建筑新材料 这两种前卫的建筑新材料，你肯定了解的不多！

建筑材料是建筑工程的物质基础。从建筑立足于地球开始，到今天城市高层建筑的繁荣，随着建筑形式和艺术的进步，材料的多样性经历了几千年...

原始的石头阻断了人类文明的开端，石头的使用伴随了西方很多年，而东方则用木构架发展出自己独特的建筑文化。随着工业革命的到来，玻璃和钢铁进入了建筑师的视野，钢铁和玻璃统治了建筑的世界很多年。在现代，随着科学技术的飞速发展和化学技术的不断进步，各种新的结构和材料如雨后春笋般涌现，丰富了我们的建筑视野，使建筑不那么死板，更加生动多变。

新材料其实分为两种。第一类是未经使用或勘探的旧材料，以及用化学手段加工的材料，如火山岩、PVC、LED、石膏板等。；第二类是通过化学手段获得的新材料，如ETFE、钛金属板材等。新材料的使用极大地丰富了建筑师的设计方法，可以让设计自由表达，不再受材料多样性的束缚。

钛金属板和ETFE是当今非常流行的两种新材料，具有非凡的前景。

ETFE膜是一种优良的透明建筑结构替代材料，多年来在许多工程中被证明是可靠、经济、实用的屋面材料。该膜由人造高强度含氟聚合物制成，其特殊的防粘表面使其高度耐污且易于清洁。通常雨水可以去除主要污垢。

ETFE膜的使用寿命至少为25-35年，是永久性多层活动屋盖结构的理想材料。膜材料多用于跨度为4米的两层或三层充气支撑结构，也可根据特殊工程的几何和气候条件增加膜跨度。膜的长度为15-30m，以易于安装为标准。小跨度单层结构也可以使用较小的规格。

ETFE膜达到B1和DIN4102防火标准，燃烧时不会滴落。而且薄膜重量轻，每平方米只有0.15-0.35公斤。这一特性使其即使在薄膜因烟和火而熔化时也具有相当大的优势。

根据位置和表面印刷，ETFE薄膜的透光率可达95%。该材料不阻挡紫外线等光线的传播，从而保证建筑内部的自然光。通过表面印刷，材料的半透明性可以进一步降低到50%。根据几何条件和膜层数，k值可高达2.0W/m2K。三层印刷膜的能耗指数可达0.77。

由于其优良的质量，ETFE膜几乎不需要日常维护。机械损坏的屋顶可以简单地检查，并根据需要在当地修复。同时，检查通风系统，更换过滤装置。

ETFE膜是完全可回收的材料，分离杂质后可重复用于生产新的膜材料或其他ETFE产品。

由于其突出的特点，ETFE膜被广泛应用于新建筑的材料选择，特别是在一些体积大、能耗高、对建筑材料要求高的建筑设计中。

被称为水立方的国家奥林匹克游泳池广泛使用ETFE膜。根据设计方案，水立方内外立面膜结构由3065个空气枕组成，面积10万平方米，扩建面积26万平方米。它是世界上最大的膜结构工程，也是唯一完全由膜结构封闭的大型公共建筑。ETFE的透光特性使整个建筑看起来晶莹剔透，充满奇幻色彩，获得相当突出的视觉效果。同时，ETFE具有优异的韧性和耐腐蚀性，这使得它在北京复杂的气候条件下具有非常好的建筑外观。膜的透明和自清洁功能不仅节约了大量能源，符合节能减排的要求，而且节省了大量人力物力，真正实现了绿色奥运的理念。

另一个广泛使用ETFE电影的建筑是慕尼黑最豪华、最现代的安联足球场。安联体育场有两个世界上最好的:第一，世界上最大的复合外墙由2874个菱形空气枕组成，其中1056个将在比赛中闪亮。气枕的膜厚只有0.2 mm，但能隔绝98%的紫外线；2.安联体育场地下停车场是欧洲最大的停车场，可容纳9800辆车。足球场的外围由光滑可扩展的ETFE材料制成，可以发出不同的光。红色、白色或蓝白色的钻石让整个建筑看起来像一个LED屏幕，透明的顶部看起来与体育场的墙壁分离，让整个建筑看起来非常梦幻。

通过以上两个实例的综合分析，不难发现ETFE电影具有优秀的建筑特色，能够满足新建大型建筑的设计需求。它不仅具有美观的视觉效果，而且在其他方面也具有优异的特性，必将是一种非常有前途的建筑材料。

屋顶/墙体用钛锌板是由符合欧洲质量标准EN1179的高纯金属锌和少量钛、铜熔化而成，钛含量为0.06%-0.20%，可提高合金的抗蠕变性，铜含量为0.08%-1.00%，可增加合金的硬度。锌是一种优良的耐用金属材料，具有天然的耐腐蚀性。可以在表面形成致密的钝化层，使锌保持非常慢的腐蚀速率。实验检测和跟踪表明，锌的腐蚀速率小于1微米/年，0.7毫米钛锌板可使用近100年。伤口可自动恢复，创面一天内可恢复0.001μ，一天后厚度可升至0.005μ，20天后可升至0.01μ。所有的自保金属长期使用都能保持光泽。

屋顶/墙体用钛锌板厚度为0.5 ~ 1.0 mm，重量为3.5 ~ 7.5kg/m2。比如0.82mm钛锌板屋面板的重量只有5.7kg/m2，是一种非常轻质的屋面材料，对屋面结构基本没有影响。屋面用钛锌板的断裂强度、伸长率、弹性模量和密度分别为16公斤/平方毫米、15 ~ 18%、1.5×105兆帕和7.15。

钛锌板的适用坡度为3 ~ 90度，锌板几乎可以从很低的坡度到垂直的坡度使用。纯锌屋面板宽度1M，长度不限卷。有很多方法可以修复它。连接板和两层锌板折叠在一起咬合；接缝无需任何处理即可达到良好的防水效果。

除了纯锌屋面材料外，近年来还应用了一些锌合金屋面材料，并取得了成功。比如含钛的锌屋面材料在受到大气侵蚀时会产生相对密度较大且不溶保护层的碳酸氢锌，或者在海洋空气体的作用下会产生氯化锌保护层。这一特性使其具有耐候性，不需要维护。

钛锌板是为满足建筑的特定要求而开发的钛锌合金产品，从而在锌的应用上迈出了一大步。钛锌板是高纯电解锌，纯度高达99.995%。当掺入1%钛和1%铜时，加工性能大大提高，质量更好。钛锌板有一个令人愉快的篮灰色氧化物表面，与大多数材料相协调。其自愈能力强，氧化层不仅可以随着时间增加结构的魅力，还具有维护成本低的优点。

举世瞩目的国家大剧院的屋顶将由钛制成，这在中国建筑领域开创了钛的使用。国家大剧院主楼表面由近两万块钛板组成。这些钛板是特制的。纳米自洁钛板是为满足国家大剧院对建筑物外表面钛板的特殊要求而专门设计的，表面进行纳米处理。在处理后的钛板原有性能保持不变的情况下，水分可以完全均匀地扩散到钛板表面，完全润湿钛板，带走附着在表面的灰尘。在阳光的作用下，纳米自洁钛板可以分解附着在钛板表面的有机污渍，从而达到自洁效果，使钛板长期保持清洁。钛板的视觉效果使国家大剧院在北京一系列新建筑中脱颖而出，成为地标性建筑。

除了大型公共建筑，钛板作为屋面材料，钛锌板也广泛应用于普通民用建筑，尤其是欧洲大城市，如法国的巴黎、英国的伦敦、意大利的罗马，很多建筑都使用钛锌板作为屋面材料。

随着新材料的使用，建筑形式呈现出百花齐放的趋势，允许建筑师自由想象和设计，从而为新建筑的设计奠定了坚实的基础。

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