建筑膜材的物理特性分析

发布时间: 2014-03-31 16:55 作者: 浏览次数: 425次 字号:

膜材的耐侯性能是指膜材作为建筑覆盖体系,在日光照射、温度变化、雨水冲刷以及尘埃侵蚀等自然环境的作用下,其外观颜色、光亮度以及强度等随着时间的延长都会逐渐退化的特性。膜材的表面涂层材料 PTFE或PVDF均为惰性材料,具有抗紫外线、耐老化、耐腐蚀等化学特性,和PVC涂层相比具有较大的优势。一般来说,涂敷PTFE的膜材的使用寿命在25年以上,涂敷PVDF面层的PVC膜材使用寿命在10~15年,这使得膜材能够广泛应用与永久性的建筑中。

膜材的光学性能是指膜材对各种波段光线的作用特性,包括对可见光、紫外线、红外线的反射、透射、吸收以及散射特性,膜材具有较好的透光性。织物膜材对自然光的透光率可达到20%,即使对保温隔热性能要求较高而采用的双层膜建筑,其透光率也打4%~8%。而ETFE膜材的透光率可达95%,设置超过了白玻璃。透射光在膜结构建筑内部产生均匀的漫射光,无阴影、无眩光,无显著方向性,光线柔和均匀,白天可满足各种室内活动的需要,使得膜结构特别适用于体育设施、展览厅和天井等对采光要求较高的建筑物。另外,夜间在灯光的照射下,膜结构建筑的外表发出柔和的光,具有良好的广告宣传效应和建筑可识性。

膜材的声学性能与光学性能类似,包括对不同频率声波的反射(回声)、透射损耗(吸声)特性。回声和吸声特性综合决定了膜结构建筑内空间音响品质和隔音效果,单层膜材自身的声学性能较差,回声强,吸声弱,隔音量也低于一般围护结构。膜材织物对声波振动具有很强的反射性,这种反射性增加膜结构建筑内部的噪声水平。尤其是对于某些具有内凹面的建筑,如充气膜结构或拱支式膜结构,顶棚会使声波反射汇集,进一步影响室内声学环境。而较差的隔声能力,则决定了普遍的膜建筑并不适用于对外部降噪要求高的建筑设施。

膜结构建筑的保温隔热性能较差,目前广泛采用的膜材还不能较好地隔绝外部温度的影响。单层膜材的传热系数大,制冷能耗高,故仅适用于敞开式建筑或气候较温暖的地区。当对建筑物的保温性能有较高的要求时,可采用双层或多层膜结构。一般两层膜之间应有25cm~30cm的空气隔层。膜面内部的冷凝结露也是需要考虑的问题。当用于游泳池、植物园等内部湿度较大的建筑物时,湿空气接触膜内表面容易结露。此时,可采用对室内通风、安装冷凝水排出口或安装空气循环系数等措施。

膜材具有较好的防火性能。膜材基层自身具有不燃性或难燃性,玻璃纤维是不燃材料。聚酯纤维是难燃材料。瑞典国家测试院对膜结构等比例燃烧性能的试验,分别对PTEF和PVC两种膜材进行同样条件的燃烧试验,对试验过程的温度、有毒气体成分、膜材烧穿情况进行了测试分析。结果表面。PVC膜材在点火后3分12秒被烧穿,形成与火焰接触面大小相应的开放洞口,热量、烟雾和气体自动排除,开放洞口的大小保持到火焰熄灭。洞口的早期出现意味着烟气、热量的散发和延缓刚结构坍塌,有利于公共场所人员疏散。而PEFE膜材在点火后3分35秒致使膜面接缝处开裂,最后沿接缝大块脱落。从膜建筑内测试分析,PTFE膜材产生的CO和CO2至少是PVC膜材的两倍以上;TFE膜材还产生了超过临界浓度的HF有毒气体,而PVC膜材由于被烧穿,没有探测出HF。因此得出结论,膜材本身根据一定标准判定的防火性能,与其在火灾情况下膜结构的实际反应并不相温和,PVC膜材更好一些。

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