隨著(zhù)ETFE膜材的成功研發(fā),憑借其輕質(zhì)、透光、隔熱、抗腐、耐候、自潔等良好的性能而被廣泛應用。ETFE膜材為非織物類(lèi)膜材,相比織物類(lèi)膜材其單張膜的抗拉強度較低,建筑中通常采用索膜結構,或者氣枕的形式。其中氣枕形式是多張ETFE膜材共同受力,并通過(guò)內壓使其具有合適的剛度,由此產(chǎn)生的氣枕式膜結構具有較好的力學(xué)性能和使用性能,逐漸得到廣泛的發(fā)展并具有良好的前景。
時(shí)代在發(fā)展,而對ETFE氣枕式膜結構的研究也在不斷進(jìn)行,通過(guò)調整內壓,改變其受力性能、透光率、隔熱性能,同時(shí)對ETFE氣枕式膜結構的發(fā)展、性能、設計方法與施工技術(shù)進(jìn)行研究與歸納,總結了國內外學(xué)者對
ETFE氣枕式膜結構的研究現狀,對工程實(shí)踐具有一定指導意義。
ETFE氣枕內熱量傳遞的過(guò)程是十分復雜的,包含了眾多物理學(xué)現象:傳導、對流、輻射、表面發(fā)射率以及熱能損失。這些參數與氣枕的密封性以及是否采用遮陽(yáng)設施有直接關(guān)系。各參數間彼此制約,影響結構的整體性能。
ETFE材料本身也是良好的保溫材料。在寒冷的天氣里,即便是U值(導熱系數)相同的情況下,由氣枕圍合的環(huán)境舒適度也要優(yōu)于玻璃,因為氣枕內層膜的溫度要比雙層玻璃內層更接近室溫。 總體來(lái)說(shuō),ETFE氣枕無(wú)論是材料表面還是密封邊緣都較密封玻璃有更好的保溫性能。
ETFE氣枕的每一層膜面都可以單獨定制。為了使膜材能在更大范圍內使用,通過(guò)在某些層或逐層膜面添加化學(xué)著(zhù)色劑,或在膜材表面印刷圖案的方式,可控制膜面輻射量達到遮陽(yáng)的效果。同樣,印刷圖案也被用來(lái)減小材料表面的輻射系數,或是材料本身吸收或輻射能量的能力。
目前,也有人在效仿玻璃制造工藝,嘗試將金屬填充物融入膜材產(chǎn)品中。然而,材料輻射系數對于ETFE氣枕整體的保溫性能影響有限,同密封玻璃不同,體積是影響氣枕系統保溫性的主導因素。由于厚度很薄,
ETFE膜溫度基本與周?chē)h(huán)境溫度保持一致,不像玻璃會(huì )隨吸收輻射能力的增加而升溫,因此材料自身吸收或輻射能量的能力并不十分關(guān)鍵。除了在材料上進(jìn)行的能量交換,由于氣體泄漏造成的能量損失可忽略不計,氣枕式膜結構連接構件可有效避免空氣的外泄,同時(shí)構件數量原本就較少,由此產(chǎn)生的節能效益相當于玻璃的3~4倍。
ETFE氣枕中通常配有主動(dòng)監控系統,通過(guò)遠程監控,系統將提供氣枕內壓力、當地天氣狀況、溫度、濕度水平以及系統運行中的任何故障等實(shí)時(shí)信息給本地。假如出現問(wèn)題,就可以通過(guò)遠程訪(fǎng)問(wèn)控制系統,以協(xié)助進(jìn)行現場(chǎng)更新,并且可以進(jìn)行一定范圍內的壓力調整。