隨著現(xiàn)代建筑業(yè)的發(fā)展和建筑技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對建筑物的要求，在追求設(shè)計(jì)風(fēng)格和建筑效果的同時(shí)，更多的強(qiáng)調(diào)建筑的功能、建筑的物理性能以及節(jié)能和環(huán)保，而公共類建筑對大跨度空間的需求越來越高，人們在不斷地探索適應(yīng)這種需求的建筑技術(shù)和新型材料，ETFE氣枕因而應(yīng)運(yùn)而生。

        由于ETFE膜的透光性特別好，號(hào)稱“軟玻璃”，質(zhì)量輕、韌性好、抗拉強(qiáng)度高、不易被撕裂，耐候性和耐化學(xué)腐蝕性強(qiáng)，可有效地利用自然光和紫外線，具有良好的聲學(xué)性能和自清潔功能。用于建筑上的ETFE氣枕膜結(jié)構(gòu)，可100%回收再利用，低碳節(jié)能、綠色環(huán)保，ETFE膜建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)將是新時(shí)代綠色建筑的載體。

       建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的膜結(jié)構(gòu)，根據(jù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的形式可分為骨架式膜結(jié)構(gòu)、張拉索膜結(jié)構(gòu)、充氣膜結(jié)構(gòu)。

        1）骨架式膜結(jié)構(gòu)：骨架式膜結(jié)構(gòu)是鋼或其他材料構(gòu)成的剛性骨架，具有自然穩(wěn)定性、完整性，膜張拉并置于骨架上構(gòu)成骨架式膜結(jié)構(gòu)，形態(tài)有平面形、單曲面形和以鞍形為代表的雙曲線形。

    骨架式膜結(jié)構(gòu)的顯著特點(diǎn)在于：膜不是維持結(jié)構(gòu)體系存在的必要結(jié)構(gòu)單元，但膜又不僅僅是單純地用來覆蓋屋面體系，而是充分發(fā)揮了其建筑采光功能、高強(qiáng)度受力特性。雖然預(yù)張力對骨架式膜結(jié)構(gòu)形態(tài)的影響不及張拉膜，但必須引入足夠大的張力，才能保證結(jié)構(gòu)受力特性，避免在風(fēng)荷載作用下膜面發(fā)生較大震動(dòng)，導(dǎo)致松弛使膜面凹陷。骨架一般暴露于膜內(nèi)側(cè)，且膜的透光性更加突顯骨架的室內(nèi)視覺效果，因此，骨架的布置、形式、材料、節(jié)點(diǎn)等是設(shè)計(jì)考慮的重點(diǎn)，應(yīng)力求簡潔、美觀。

        在國外，ETFE張拉膜的工程應(yīng)用很多，但規(guī)模都不大，而在我國應(yīng)用的典型案例就是國家體育場——“鳥巢”。當(dāng)時(shí)有的膜單元面積達(dá)到100多平米，而建筑師又不希望在主鋼結(jié)構(gòu)中間劃分出若干個(gè)小格子，影響外視效果，因而需要對膜結(jié)構(gòu)加強(qiáng)。經(jīng)過研究和反復(fù)試驗(yàn)，創(chuàng)造性地在膜背面加設(shè)了鋼梁和鋼索，并采用特殊的技術(shù)將不銹鋼索與ETFE膜材復(fù)合在一起，共同承受外部正負(fù)方向的風(fēng)荷載和雪荷載，不銹鋼索固定在與其垂直交叉的鋼梁上，鋼梁和鋼索都隱藏在膜的后面，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的外視效果。

        2）張拉索膜結(jié)構(gòu)：建筑中使用的膜結(jié)構(gòu)，主要為張拉式索膜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，顧名思義，張拉索膜結(jié)構(gòu)是通過張拉使膜的內(nèi)部產(chǎn)生一定的預(yù)應(yīng)力，以抵御外界的風(fēng)荷載和其他荷載，同時(shí)使膜變形成為所需的形狀。

  張拉膜是依靠膜材自身的張拉力和特殊的幾何形狀而構(gòu)成的穩(wěn)定的承力體系。膜只能承受拉力而不能受壓和彎曲，其曲面穩(wěn)定性是依靠互反向的曲率來維持，因此需制作成凹凸的空間曲面，故習(xí)慣上又稱空間膜結(jié)構(gòu)。張拉膜結(jié)構(gòu)通常是沿著膜的邊緣布設(shè)鋼索，在鋼索上施加拉力，鋼索帶動(dòng)膜張緊、成型，并產(chǎn)生足夠的預(yù)應(yīng)力，因而稱其是張拉式索膜結(jié)構(gòu)。如果膜的面積過大，膜自身無法承受預(yù)期的荷載，則可在膜的中間增設(shè)加強(qiáng)鋼索，以提高其抗風(fēng)載能力。

        張拉式索膜結(jié)構(gòu)可以根據(jù)需要制成任意復(fù)雜曲面形狀，體現(xiàn)自然流暢之美；并有多種顏色的膜材可選，以適應(yīng)周邊的環(huán)境、滿足建筑效果要求；而且膜結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕，一般不需要太龐大的支撐結(jié)構(gòu)，這是其他建筑材料無法比擬的優(yōu)勢所在。

        3）充氣膜結(jié)構(gòu)：充氣膜結(jié)構(gòu)是在ETFE膜材料技術(shù)基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，是將兩層或多層膜通過熱熔焊接復(fù)合到一起，形成封閉的氣枕，其周邊夾持在鋁合金或其他材料制成的邊框內(nèi)，邊框固定于建筑的主體結(jié)構(gòu)上。在氣枕內(nèi)，通過預(yù)留的閥口，充入經(jīng)過過濾及除濕處理的清潔干燥的空氣，就制成充氣式膜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。這種充氣形式，應(yīng)用于建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)較為普遍。

        ETFE充氣膜結(jié)構(gòu)是靠膜材自身的強(qiáng)度和氣枕的內(nèi)壓，來共同承擔(dān)外部荷載的。為了提高ETFE充氣膜的保溫效果，膜的層數(shù)可由二層提高到三、四層。考慮建筑的使用功能，應(yīng)合理控制膜材的透光率，可采用帶顏色或印刷鍍點(diǎn)和圖案的措施。充氣控制系統(tǒng)亦可智能化控制。

保溫防水

        ETFE屋面裝配系統(tǒng)的次龍骨，采用“天溝＋防水保溫層”形式。ETFE膜夾具勾掛在鋼天溝邊沿，鋼天溝作為主要受力構(gòu)件，自攻自鉆釘起到固定作用，使該部位的受力更加合理。連接處采用特定復(fù)合膠條，使雨水不能滲漏到室內(nèi)。同時(shí)，自攻自鉆釘尖部暴露于室外，即使自攻自鉆釘孔處漏水，水滴最終仍會(huì)流到室外。天溝內(nèi)采用優(yōu)質(zhì)防水及保溫材料使屋面更好地發(fā)揮其防水功能。

節(jié)點(diǎn)防水

        ETFE張拉膜一般不采用在其周邊設(shè)置鋼索并通過鋼索使膜張緊的形式，而是把單層ETFE膜切割制成所需的形狀，并在其周邊設(shè)置邊繩，再用專用的鋁合金夾具夾持住。通過在周邊的夾具上施加拉力，使膜材充分張緊，并靠膜材內(nèi)部的預(yù)應(yīng)力來抵御外部荷載。