膜应用于建筑有着悠久的历史,从早期人们利用树木的纤维和兽皮建造帐篷到现在的性建筑,膜结构建筑发生了质的飞跃。 随着化学合成工业的出现,膜材开始步入大分子合成的阶段,此时出现了PVC薄膜和PES织物两大类膜材。但此时生产水平还不足以将上述两大类材料复合在一起,所以,膜材还仅仅停留在制造PVC薄膜和编织PES织物两个分开的阶段。 二十世纪六十年代,美国的DUPONT公司合成了TEDLAR品牌的氟素材料,如PTFE、PVDF、PVF等等。紧接着美国和日本的厂家,直接开发出了PTFE涂层的膜材。另外,为了配合PTFE涂层,人们进一步开发出玻璃纤维作为PTFE的基材,从而使PTFE膜材也得到了广泛应用。 ETFE是乙烯一四氟乙烯共聚物,既具有类似聚四氟乙烯的优良性能,又具有类似乙烯的易加工性能,还有耐溶剂和耐辐射的性能,于上世纪七十年代 初在美国开始研究,1974年、1976年分别在美国、日本投产。目前仅德国、美国、日本等国少数几个公司可生产ETFE膜材,而具有ETFE膜材加工制作、安装能力的公司更少。ETFE膜材是继PVC膜材、PEFE膜材之后用于建筑结构的第三大类产品,已在国外一些体育场馆、温室中得到应用。 虽然膜材料在建筑结构中的应用有着广泛的前景,但由于自身材料的限制,膜结构的隔音、遮光以及保温性等方面的表现并不令人满意;此外,膜结构的耐久性相对较差,现在设计寿命在20年以上,处于临时性建筑向性建筑的转变时期;由于薄膜张力的连续性,局部的破坏就会造成整个薄膜结构的垮塌。

    膜材料的分类 膜结构的研究和应用的关键在于膜材料。膜材料主要分为织物膜材和箔片两大类。 高强度箔片近几年才开始应用于结构。结构工程中的箔片都是由氟塑料制造的,它的优点在于有很高的透光性和出色的防老化性。
    陕西建筑同膜材一样施加预拉力,但它常常被做成夹层,内部充有空气压力以稳定箔面。跨度较大时,箔片常被压制成正交膜片。 织物膜材料是由平织或曲织生成的,迄今已有较长的历史。根据材料类型,织物膜材又可以分为聚酯织物和玻璃织物两种;而根据涂层情况,织物膜材可以分为涂层膜材和非涂层膜材两种。由于单边或双边涂层可以保护织物免受机械损伤、大气影响以及动植物作用等的损伤,因此,涂层膜材料是目前膜结构的主流材料。 由于极高的自洁性能,氟塑料不仅被制成箔片,还常常被直接用作织物膜材的涂层(如玻璃织物上的PTFE涂层)以及涂层织物的表面细化(如聚酯织物加PVC涂层外的PVDF表面)。而ETFE膜材虽然没有织物或玻纤基层,但是大家仍把它归到膜材这一类别中。 空间膜结构所采用的膜材为高强度复合材料,由交叉编织的基材和涂层组成。工程中广泛应用的织物膜材的构造以及基材结够，膜材结构组成。
目前使用较为广泛的薄膜材料的主要性能介绍如下：
1.以玻璃纤维织物为基材涂敷PTFE的膜材 该膜材质量较好,强度较高且蠕变小,其接缝可达到与基本膜材同等的强度。膜材耐久性能较好,在大气环境中不会发黄、霉变和产生裂纹,也不会受紫外线的作用而变质。PTFE膜材是非燃材料,具有卓越的耐火性能,它不仅防水性能好,且防水汽渗透的 能力也很强。此外这种膜材的自洁性能。但它的价格比较昂贵,膜材比较刚硬,施工操作时柔顺性稍差,因而的设计和下料显得尤其重要。该膜材价格低,但强度稍低于前一类膜材,且具有一定的蠕变性能。该膜材具有较好的拉伸性,易于制作,对剪裁中的误差有较好的适应性。但这种膜材的耐久性和自洁性较差,易老化和变质。为了改进这种膜材的性能,目前常在涂层外再加一面层,聚氟乙烯(PVF)或聚偏氟乙烯(PVDF)加了面层后的PVC膜材,耐久性和自洁性大为改善,虽然价格稍贵,但仍远比PTFE膜材便宜。表2给出了PVC膜材的设计参数。 

2.PVC膜材的性能 类别  抗拉强度，抗撕裂强度
3.用于膜结构上的ETFE膜材 该材料是由其生料加工而成的薄膜,厚度通常为0.05~0.25mm,非常坚固、耐用,并具有极高的透光性。0.2mm的ETFE膜材的密度约为350g/m2 ,且其抗拉强度大于40MP。2008年北京奥运会国家体育馆等场馆中将采用这种膜材料，给出了ETFE的其它设计参数。 ETFE膜材的性能
类别  !抗拉强度(kg/cm2)350~450300~500300~500伸长率(%)300~400 300~

4.薄膜材料在膜结构工程中的应用 PVC和PTFE材料在我国应用的较为广泛,而国内使用ETFE膜材的工程极少。ETFE膜材在国外已有20多年的应用历史。由于其极好的透光性能,特别适合建造需人工模拟自然环境的建筑如植物园以及运动场馆等。

以下是对其几个相关工程的简单介绍: 1）莱斯特航天中心博物馆、莱斯特航天中心博物馆 该博物馆建于2001年,采纳了空间美学设计思路,41m高的火箭发射塔为轻钢骨架,外面采用了三层ETFE膜材覆盖,ETFE膜材共2000m2 ,它不仅可以抵抗紫外线的辐射,而且具有很好的自洁功能,整个建筑由三种曲线构成,这种设计尽量减少了钢结构轮
廓。部分膜结构表面可以开启以便把火箭和卫星运 入展览区；苏黎世动物园热带雨林馆， 该建筑骨架梁是由钢檩条焊接而成,钢结构施工，膜结构施工:2002.3~2002.6,开放时间是2003.6。膜结构相关数据:膜面由三层ETFE膜材组成,顶层使用的ETFE箔片厚度分别为0.2mm、0.1mm、0.18mm,每片面积约11.4m2 ;正面膜材厚度分别为0.2mm、0.1mm、0.15mm,每片面积约3.2m2 。单位面积膜材的重量约700g/m2 ,抗拉强度52000KN/m2 。 苏黎世动物园热带雨林馆 结语 随着膜结构建筑形式逐渐被国人接受,膜结构在国内迅速崛起,膜材的应用前景将十分广阔。目前国内的生产的膜材只有PVC在强度上基本达到国际同类产品,但自洁、耐火、耐久等性能较差,其寿命一般不超过10年。而且国内的膜结构公司也只能加工PVC膜材。因此我国膜材料急需改善,以适应我国迅速发展起来的膜结构技术;由于目前中国的膜结构研究水平整体上还不高,我们还需继续引进国外的先进技术,让膜结构在国内得到更好的发展。