ETFE充气式膜结构在建筑中的应用
etfe 分子式
etfe 分子式ETFE是一种聚合物，其分子式为C2F4。
本文将从ETFE的结构、性质和应用三个方面进行介绍。
一、ETFE的结构ETFE的全称是聚四氟乙烯共聚物（Ethylene Tetrafluoroethylene Copolymer），它由四氟乙烯（TFE）和乙烯（E）共聚而成。
在ETFE 的分子中，乙烯单元和四氟乙烯单元交替排列，形成了ETFE的特殊结构。
二、ETFE的性质1. 耐化学性：ETFE具有极强的耐化学性，可以耐受酸、碱、有机溶剂等多种腐蚀物质的侵蚀，因此被广泛应用于化工行业。
2. 电绝缘性：ETFE是一种优良的电绝缘材料，具有很高的介电强度和体积电阻率，可用于制造电缆绝缘层、电子元件等。
3. 耐热性：ETFE具有较高的熔点和热变形温度，能够在较高温度下工作，不易软化和变形。
4. 透明性：ETFE具有良好的透明性，能够传递高达95%的可见光，因此广泛应用于建筑行业，用作透明隔热材料。
三、ETFE的应用1. 建筑领域：ETFE因其透明性和耐候性而被广泛应用于建筑领域。
它可以制成薄膜状材料，用于建筑外墙、屋顶的隔热、隔音和遮阳，同时还可以制作成充气膜结构，实现轻质化建筑。
2. 化工行业：由于ETFE具有良好的耐化学性，可以抵御多种腐蚀物质的侵蚀，因此被广泛应用于化工行业。
它可以用于制造化工设备、管道、阀门等，提高设备的耐腐蚀性能。
3. 电子领域：ETFE是一种优良的电绝缘材料，具有很高的介电强度和体积电阻率，因此被广泛应用于电子领域。
它可以用于制造电缆绝缘层、电子元件等，提高电子产品的安全性和可靠性。
4. 航空航天领域：ETFE具有较高的耐热性和轻质化特性，因此适用于航空航天领域。
它可以用于制造航天器的隔热层、燃料管道等，提高航天器的性能和可靠性。
5. 其他领域：ETFE还可以用于制作透明导电膜、太阳能电池板、充气船等。
ETFE是一种具有特殊结构和优异性能的聚合物。
它具有耐化学性、电绝缘性、耐热性和透明性等特点，被广泛应用于建筑、化工、电子、航空航天等领域。
ETFE膜结构在建筑中的应用
ETFE膜结构在建筑中的应用张英【摘要】乙烯-四氟乙烯ETFE膜材作为特殊建筑材料,基于其优越的采光性能、材料及结构轻盈等专有特点,逐渐被广泛用于商业中庭、植物温室、高速收费站等建筑结构中.通过ETFE材料膜结构工程实例,介绍单层ETFE构成应用,双层或多层ETFE气枕构成应用,及ETFE与PTFE或PVC交叉构成应用.【期刊名称】《新型建筑材料》【年(卷),期】2019(046)001【总页数】4页(P138-141)【关键词】ETFE;PTFE;PVC;单层ETFE;ETFE气枕;ETFE膜结构【作者】张英【作者单位】上海太阳膜结构有限公司,上海 200030【正文语种】中文【中图分类】TU330 引言继北京水立方项目之后，越来越多的建筑设计师认识并开始接触膜结构中的乙烯-四氟乙烯ETFE膜材；另一方面，更多的膜结构公司自身也积极参与推广宣传ETFE膜材在建筑领域的使用，伴随国家城市化发展进程，近几年，ETFE膜结构项目如雨后春笋般落地全国各地。
ETFE膜材具有超薄厚度，极轻质量，高透光性，优良自洁性等特点，可以单层使用，也可以双层或多层充气使用，由于ETFE膜结构张力小，初始状态对钢构骨架的反作用力需求相对较小，既能达到大跨度单元要求，在合理的范围内又可以满足设计师的要求，对于气枕单元的饱满度，以及气枕单元的造型等做到不同设计。
可以说，在一定程度上，ETFE膜材构成的膜结构已经达到其它传统建筑材料结构所相当的保温、采光、节能等功能，或者更优秀的表现，因而越来越多地被人们所认知和接受。
表1～表3列举了国内某大型膜结构公司完成的一些业主或社会反映良好的ETFE膜结构项目。
表1 单层ETFE膜结构项目?表2 双层或多层ETFE气枕膜结构项目?表3 ETFE与PTFE\PVC交叉应用膜结构项目?1 单层ETFE膜结构1.1 2010上海世博会意大利馆内墙面ETFE膜结构2010年上海世博会意大利馆，由于其外墙面使用的玻璃混凝土墙砖块，光线通过玻璃混凝土墙砖会形成斑点折射，建筑需要室外光线进来或室内光线出去都不要太过于直接，最终在所有内墙内使用双夹层ETFE膜材，靠室内层使用200 μm白色ETFE，靠墙砖侧使用200 μm透明ETFE，内外2层膜间距约60 mm，并且内外2层膜由通过二次膜沿边界通布构成近似于气囊空间，但气囊在各个角部是不封闭焊接，正常情况下只使用1层200 μm白色ETFE就能达到建筑师要求的光线效果，而该馆使用了内外2层，并且使用了送风设备，但送风机只是低功率微型送风机，直接放置于地板与楼板的夹层中使用，送风机往内外膜夹层中提供循环气流，达到节能均衡的效果，降低室内空调等设备的使用比，对内外2层膜本身还是由四周边界提供张力，形成平整墙面，送风气流对ETFE张紧成形没有影响。
ETFE气枕膜结构施工工法
ETFE气枕膜结构施工工法ETFE气膜结构是一种新型的建筑膜结构材料，具有轻质、透光、耐候性强等优点，被广泛应用于建筑中。
ETFE气膜结构的施工工法相对传统建筑材料较为复杂，需要专业的施工团队和技术，下面将详细介绍ETFE气膜结构的施工工法。
一、工程前期准备1、设计方案确认：在施工前需要根据建筑的设计方案，确定ETFE气膜结构的类型、形状和尺寸等参数。
2、材料选购：根据设计要求选购符合要求的ETFE气膜材料，包括ETFE膜、ETFE膜接缝胶水、膜结构支撑系统等。
3、施工队伍组建：组建具备相关经验和技能的施工团队，并进行必要的培训和交底。
4、施工方案编制：根据设计要求和现场情况，编制详细的施工方案，包括施工顺序、工艺流程、安全措施等。
二、施工工艺流程1、基础施工：首先进行基础施工，包括基础开挖、底梁浇筑、支承柱安装等，确保基础结构的牢固和稳定。
2、支撑系统安装：根据设计图纸，安装ETFE气膜结构的支撑系统，包括膜结构桁架、连接件、拉索、承载节点等。
3、膜材安装：将预先裁剪好的ETFE膜材按照设计要求进行安装，首先在地面上对膜片进行拼接，然后通过特殊的升降设备将膜片升到预定位置进行安装，保证连接处平整、无皱褶。
4、气膜吹气：在安装完成后，利用专业的充气设备将ETFE膜吹气，使其充满气体，同时注意调整气压，确保膜材表面平整、无皱。
5、接缝处理：对膜片的接缝处进行处理，使用特制的ETFE膜接缝胶水进行粘接，确保接缝处牢固、密封。
6、排水系统安装：安装ETFE气膜结构的排水系统，包括雨水排水管道、排水口等，保证结构内部排水畅通。
7、一次性完成结构部件安装；8、通风系统和采暖系统安装；9、检测与验收。
三、注意事项及安全措施1、施工过程中应做好施工现场的通风、排水和照明工作，确保施工人员的安全。
2、对施工现场进行规范管理，严格遵守操作规程，保持施工现场的整洁和秩序。
3、在施工过程中，要严格按照设计要求和施工方案进行操作，确保质量和安全。
浅析ETFE建筑膜材在我国膜结构中的应用
内层 用 Ｐ Ｆ Ｔ Ｅ达 到 保 温 、 结 露 、 音 和 光 效 的 目 防 隔 的 。“ 立 方 ” 水 采用 双层 Ｅ Ｆ Ｔ Ｅ充 气膜 结 构 ， １ ３ 共 ７ ４
前生 产 这种膜 材 的公 司很 少 ， 只有 Ｅ本 旭 硝子 、 国 ｔ 德
科 威 尔 等 少 数 几 家 公 司 可 以提 供 Ｅ Ｆ Ｔ Ｅ建 筑 膜 材 ，
接一包装 。由于膜材的裁剪 、 包装过程都较为复杂 ， 各种 角度 变 化较 多 ， 加 工精 度要 求非 常 高 ， 以在 且 所
成为我 国建筑膜材 市场 的主 力军。 关键词： Ｔ Ｅ 建筑膜材 应用 ＥＦ
１Ｅ Ｆ Ｔ Ｅ建 筑膜 材的特 点
这种 膜 材 的研发 和应 用 在 国外发 达 国家也 不过 十几
年 的历史 。
ＥＦ Ｔ Ｅ建筑 膜 材 ， Ｅ Ｆ （ 由 Ｔ Ｅ 乙烯 一四氟 乙烯共 聚 物 ） 料直接 制成 。Ｅ Ｆ 生 Ｔ Ｅ不 仅具 有 优 良的抗 冲击 性 能、 电性 能 、 稳 定性 和耐 化 学腐 蚀 性 ， 热 而且 机 械 强 度高 ， 加工性 能好 。 这种 膜材 透光 性特 别好 ， 号称 “ 软 玻 璃 ”质量 轻 ， ， 只有 同等大 小玻 璃 的 ｌ 韧性 好 、 ％； 抗 拉 强度 高 、 易被 撕裂 ， 不 延展 性 大 于 ４ ０ 耐 候性 和 ０ ％；
术水 平 低 ， 大部 分 膜材 还 主 要依 靠 进 口 ； 一 方 面 ， 另
到 了建 筑 师和 结构 师们 的青 睐 。膜结 构外 观 造 型新 颖 独特 ， 内部空 间给人 一 种梦 幻般 的感 觉 ， 大程 度 很 上满 足 了现代 人 的审美 观念 。
充气结构材料的性能与应用
充气结构材料的性能与应用随着科技的不断进步，人类对于轻量化建筑结构的需求越来越高。
而充气结构材料就是一种非常适合轻量化建筑的材料。
本文将从材料性能和应用角度探讨充气结构材料的独特之处。
一、材料性能1. 轻量化相比于传统的建筑材料，充气结构材料的最大特点就是轻量化。
因为它是在一个充气的膜内建造的，所以整个结构重量非常轻。
这也使得充气结构材料在建筑、广告以及旅游等领域得到了越来越广泛的应用。
2. 弹性、抗压性强充气结构材料不但具有很好的弹性，而且具有出众的抗压性能。
这使得它能很好地承受外界压力，不会生成损伤和变形。
因此，它不仅可以用于建筑和广告上，还能广泛应用在军事、医疗等领域。
3. 维护简单充气结构材料的维护非常简单，本身具有防水、防潮、防沙尘等特点，所以不需要太多的维护工作。
只需要定期清洗、检查一下是否有磨损、划痕即可。
维护简单不仅可以减少工作量，还能降低维修成本。
4. 耐用性与传统材料相比，充气结构材料可以再开放空间环境中长期使用。
它不容易变形，耐久性强，因此非常适合户外使用。
此外，它还可以抵御紫外线、温度差异、化学腐蚀等因素带来的损害和变形。
二、应用1. 建筑领域在建筑领域，充气材料被广泛应用于场馆、展馆、展览馆、军事基地等建筑的建造中。
因为它不仅有很好的防火性、抗震性，而且运用起来很方便，不需要太多的施工时间和人力。
此外，充气结构材料的轻量化特点也使得它可以轻松地搬运和安装。
2. 广告行业在广告行业，充气结构材料也非常流行。
充气气球、充气拱门、充气广告牌等最具代表性的应用形式。
因为它们可以轻松地吸引人们的注意力，使广告更容易被消费者注意到和接受。
3. 旅游行业在旅游业中，充气结构材料的运用也日益增多。
充气帐篷、充气游戏设备、充气弹力床等，这些设施的主要特点就是安全、易于搬运和方便使用。
它们不但可以丰富游客的休闲娱乐，而且也可以提高旅游景区的环境质量和人流量。
总之，充气结构材料是一种轻量化、方便、易于运用、维护简单且性能稳定的材料。
ETFE膜结构屋面刍议
随着 现代 建筑业 的发展 和建 筑技术 的不 断进
用 自然 光 和紫外 线 ， 节约能源 ； 具 有 良好 的声学 性 能
步， 人们对建筑物的要求 ， 在追求设计风格 和建筑效
果 的 同时 ， 更 多 的强 调 建 筑 的功 能 、 建 筑 的 物理 性 能
和自 清洁功能 。用于建筑上的 Ｅ Ｔ Ｆ Ｅ气枕膜结构 ， 可
１ ０ ０ ％ 回收再 利 用 ， 低碳节能 ， 绿色环保 ， 所以 Ｅ Ｔ Ｆ Ｅ
以及节能和环保 ，而公共类建筑对大跨度空 间的需
膜建筑外 围护结构 （ 屋面和幕墙 ） 将是新时代绿色建
筑 的载 体 （ 图 １ ） 。
求越来 越高 ，人们在不断地探索适应这种需求的建
筑技术和新型材料 ， Ｅ Ｔ Ｆ Ｅ气枕因而应运而生。 由于 Ｅ Ｔ Ｆ Ｅ膜 的透光性特别好 ， 号称 “ 软玻璃” ， 质量轻 ， 韧性好 、 抗拉强度高 、 不易被撕裂 ， 耐候性和
Hale Waihona Puke ｓ ｋ ｅ ｌ ｅ ｔ ｏ ｎ ｔ ｙ ｐ ｅ ，ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｔ ｃ ｈ ｃ ａ ｂ ｌ ｅ － ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎ ｅ ｔ ｙ ｐ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｆ ｌ ａ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｔ ｙ ｐ ｅ ．Ｔ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｅ ｉ ｒ ａ ｌ ｏ ｆ ＥＴ Ｆ Ｅ ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎ ｅ ｍｕ ｓ ｔ ｈ ａ ｓ ｈ ｉ ｇ ｈ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｄ ｕ ｒ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍｉ ｔ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｗｉ ｔ ｈ ｏ ｕ ｔ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｂ ｙ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｌ ａ ｙ ｅ ｒ ． Ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｃ ａ ｂ ｌ ｅ ｓ ａ ｒ ｅ ｃ ｒ ｅ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ｐ ｌ ａ ｃ ｅ ｄ Ｏ ｉ ｌ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｂ ａ ｃ ｋ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｂ ｉ ｒ ｄ＇ ｓ Ｎｅ ｓ ｔ ｅ ｎ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ０ ｆ ｔ ｈ ｅ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｓ ｔ ａ ｄ ｉ ｕ ｍ ｉ ｎ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｗ ｉ ｎ ｄ ｕ ｐ ｌ ｉ ｆ ｔ ａ ｓ ｗ ｅ ｌ ｌ ａ ｓ ｔ ｏ ｍａ ｉ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｉ ｔ ｓ ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ａ ｐ ｐ ｅ ａ ｒ ａ ｎ ｃ ｅ ． Ｔ ｈ ｉ ｓ ｎ ｏ ｖ ｅ ｌ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｉ ｎ ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｍａ ｋ ｅ ｓ ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ｄ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｅ
高性能含氟聚合物ETFE建筑用薄膜
料 时需要特殊设 计的Ｅ薄 膜 是 一 种 性
能非常优秀 的材料 ， 使用得 当 ， 会成 为
图 ２ 气枕 样件
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ｎＳ
案 以 控 制 光 线 和 热 辐 射 。 可 以 利 用
燃 Ｂ１ ， 级 并且没有融滴 。 依据 ＧＡ １ ２ ３
—
ＥＦ Ｔ Ｅ良好的着色性将其均匀染色 以减 少阳光射入 ，同 时使 建筑看起 来具有 特殊 视觉效 果而不影 响透 明度 。也可
１９ ｛ ６ 材料产烟毒 性分级 》 Ｅ Ｆ ９ 对 ＴＥ
行 防 火 性 能 检 测 ，其 燃 烧 性 能 属 于 难
焊接设备 ，焊缝 长度 可达 １ ０米。
Ｅ Ｆ Ｔ Ｅ薄膜 用于建 筑大致 发展 历 史 如下 １ ８ 年 ， 了第一座 Ｅ Ｆ 建 ９２ 有 ＴＥ 筑 ；１ ８ ４年获得德 国标准认 可；１ ８ ９ ８ ９
透过率也非常高 （ ３ ～８ ％ ） 以 ８％ ８ 。可 通过印刷使 Ｅ Ｆ 薄膜有各种不 同的图 ＴＥ
低 的摩擦系数 ，使得任何灰尘 、污染物 （ 比如鸟粪 ） 非常容易被雨水； 中洗干净。
可 焊 接
ＥＦ Ｔ Ｅ材料必须经过焊接才能用于 建筑 。 在焊接 工艺 中 ， 控制焊 接温 度是 非 常重要的 ，也 就是说在焊 接这种材
耐 候 、 长 寿
ＥＦ Ｔ Ｅ薄膜工作温度为 一２ ０ ～ ０ ￣： ＋１ Ｏ ， 有极好的温度和气候适应 ℃ 具 ５ 性。 Ｔ Ｅ Ｅ Ｆ 薄膜抗 紫外光 、 大气 污染并且 化学稳定性很好。 无论是在实验室还是 户外测试 中， 该材料没有强度 的降低和
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黄 萍 ， 北京 市 塑料 究所 总
工 程师 ，兼 任 北 京 市塑 料 制 品质 量监 督检 验 站站 长 、中 溺 加 塑料
ETFE气枕式膜结构——以空气作为建筑材料的结构
Ａｃｉｃ ｌ ｅｈ ｏ ｇ ｈｅｔ ａ Ｔｃ ｎｌ ｙ ｒ ｔ ｕ ｒ ｏ
中 文 史
田 献 幸 分标 蝻
类 识 号
号 码
— —
以 空气 作 为 建 筑材 料 的 结 构
Ｅ ＥＣ ｈｏ ｎ ｌｓ ｙｔ ｍｓ ： ＴＦ ｕｓ ｉ ｎ Ｅ ｃｏ ｕ ｅ Ｓ ｓ ｅ ｒ
白 彗 想 ， 但 经 过 几 十 年 白 展 ． 膜 结 构 凭 惜 着 其 勺 勺
早期 白 气 肋式 胰结 构 由于受 到形 等 勺
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１ 世 纪初 ．伴 随着工 业化 时代 的到来 ，建 ９ 筑技 术得 到迅 猛的 发展 ， 年． 才 设计 师们 开始 寻 求有 别于 传统 结 构的 新型 结 构体 。１ ２ ９ ７ 克 斯特 ・ 勒 ｆ Ｉ ａ ｄ Ｂ ｋ ｓ ｅ 富 ｃ ｍ ｎ ｔｒ Ｒ ｈｒ Ｆ ｌ ｒ 首 班提出利 月气泡 式结构 体笼罩 城市聚 ｕｅ） 落的设 想，尽管 时的＾们 认为那Ｒ 是乌托邦式
程 中的又一 班、跃。
作为一 只无形的手 推动着建筑 艺术的发展 。尤其 步＾ ２ 世纪 之后 ，一 幕列新材 料 、新技 术的 ０ 诞生造 就７纷镣 艺术形式。 建筑技术 不再局限
■ 鼻 十 ＾ ≈＾ 短蛆
于充 实现结构形 式的保障角 色， 逐 渐成为艺 术表现 的手段。膜 结构作为技 术与艺术 完美的结 台体 ，近 几十年 来 受到 越来越 多建 筑师 的青 睐 ， 别是 以Ｅ Ｆ 气 枕式膜 结构 代表 的充 特 Ｔ Ｅ 式膜结 构体 ， 较茸、通透 、具有可 持续性等 其 特点 使其 在众 多建 项 目中大放 异彩 。伴 随着 ０为代 表 的Ｅ Ｆ 气枕 式膜结 构建筑 正在 引起 ＴＥ
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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。
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。
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。
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
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。
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
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。
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。
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。
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
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
节点
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。
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
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
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。
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。
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。