隨著ETFE膜材的成功研發,憑借其輕質、透光、隔熱、抗腐、耐候、自潔等良好的性能而被廣泛應用。ETFE膜材為非織物類膜材,相比織物類膜材其單張膜的抗拉強度較低,建築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,並通過內壓使其具有合適的剛度,由此產生的氣枕式膜結構具有較好的力學性能和使用性能,逐漸得到廣泛的發展並具有良好的前景。
時代在發展,而對ETFE氣枕式膜結構的研究也在不斷進行,通過調整內壓,改變其受力性能、透光率、隔熱性能,同時對ETFE氣枕式膜結構的發展、性能、設計方法與施工技術進行研究與歸納,總結了國內外學者對
ETFE氣枕式膜結構的研究現狀,對工程實踐具有一定指導意義。
ETFE氣枕內熱量傳遞的過程是十分複雜的,包含了眾多物理學現象:傳導、對流、輻射、表麵發射率以及熱能損失。這些參數與氣枕的密封性以及是否采用遮陽設施有直接關係。各參數間彼此製約,影響結構的整體性能。
ETFE材料本身也是良好的保溫材料。在寒冷的天氣裏,即便是U值(導熱係數)相同的情況下,由氣枕圍合的環境舒適度也要優於玻璃,因為氣枕內層膜的溫度要比雙層玻璃內層更接近室溫。 總體來說,ETFE氣枕無論是材料表麵還是密封邊緣都較密封玻璃有更好的保溫性能。
ETFE氣枕的每一層膜麵都可以單獨定製。為了使膜材能在更大範圍內使用,通過在某些層或逐層膜麵添加化學著色劑,或在膜材表麵印刷圖案的方式,可控製膜麵輻射量達到遮陽的效果。同樣,印刷圖案也被用來減小材料表麵的輻射係數,或是材料本身吸收或輻射能量的能力。
目前,也有人在效仿玻璃製造工藝,嚐試將金屬填充物融入膜材產品中。然而,材料輻射係數對於ETFE氣枕整體的保溫性能影響有限,同密封玻璃不同,體積是影響氣枕係統保溫性的主導因素。由於厚度很薄,
ETFE膜溫度基本與周圍環境溫度保持一致,不像玻璃會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並不十分關鍵。除了在材料上進行的能量交換,由於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,同時構件數量原本就較少,由此產生的節能效益相當於玻璃的3~4倍。
ETFE氣枕中通常配有主動監控係統,通過遠程監控,係統將提供氣枕內壓力、當地天氣狀況、溫度、濕度水平以及係統運行中的任何故障等實時信息給本地。假如出現問題,就可以通過遠程訪問控製係統,以協助進行現場更新,並且可以進行一定範圍內的壓力調整。