ETFE充气式膜结构在建筑中的应用
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外表柔弱的水立方， 身上却有1.2万个承重 节点，这些节点能够 均匀地承担建筑物的 重量。
实例分析——水立方
面及支撑墙结构由新型多面体空间钢架
构成水滴的骨架。结构节点形式分为球型、 半球型、方钢管相贯三种，杆件分为圆钢管、 方钢管两种形式。
实例分析——水立方
典型节点
实例分析——水立方
ETFE充气式膜结构
Meiderich剧场
剧院的可伸缩摸顶为废 弃的铁厂注入新活力。
轻质的ETFE气枕式膜结构 体系适用于建造大尺度可移动 结构。
Meiderich剧场
薄膜吸声结构的原理？答:受到声波作用时，在共振频率附近具有最大的声吸收
通过调节对气枕的充气量可以改变系统的共振频率，可达 到选择性吸收不同频率声音的目的。
规划建设用地 62950m²，
总建筑面积 6.5万-8万m²，
长宽高分别为 177m × 177m × 30m。
实例分析——水立方
结构体系
地上：钢网架结构和膜结构 地下和基础：钢筋混凝土结构
钢网架和地下混凝土中的
钢筋焊接在一起，就形成了一 个立方体的笼子，使整个场馆 成为一个整体，达到抗击8级地 震的标准。
充气式膜结构是一个相对密闭的空间结构，与传统
空间结构建筑不一样的是，它通过风机向结构内部鼓风 送气，使膜结构内外保持一定的压力差，以保证膜结构 体系的刚度，维持所设计的形状。
一次性充满气后系统 仍会持续充入少量气体， 以平衡节点与接缝外渗的 气体。停止供应空气后可
以保持4~8小时压力不变。
历史 回顾
这种避雷网完全依靠自身的
结构材料，作为引线与地下连 接，不用再单独设立避雷针， 就能把雷电导入地下。
实例分析——水立方
钢结构
水立方的设计应用 泡沫结构原理，一个 个12与14面体的气泡 连续组成的四方体简 约又高贵，碧澄天色 的投影为之镀上纯净 优雅的自然。三维空 间内各部分的接触表 面积最小，运用到钢 结构中，所用的钢材 就最省。
为了保证气枕的 完整，封闭好的膜面 需立刻安装到支撑结 构中，以免褶皱和风 荷载造成破坏。
在建筑中的运用
防脱绳
位于马格纳的航空展览馆，在一 个废弃的钢铁厂内，采用的是以索网 支撑ETFE气枕构成的单向索网结构。
航空展览馆
由两个钢管围合成的椭圆形支撑环通过斜向支撑固定 在展馆两端。在两个支撑环之间是11个纵向排列的ETFE充 气气枕，气枕间每隔6.1m便设置一处连接点与外部索网相 连，再通过索网与原有钢结构连接。气枕在受制于外部索 网限定的同时，也反作用于外部索网。
照明
LED灯
光线 调节
在白天，表面能 将光和热透入下 面。在晚上，其 天窗像灯笼发光。
加州艺术学院
两膜合分并开时后
实例分析——水立方
实例分析——水立方
“水立方”（Water Cube）是国家游泳中心， 位于北京奥林匹克公园内。 是世界上规模最大的膜结 构工程，也是惟一一个完 全由膜结构来进行全封闭 的大型公共建筑。
支撑肋由钢管构成，V形短柱与 之垂直排布。来自上弦的水平荷载 通过索网传递到环梁上，环梁将荷 载最终传到下部支撑结构体中。
防脱绳
哥本哈根住宅楼
柏林拉迪孙酒店
旅馆中庭可通过吊装开 启，以便于水族馆的维 修安装。
中庭采用ETFE气枕取代玻璃， 降低了屋面板损坏可能对5层 楼高水族馆的破坏。
慕尼黑安联球场
电气绝缘 性
乙烯-四氟乙烯共聚物
难燃性 （防火1
级）
抗冰雹冲 击
自洁性 （防污性）
高透光性
抗老化性
耐候性
耐腐蚀性
节点
ETFE膜材之间的连接：熔接
方式一
方式二
来自百度文库点
ETFE与PTFE的连接
节点
为了和其他结构构件 连接，需要将ETFE单元边 界留绳袋后熔接，然后穿 入防脱绳，以将膜单元的 应力传递到主构件上。
ETFE 充气式膜结构
在建筑中的应用
膜结构建筑是21世纪最具代表性与 充满前途的建筑形式。它打破了纯直线 建筑风格的模式，以其独有的优美曲面 造型，简洁、明快、刚与柔、力与美的 完美组合，呈现给人以耳目一新的感觉 同时给建筑设计师提供了更大的想象和 创造空间。
膜结构
骨架式
张拉式
充气式（ETFE）
原理
虽然它可能被利器刺 破，但它高度抗撕裂性使 得破损不会向更大范围发 展，还能自我修复，通常 不需要更换整个气枕。
强度
施工 现场
ETFE薄膜气泡可在现场外 预制，并装在面板上。面板通 过独立于支撑结构的可调部件 进行提升，并装配在立面上。 当面板就位后，将为气泡充气 的通风管附着在面板上，并连 接到气泵进行充气。
位于杜伊斯堡的Meiderich 剧场。它将一座废弃的炼铁 厂改造成公告文化设施。为 了适应原炼铁厂遗留的管道 布局，由T形钢构成的顶棚 滑轨在钢管支撑下必须成波 浪形起伏。
采用ETFE膜面顶棚，不但自重轻，而且可缓解结 构的变形和运动。另外，气枕还对改善剧场里声学有良 好的效果。由于顶棚高度透明，人们坐在剧场中仍可看 到高大的煅烧炉。
水立方整体建筑由3000 多个气枕组成，气枕大小不 一、形状各异，覆盖面积达 到10万平方米。
声学
式中
f0---共振频率 M0---膜的单位面积质量
L---封闭空气层的厚度
法兰克福巴赛尔人广场上的卵形建筑
钢杆件和ETFE气枕被用来建造 庭院顶棚。
荷载传递：风、雪荷载 →ETFE
气枕 → 上弦杆件 → V形短柱 → 索 网 → 环形梁 → 下部支撑结构
平缓的坡面是为了避免气枕在 泄气后产生积水。通 过下弦杆件张 拉间隔3.5m的支撑肋最终形成向上 隆起的曲面。
用机器熔接
节点
ETFE与钢连接节点
方式一 方式二
节点
供气节点相当于气枕的“喉咙”，这个位 置必须保证顺畅供气以及与膜材之间的密封 性。
典型的双侧气枕接口构造
充气式膜结 构具有较好的抗 压性，人们在上 面“玩蹦床”都 没问题，“正常 的放上一辆汽车 都不会压坏”。
充入空气的气枕具有高 强度表面张力。
1917年首次有人提出气承式帐篷
1946年建成美国第一个充气膜结构（军方雷达防护罩） 1970年日本大阪世博会上引起了国际关注（美国馆、日本馆）
1975年开始相继出现在体育建筑中（银色穹顶） 2001年建成真正意义的ETFE充气结构（伊甸园） 2008年水立方使得ETFE膜结构在国内得到应用
ETF E
实例分析——水立方
面及支撑墙结构由新型多面体空间钢架
构成水滴的骨架。结构节点形式分为球型、 半球型、方钢管相贯三种，杆件分为圆钢管、 方钢管两种形式。
实例分析——水立方
典型节点
实例分析——水立方
ETFE充气式膜结构
Meiderich剧场
剧院的可伸缩摸顶为废 弃的铁厂注入新活力。
轻质的ETFE气枕式膜结构 体系适用于建造大尺度可移动 结构。
Meiderich剧场
薄膜吸声结构的原理？答:受到声波作用时，在共振频率附近具有最大的声吸收
通过调节对气枕的充气量可以改变系统的共振频率，可达 到选择性吸收不同频率声音的目的。
规划建设用地 62950m²，
总建筑面积 6.5万-8万m²，
长宽高分别为 177m × 177m × 30m。
实例分析——水立方
结构体系
地上：钢网架结构和膜结构 地下和基础：钢筋混凝土结构
钢网架和地下混凝土中的
钢筋焊接在一起，就形成了一 个立方体的笼子，使整个场馆 成为一个整体，达到抗击8级地 震的标准。
充气式膜结构是一个相对密闭的空间结构，与传统
空间结构建筑不一样的是，它通过风机向结构内部鼓风 送气，使膜结构内外保持一定的压力差，以保证膜结构 体系的刚度，维持所设计的形状。
一次性充满气后系统 仍会持续充入少量气体， 以平衡节点与接缝外渗的 气体。停止供应空气后可
以保持4~8小时压力不变。
历史 回顾
这种避雷网完全依靠自身的
结构材料，作为引线与地下连 接，不用再单独设立避雷针， 就能把雷电导入地下。
实例分析——水立方
钢结构
水立方的设计应用 泡沫结构原理，一个 个12与14面体的气泡 连续组成的四方体简 约又高贵，碧澄天色 的投影为之镀上纯净 优雅的自然。三维空 间内各部分的接触表 面积最小，运用到钢 结构中，所用的钢材 就最省。
为了保证气枕的 完整，封闭好的膜面 需立刻安装到支撑结 构中，以免褶皱和风 荷载造成破坏。
在建筑中的运用
防脱绳
位于马格纳的航空展览馆，在一 个废弃的钢铁厂内，采用的是以索网 支撑ETFE气枕构成的单向索网结构。
航空展览馆
由两个钢管围合成的椭圆形支撑环通过斜向支撑固定 在展馆两端。在两个支撑环之间是11个纵向排列的ETFE充 气气枕，气枕间每隔6.1m便设置一处连接点与外部索网相 连，再通过索网与原有钢结构连接。气枕在受制于外部索 网限定的同时，也反作用于外部索网。
照明
LED灯
光线 调节
在白天，表面能 将光和热透入下 面。在晚上，其 天窗像灯笼发光。
加州艺术学院
两膜合分并开时后
实例分析——水立方
实例分析——水立方
“水立方”（Water Cube）是国家游泳中心， 位于北京奥林匹克公园内。 是世界上规模最大的膜结 构工程，也是惟一一个完 全由膜结构来进行全封闭 的大型公共建筑。
支撑肋由钢管构成，V形短柱与 之垂直排布。来自上弦的水平荷载 通过索网传递到环梁上，环梁将荷 载最终传到下部支撑结构体中。
防脱绳
哥本哈根住宅楼
柏林拉迪孙酒店
旅馆中庭可通过吊装开 启，以便于水族馆的维 修安装。
中庭采用ETFE气枕取代玻璃， 降低了屋面板损坏可能对5层 楼高水族馆的破坏。
慕尼黑安联球场
电气绝缘 性
乙烯-四氟乙烯共聚物
难燃性 （防火1
级）
抗冰雹冲 击
自洁性 （防污性）
高透光性
抗老化性
耐候性
耐腐蚀性
节点
ETFE膜材之间的连接：熔接
方式一
方式二
来自百度文库点
ETFE与PTFE的连接
节点
为了和其他结构构件 连接，需要将ETFE单元边 界留绳袋后熔接，然后穿 入防脱绳，以将膜单元的 应力传递到主构件上。
ETFE 充气式膜结构
在建筑中的应用
膜结构建筑是21世纪最具代表性与 充满前途的建筑形式。它打破了纯直线 建筑风格的模式，以其独有的优美曲面 造型，简洁、明快、刚与柔、力与美的 完美组合，呈现给人以耳目一新的感觉 同时给建筑设计师提供了更大的想象和 创造空间。
膜结构
骨架式
张拉式
充气式（ETFE）
原理
虽然它可能被利器刺 破，但它高度抗撕裂性使 得破损不会向更大范围发 展，还能自我修复，通常 不需要更换整个气枕。
强度
施工 现场
ETFE薄膜气泡可在现场外 预制，并装在面板上。面板通 过独立于支撑结构的可调部件 进行提升，并装配在立面上。 当面板就位后，将为气泡充气 的通风管附着在面板上，并连 接到气泵进行充气。
位于杜伊斯堡的Meiderich 剧场。它将一座废弃的炼铁 厂改造成公告文化设施。为 了适应原炼铁厂遗留的管道 布局，由T形钢构成的顶棚 滑轨在钢管支撑下必须成波 浪形起伏。
采用ETFE膜面顶棚，不但自重轻，而且可缓解结 构的变形和运动。另外，气枕还对改善剧场里声学有良 好的效果。由于顶棚高度透明，人们坐在剧场中仍可看 到高大的煅烧炉。
水立方整体建筑由3000 多个气枕组成，气枕大小不 一、形状各异，覆盖面积达 到10万平方米。
声学
式中
f0---共振频率 M0---膜的单位面积质量
L---封闭空气层的厚度
法兰克福巴赛尔人广场上的卵形建筑
钢杆件和ETFE气枕被用来建造 庭院顶棚。
荷载传递：风、雪荷载 →ETFE
气枕 → 上弦杆件 → V形短柱 → 索 网 → 环形梁 → 下部支撑结构
平缓的坡面是为了避免气枕在 泄气后产生积水。通 过下弦杆件张 拉间隔3.5m的支撑肋最终形成向上 隆起的曲面。
用机器熔接
节点
ETFE与钢连接节点
方式一 方式二
节点
供气节点相当于气枕的“喉咙”，这个位 置必须保证顺畅供气以及与膜材之间的密封 性。
典型的双侧气枕接口构造
充气式膜结 构具有较好的抗 压性，人们在上 面“玩蹦床”都 没问题，“正常 的放上一辆汽车 都不会压坏”。
充入空气的气枕具有高 强度表面张力。
1917年首次有人提出气承式帐篷
1946年建成美国第一个充气膜结构（军方雷达防护罩） 1970年日本大阪世博会上引起了国际关注（美国馆、日本馆）
1975年开始相继出现在体育建筑中（银色穹顶） 2001年建成真正意义的ETFE充气结构（伊甸园） 2008年水立方使得ETFE膜结构在国内得到应用
ETF E