隨著現(xiàn)代建筑業(yè)的發(fā)展和建筑技術的不斷進步，人們對建筑物的要求，在追求設計風格和建筑效果的同時，更多的強調(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這種需求的建筑技術和新型材料，ETFE氣枕因而應運而生。

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

       建筑外圍護結構中的膜結構，根據(jù)結構系統(tǒng)的形式可分為骨架式膜結構、張拉索膜結構、充氣膜結構。

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

    骨架式膜結構的顯著特點在于：膜不是維持結構體系存在的必要結構單元，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、高強度受力特性。雖然預張力對骨架式膜結構形態(tài)的影響不及張拉膜，但必須引入足夠大的張力，才能保證結構受力特性，避免在風荷載作用下膜面發(fā)生較大震動，導致松弛使膜面凹陷。骨架一般暴露于膜內(nèi)側，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)點等是設計考慮的重點，應力求簡潔、美觀。

        在國外，ETFE張拉膜的工程應用很多，但規(guī)模都不大，而在我國應用的典型案例就是國家體育場——“鳥巢”。當時有的膜單元面積達到100多平米，而建筑師又不希望在主鋼結構中間劃分出若干個小格子，影響外視效果，因而需要對膜結構加強。經(jīng)過研究和反復試驗，創(chuàng)造性地在膜背面加設了鋼梁和鋼索，并采用特殊的技術將不銹鋼索與ETFE膜材復合在一起，共同承受外部正負方向的風荷載和雪荷載，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，實現(xiàn)了預期的外視效果。

        2）張拉索膜結構：建筑中使用的膜結構，主要為張拉式索膜結構系統(tǒng)，顧名思義，張拉索膜結構是通過張拉使膜的內(nèi)部產(chǎn)生一定的預應力，以抵御外界的風荷載和其他荷載，同時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，故習慣上又稱空間膜結構。張拉膜結構通常是沿著膜的邊緣布設鋼索，在鋼索上施加拉力，鋼索帶動膜張緊、成型，并產(chǎn)生足夠的預應力，因而稱其是張拉式索膜結構。如果膜的面積過大，膜自身無法承受預期的荷載，則可在膜的中間增設加強鋼索，以提高其抗風載能力。

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

        3）充氣膜結構：充氣膜結構是在ETFE膜材料技術基礎上產(chǎn)生的，是將兩層或多層膜通過熱熔焊接復合到一起，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構上。在氣枕內(nèi)，通過預留的閥口，充入經(jīng)過過濾及除濕處理的清潔干燥的空氣，就制成充氣式膜結構系統(tǒng)。這種充氣形式，應用于建筑的外圍護結構較為普遍。

        ETFE充氣膜結構是靠膜材自身的強度和氣枕的內(nèi)壓，來共同承擔外部荷載的。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?？紤]建筑的使用功能，應合理控制膜材的透光率，可采用帶顏色或印刷鍍點和圖案的措施。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。連接處采用特定復合膠條，使雨水不能滲漏到室內(nèi)。同時，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)點防水

        ETFE張拉膜一般不采用在其周邊設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)部的預應力來抵御外部荷載。