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膜材介绍
膜材是一种具有强度,柔韧性好的薄膜材料,是由纤维编织成织物基材,在其基材两面以树脂为涂层材所加工固定而成的材料,中心的织物基材分为聚酯纤维及玻璃纤维,而作为涂层材使用的树脂有聚氯乙烯树脂(PVC),硅酮(silicon)及聚四氟乙烯树脂(PTFE),在力学上织物基材及涂层材分别具有影响下列的功能性质:
织物基材--抗拉强度,抗撕裂强度,耐热性,耐久性,防火性。
涂层材--耐候性,防污性,加工性,耐水性,耐品,透光性。
膜材依涂层材不同大致可分为PVC膜与PTEF膜,膜材的正确选定应考虑其建筑的规模大小、用途、形式,使用年限及预算等综合因素后决定。较常见使用的有PVC膜、PVDF膜、PVF膜、PTFE膜等。
PVC膜材(PVC-Coated Polyester)
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。但在强度、耐用年限、防火性等性能上较PTFE膜差。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。但是,经过数年之后就会变色、污损、劣化。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于PVC涂层材的表面处理上做涂层,以改善其耐侯性及防污性的膜材。
PVDF是二氟化树脂(PolyvinylideneFluoride)的略称,在PVC膜表面处理上加以PVDF树脂涂层的材料称为PVDF膜。PVDF膜与一般的PVC膜比较,耐用年限改善至7~10年左右。
PVF是一氟化树脂(PolyvinylFluoride)的略称。PVF膜材是在PVC膜的表面处理上以PVF树脂做薄膜状薄片(laminate)加工,比PVDF膜的耐久性更佳,更具有防沾污的优点。但因为加工性、施工性与防火性都不佳,所以使用用途受到限制。
PTFE膜(PTFECoatedFiberglass)
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。PTFE膜相当大的特微就是耐久性、防火性与防污性高。但PTFE膜与PVC膜比较,材料费与加工费高,且柔软性低,在施工上为避免玻璃纤维被折断,须有专用治工具与施工技术。
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。玻璃纤维在经长期使用后,不会引起强度劣化或张力减低。膜材颜色一般为白色、透光率高,耐久性在25年以上。
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。
防火性:PTFE膜符合近所有***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。
ETFE膜材
ETFE是Ethylene(乙稀)、Tetra(四)、Flour(氟)、Ethylene(乙稀)四个英文的缩写。ETFE膜材料没有任何布基,仅由一层乙稀四氟乙稀薄膜构成,乙稀氟乙稀本身具有很好的化学稳定性,不需要任何其它的面层保护。
1.裁剪方法简介
膜结构的裁剪拼接过程无论如何都是会有误差的,这是因为首先用平面膜片拼成空间曲面就一定会有误差,其次膜布是各向异性非线性材料,在把它张拉成曲率变化多端的空间形状时,不可避免的会与初始设计形状有出入。迄今为止,已建立了很多种方法来处理这一问题。很难评价哪个方法的精确度一定就高,但还是有几个标准可以用来判断这些裁剪方法是否实用。那就是可靠性、灵活性和完成时间。
2.膜结构交互式裁剪过程
裁剪缝的布置
布置膜结构表面裁剪缝时要考虑以下几个因素:
1)表面曲率
以前的裁剪方法都无法给出曲面任一点处的曲率。而本软件因为采用的是曲面膜单元,所以可以得到每个单元的曲率。如果相邻单元曲率相差很大,说明在这个位置,曲面扭曲的很严重,如果裁剪缝在此处不切断重新开始,那么裁剪膜块的边界在此处就会有很大的弧形。从相邻单元曲率的变化趋势,可以判断出测地线的大致走向。
2)膜材料的幅宽
找形分析过程中的平面网格划分时,就要考虑到膜材料的幅宽。尽量使一块膜布中包含的膜单元是完整的,否则还要通过插值计算确定膜块边界点的位置。
3)边界的走向
如果边界比较平直,可以考虑用一个膜块的长边作为这条边界。否则只能用多个膜块的短边拼接成这条边界。
4)美观
因为膜材料具有透光性,实际结构中可以清楚地看见焊缝,所以裁剪缝的布置一定要规则、合理,能形成一些漂亮的图案以增加结构的美感。如果膜表面设置有压索或脊索, 那么使裁剪缝与压索或脊索重合,使索不至于打乱焊缝的图案布
膜结构车棚特点:车棚材料选用了进口结构建筑材料。膜结构车棚的篷布材质是膜结构,而膜材的 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,使用寿命长,一般15-30年。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,使膜结构车棚成为现代化的 建筑。车棚骨架,表面处理采用进口船用底漆,炳烯酸聚氨酯面漆。
1. 膜结构的耐用性:由于高强度的膜材出现,再加上张拉技术的应用,使膜结构车棚抵御风雨的能力是一般雨蓬之类不可比拟的。有的车棚采用 性膜材,可使用三、四十年。特别是遇到剧烈的暴风雨天气,膜结构建筑巍然不动,毫发不损。
2.膜结构的艺术性:除了一般雨蓬不可比拟的实用、耐用、遮风挡雨的功能外,膜结构雨蓬更是一座雕塑,一件艺术品,给人美的视觉享受。其柔美,其曲线,其刚柔并济,其丰富造型,其洁白无瑕,让人眼前一亮,回味悠长。
3. 膜结构的经济性:研究表明,长期露天停放的车辆,性能损耗速度比车棚内停放车辆快一倍。而采用膜结构雨蓬更能真正呵护您的爱车,减缓您爱车的老化速度。从经济角度来说,投入不多却大大延长您座骑的寿命。
4.膜结构的透光性:透光性能好(透光率20%)。在阳光下曝晒不会产生黄变、雾化、透光不佳。
5.膜结构的耐候性:表面有防紫外线的共挤层,可防止太阳紫外线引起的树脂疲劳变黄。表面共挤层具有化学吸收紫外线并转化为可见光。对植物光合作用有良好的稳定效果(极适合保护各类车、贵重艺术品及展品,使其不受紫外线破坏)。
6.膜结构的抗冲击性:建筑膜才的冲击强度是普通玻璃的250-300倍,是亚克力的板材的20-30倍,是钢化玻璃的2倍,几乎没有断裂的危险性,有“不破玻璃”和“响钢”之美称。
7.膜结构的阻燃性:据行业GB8624-97测试属阻燃B1级,无火滴。
8.膜结构的耐温性:在摄氏族-40.C至+120.C温度范围内不会引起变形等品质劣化。
9.膜结构的轻便性:重量轻, 确保棚下人和物的安全。
10.膜结构的隔音性:隔音效果佳
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