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。

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200μm白色ETFE, 靠墙砖侧使用200μm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200μm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。本工程中200μm白色ETFE膜材的使用使室内光线充足并且柔和。见图1、图2。

湖南湘潭步步高华隆二期改扩建项目ETFE膜结构顶棚是2015年底完成的单层ETFE网壳顶结构项目, 此ETFE顶棚覆盖二期8层楼顶并衔接一期幕墙, 中间阳光井落到7层上人楼面, 部分主要树状分枝柱落到4层楼面, 整体造型流畅呈拱曲面, 整个结构长约110 m, 宽约50 m, 屋面膜片以左撇方向, 最长长条结构单元约80 m, 而膜单元考虑安装的操作性, 及张拉可行性, 控制膜长条单元长度最长不超过50 m, 宽度正常约2 m, 整体顶棚共约140片膜单元。在这个单层ETFE工程中, 使用了2种ETFE膜材, 其中250μm蓝色小镀点ETFE膜材为主要材料, 占总面积的80%。另外, 建筑师考虑夏季光线照射原因, 需要在整个屋面上离散分布20%面积的250μm白色磨砂ETFE膜材, 这样每片几十平方米的长条膜单元上, 就会布置一块或几块三角形、棱形、梯形磨砂膜, 每块磨砂膜1～3 m2, 双ETFE膜材交叉使用, 给这个工程营造了特殊的视觉效果。见图3、图4。

江苏南通植物园温室ETFE膜结构, 是国内较早期气枕式ETFE膜结构项目, 双层网架构成球壳, 上层网架均为蜂巢六边形单元, 上覆盖同形状ETFE气枕, 气枕由3层ETFE膜材构成, 内外层使用250μm透明ETEF材料, 中间层使用100μm透明ETFE膜材, 3层全透明ETFE膜材的使用, 使温室内的光线通透, 保证了温室内热带植物足够的日照, ETFE气枕同时又像外衣一样, 起到减少温室内热量损失的作用。见图5、图6。

2014年7月完工的四川泸州收费站顶棚ETFE膜结构, 共计90片双层气枕单元, 上下层总面积只有3000 m2, 但这90片气枕单元没有1片重复, 从3边形单元, 一直到最多8边形单元, 大小形状各异, 符合业主方希望的不规则的建筑效果, 基于此出发点, 后期气枕单元找形, 也保持大小不一的气泡饱和度。充气完成后, 各个气泡此起彼伏, 高低错落, 为当地创造了一道靓丽的风景线。见图7、图8。

2014年底完成的福建青口文体中心项目, 虽然使用了ETFE及PTFE双层膜材, 但其更大的特点还是表现在ETFE膜材上。建筑师原需要表现为2个车轮, 寓意着福建青口两大汽车项目的发展前行, 内部混凝土结构构造了车轮的主体, 还需要外裹钢膜结构来表现轮胎向前转动, 见图9。一大一小双馆, 大的为综合馆, 小的为游泳馆, 双馆中间又交叉布置了23把连续倒伞PTFE膜结构, 综合馆外墙面共计80片气枕单元, 标准尺寸约3.6 m (宽) ×18 m (高) ;游泳馆外墙面同样为80片气枕单元, 标准尺寸约2.6 m (宽) ×15 m (高) , 双馆均采用外层250μm乳白色ETFE膜材, 内层250μm透明ETFE膜材。为了表达出车胎纹理的效果, 需强迫外气枕勒出纹理, 早期使用不锈钢丝绳进行现场安装试验, 但钢丝刚度大, 端头处理不易且不贴合, 还不利于气枕充气时松紧调节, 几次试验后, 最终找到迪尼玛缆绳 (超强聚乙烯纤维缆绳) , 使用起来像普通麻绳, 由于绳体表面使用润滑因子保护涂层, 使用迪尼玛缆绳不用担心安装抽拉调整过程损坏ETFE膜材料, 而且强度能达到同等直径钢丝绳的1.5倍, 质量只有同等直径钢丝绳的12%左右, 耐寒热、耐腐蚀、耐化学品, 价格接近同等直径钢丝绳。由于其柔软, 施工操作方便, 与气枕膜体贴合度高, 后期也易于更换。迪尼玛缆绳与ETFE气枕的结合, 给膜结构行业扩展了一种新的材料使用尝试 (2015 IFAI奖项) 。

长吉收费站顶棚ETFE膜结构, 2012年初完成, 也可以说是又一个北京机场高速收费站的翻版, 但33车道规模收费广场使得上部索膜结构顶棚体量更大, 号称国内收费站“第一膜”的顶棚覆盖部分总长约190 m, 整体结构为1/4对称结构, 由32片PTFE三角片与30片ETFE三角片交错构成, 最大PTFE三角片约180 m2, 最大ETFE三角片约230 m2, ETFE膜下均由间距约1.5 m纵横索网支撑。ETFE膜与PTFE膜的交叉使用, 有效改善了全部采用PTEF膜的透光效果, 增强了整个结构的层次感, 也使整体造型更加新颖独特。见图10、图11。

2013年秋季完工的珠海华发商都六期天幕膜结构, 是长达340 m, 最宽约50 m, 最窄约30 m, 离地净高约21 m的巨型天幕工程。以空间管桁架结构为主体骨架, 由上下层结合的PTFE单元交叉天然叶片造型的250μm上层蓝色加下层透明ETFE气枕组合单元贯穿于商业中心上空, 外周及桁架柱脚采用铝板曲线收边, 在所有ETFE气枕组合单元下层, 1/2面积区域阵列布置三角形LED屏幕, 白天ETFE气枕组合单元提供柔和的自然光线, 夜晚阵列布置的LED屏幕扩散出绚丽多彩的天幕。上下层PTFE构成, 有限范围的阻隔了光线的照射, 而ETFE组合气枕单元, 又保留了有限范围的光线通透性, 交叉百富策略白菜网产生了层次感, 上下层PTFE构成形式及ETFE气枕组合构成, 让整个天幕更加饱满、立体、又富有动感 (2015空间结构——施工银奖) 。见图12。

2014年底完成的上海金虹桥国际中心入口膜结构工程, 项目虽然很小, 但也使用了ETFE膜材与PTFE材料搭配使用, 屋面为31片普通的双层ETFE膜材气枕, 上层为250μm透明ETFE, 下层为250μm透明ETFE带小镀点, 气枕屋面实际已经封闭覆盖入口上空, 在屋面下方又设置了3把普通的PTFE倒伞, 当这3把PTFE伞与其上的ETFE气枕屋面相结合, 构成的组合膜结构效果显得特别吸引人, ETFE气枕屋面一方面起到屋面防水用途, 另一方面提供入口广场充足光线;3把PTFE倒伞适当减弱屋面照射下来的光线, 增强阴影效果, 同时增强了建筑的竖向深度, 结合上面水平构成的ETFE气枕屋面, 促成空间立体视觉 (2015 IFAI奖项) 。见图13。

介绍的ETFE膜结构仅为国内众多膜结构项目中的一部分, 目前在国内各地的建筑工程中, ETFE膜结构在逐渐被人们认知和接受, 轻质、绿色节能、环保, 并且ETFE膜结构的构成正在多样化, 单层、双层、多层、气枕等交叉百富策略白菜网, 相信随着城市的不断发展, 技术的不断革新, ETFE膜结构在建筑工程中的百富策略白菜网将会迎来更广泛的市场。