此，对于膜结构而言，任何情况下不允许膜中有无应力状态。在高应力状态下，膜材料的抗拉强度越高，越不易发生徐变和老化；其次，在大跨度膜结构中，膜中应力往往较大，且对膜的安全度要求较高，一般在长期荷载作用下，安全系数取６～８，在短期荷载作用下，安全系数取４。安全系数考虑了以下几种不利因素：膜材料本身的强度和弹性常数有较大的变异性；膜结构计算假定及计算结果的不精确性；膜材料双向应力测试与实际情况的差异；紫外线照射下膜材的老化；动静力下膜材的疲劳；膜材制作和施工过程中的划伤和折叠等。因此，膜结构建筑中的膜材料必须具有较高的抗拉强度及抗撕裂强度。
2. 阻燃
膜建筑作为永久性或半永久性建筑，膜材本身必须应完全满足有关建筑材料防火指标的要求。以日本膜结构大国为例：他们早在20世纪80年代就已把膜结构成功地应用于诸多大型公共建筑中，并且玻璃纤维布基涂敷聚四氟乙烯膜材料（PTFE材料）也早已通过了国家防火测试试验，但至今仍没把膜材料作为不燃材料列入国家建筑标准，只是要求针对每个建筑单体膜材通过防火测试，满足要求即可。
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一般认为PTFE材料是不可燃材料，PVC材料是阻燃材料。
3. 耐久
膜材的耐久性不仅与其布基所用材料本身的性质有关，而且不同的涂层种类，对布基的保护程度各不相同，也影响着膜材的使用寿命。膜材老化的主要因素有：紫外线照射下，聚合物自身的化学不稳定；从膜的边缘或划伤处由于毛细虹吸水存在微生物的滋生而引起的发霉变质导致材料性质的退化。一般来说，PTFE材料的质保期在25年以上，PVC材料质保期在10年～15年，但到目前为止，PTFE材料工程有的已超过25年，PVC材料工程有的已超过20年，而继续正常使用。 4. 自洁
自洁性就是膜 材料 本身的防污自洁性能。由于PVC材料对紫外线的化学不稳定性，尤其在夏日里阳光下，PVC涂层易离析发粘，粘附尘埃，且不易被雨水冲掉，影响观瞻，减少使用寿命。因此，一般建筑用PVC膜材料，在PVC涂层外，再加一层PVF（聚氟乙烯）或PVDF（聚二氟乙烯）或有机硅面层，能有效地改善其自洁性。PTFE膜材料自身则具有很好的防污自洁性能，不需要添加任何面层材料。
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5. 隔音
通常膜结构建筑位于市区内，有的建造在最繁华的闹市区，特别是用于音乐、娱乐等大型文化活动场所，人们即不希望外部噪音传入室内，干扰室内活动，也不希望室内声音扩散出去，为此对建筑的隔音提出较高的要求。单层膜隔音仅有10dB左右，因此，单层膜结构建筑往往用于对隔音要求不是太高的活动场所，或者通常用巧妙的设计、构造等手段来提高其隔音性能。目前有人提出增加膜材料的质量可提高其隔音性能，但真正能达到令人满意的性能指标，尚需待以时日。
6. 保温隔热
单层膜材料的保温性能大致相当于夹层玻璃，如果某建筑物对保温性能要求较高，就不得不考虑采用双层或多层膜，但双层或多层膜又损害了建筑物的透光性能，一般来说双层膜的透光率在4%～8%左右。透光性是膜建筑很吸引人的一个特点，有时很难让人在二者之间作出选择。为使上述矛盾达到协调统一，针对某个建筑物就必须寻求一种特定的方法，如寻求一种透光性好的内层膜材料等。一般来说，就同类膜材料而言，其透光性越高，强度就越低。
三、 材料的分类
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用于膜结构建筑中的膜材料种类繁多，且不同的国家对膜材料的要求也不尽相同。但按材质的不同可分为PTFE类和PVC类两大类：
1．PTFE类膜材料
PTFE膜材料商品名叫特氟隆（Teflon），是在玻璃纤维布基上敷聚四氟乙烯树脂（polytetrafluoroethylene,简写PTFE），且这种树脂的含量大于90%，并满足以下条件：
(1) 玻璃纤维布基自重不小于150g/m2；
(2) 树脂涂层的重量应大于400g/m2，小于1100g/m2；
(3) 膜材料厚度大于0.5mm。
2．PVC类膜材料
PVC类膜材料布基织物为聚脂或聚胺脂等，涂层为PVC树脂，或氯丁橡胶类物质，一般另加有聚氟乙烯（PVF）或聚二氟乙烯（PVDF）类面层。且满足以下条件：
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(1) 合成纤维织物自重大于100g/m2；
(2) 涂层材料重量大于400g/m2，小于1100g/m2；
(3) 膜材料厚度大于0.5mm；
(4) 膜材料须通过阻燃2级试验。
四、关于PVC类膜材料的性能分析
PVC类膜材料由于其明显的价格优势，目前在国内受到普遍青睐。在使用这类材料时有一些值得注意的问题。PVC类膜材料涂层对紫外线有化学不稳定性，所以此类材料的敷面层起着至关重要的作用。PVC类材料的敷面层很大程度上决定了材料本身的使用寿命、自洁程度、抗老化年限以及材料价格等。
1．敷面面层材料的种类
(1) 100%PVDF（聚偏二氟乙烯）+ ACRYLIC（丙烯酸）
材料顶面敷着聚偏二氟乙烯，材料底面敷着丙烯酸。此类材料偏重于材料顶面的保护，对材料底面的保护较差。
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(2) 100%PVF（聚氟乙烯，商品名叫TEDLAR）+ ACRYLIC（丙烯酸）
材料顶面敷着聚氟乙烯，材料底面敷着丙烯酸。此类材料偏重于材料顶面的保护，对材料底面的保护较差。但由于PVF面层是用一种粘合剂粘着在膜材料表面，因此TEDLAR膜材显得硬一些。TEDLAR与PVDF的其他各项性能均近似，从使用效果上看，TEDLAR的自洁效果略优于PVDF。
(3) 100%PVDF（聚偏二氟乙烯）+ 100%PVDF（聚偏二氟乙烯）
材料顶面及底面均敷着聚偏二氟乙烯。此类材料对膜材的底面及顶面均加以妥善保护。
(4) ACRYLIC（丙烯酸）+ ACRYLIC（丙烯酸）
材料顶面及底面均敷着丙烯酸。
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PTFE建筑膜材
1 ． PTFE 膜材结构建筑多属于永久性的建筑物。 PTFE 膜是在超细玻璃纤维织物上，涂以聚四氟乙烯树脂而成的材料， 是一种高分子的复合材料，具有
优良的力学性能，优于钢的强度比、耐老化性卓越，抗曲折强度优良， 膜材颜色一般为白色、透光率高。 PTFE 膜最大的特点就是耐久性、防火性与防污性高。 2 ． PTFE 膜材的特性：
• 耐久性：涂层材的 PTFE 对酸、硷等化学物质及紫外线非常安定，不易发生变色或破裂。 PTFE 膜材结构建筑的安全使用寿命可长达 50 年。
• 防火性： PTFE 膜符合近所有国家的防火材料试验合格的特性，可替代其它的屋顶材料做同等的使用用途。
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• 防污性：因涂层材为聚四氟乙烯树脂，表面摩擦系数低，所以不易污染，可藉由雨水洗净。 • 自洁性：膜建筑中采用具有防护涂层的膜材，可使建筑具有良好的自洁效果，同时保证建筑的使用寿命。
• 经济性：由于膜材具有一定的透光率，白天可减少照明强度和时间，能很好地节约能源。同时夜间彩灯透射形成的绚烂景观也能达到很好的广告宣传效益。
• 工期短：膜建筑工程中所有加工和制作均在工厂内完成，可减少现场施工时间，避免出现施工交叉，相对传统建筑工程工期较短。 3 ． PTFE 膜材的用途：
PTFE 膜材结构的应用范围广泛，如各类体育建筑；各类展览建筑；各类娱乐建筑及收费站设施；各类剧院建筑及设施；各类机场建筑及设施；各类海滨娱乐休闲建筑及设施；各类公园、绿地建筑小品；种类通道、出入口、透光屋面等等。
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PTFE建筑膜材
PVC 膜结构是一种全新的建筑形式，由于其所用的材料及受力体系独特的特点 ---- 轻质、高强、高透光性、张拉受力、大空间、大跨度、施工安装快捷、丰富的造型能力、独特的艺术感染力，在出现后的短短的几十
年中，即在全世界得到飞速发展；在体育场馆、商业设施、交通设施、公共设施、城市环境等许多领域中得到广泛的应用。 PVC 膜材由聚氯乙烯（ PVC ）涂层和聚酯纤维基层复合而成，应用广泛，价格适中。一般 PVC 膜的耐用年限，依使用环境不同在 5~8 年。为了改善 PVC 膜材的耐侯性，近年来已研发出以氟素系树脂在 PVC 涂层材的表面再作处理 , 以改善其耐侯性及防污性的新膜材。
PVC 膜材在材料及加工上都比 PTFE 膜便宜，且具有材质柔软，易施工的优点。 PVC 膜材是由聚脂纤维织物加上 PVC 涂层（聚氯乙烯）而成，一般建筑用的膜材，是在 PVC 涂层材的表面处理上，涂以数 micron 厚的压克力树脂 (acrylic) ，以改善防污性。
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