柯沃泰膜结构（上海）有限公司
摘要：ETFE膜结构为当前最为先进的薄膜材料，性能优异，不仅外观更具观赏性，且综合施工性能较为突出。基于此，本文主要围绕ETFE膜结构气枕体系展开研究分析，首先对工程案例进行简单介绍，并指出施工中所存问题及控制措施，并进一步展开工程案例ETFE膜结构气枕体系施工技术应用分析，全面化探析ETFE膜结构气枕体系施工技术，以供参考。
关键词：ETFE膜结构；气枕体系；施工技术
引言：ETFE膜结构具有耐辐射、耐热性、电绝缘性能，且力学性质较好，在各类建筑物建设中被广泛应用，除此之外，ETFE膜结构为新一代建材，在艺术性建筑造型中效果显著，灵活多变，备受行业关注，在2021扬州世园会建设工作中，为彰显世园会主题，完成艺术性建筑设计，本次主题建筑——国际馆采用ETFE膜结构气枕体系，构建蚕蛹状建筑外观，寓意“破茧成蝶”。
一、工程概况
本工程为扬州世园会国际馆建设项目，其中国际馆屋面为ETFE膜结构，整体为鱼型设计，外形流畅，呈四边形设计，造型唯美大气。整个ETFE膜结构屋面为14000m2，共由一千多个气枕膜构成。工程建设期间采用全透光、63%透光率、46%透光率的不同规格ETFE膜结构产品，以此满足国际馆屋面不同透光需求，营造出差异化光学环境。扬州世园会国际馆作为公共建筑，为保障整体功能，共设计300余套大推力屋面开启系统及ETFE熔断系统，用以满足国际馆紧急消防排烟及自然通风需求，改善馆内空气质量，且可在紧急情况下实现快速排烟，建筑安全性极大提升。气枕体系均采用双层250u厚度ETFE膜结构，原材料幅宽1.6m，经找形、裁剪后将膜材料拼接为弧形曲面，由EPDM橡胶条收边，并于安装时将橡胶条固定于铝合金型材内，借助二次钢结构、螺栓进行连接。在本次施工中，采用德国Elnic600供气机（5台）进行供气，最大供气量1200m3/h，可满足国际馆屋内气枕供气需求。
二、施工现存问题及控制措施
第一，在本次ETFE膜结构气枕体系施工中，零构件居多，且为完成艺术性造型设计，需严格控制测量精度，需确保每个膜单元ETFE气枕精度符合标准，同时测量工作具有时间跨度大、工序繁琐的特点，导致测量工作存在一定难度，因此在气枕施工中，应重点关注气枕膜精度，此为施工重大问题。为控制与解决此问题，在施工中分阶段、分区域展开测量工作，进行科学性放线数据计算，并借助模型图获得三维坐标，采用不同方式进行测量，经多次校验后完成测量施工，此外为确保测量效果，有效解决测量精度难题，本次测量工作综合考虑施工现场情况，运用经纬仪、全站仪、水准仪、钢尺卷等多种测量仪器设备获得实测数据后与施工图纸对比，最大程度确保测量有效性，此外为确保整体施工效果，于施工期间同样展开针对性测量，逐区测量，实事求是，使ETFE膜结构气枕体系符合建设标准。
第二，ETFE膜结构气枕体系施工中，为确保气枕结构功能及外观效果，除常规性施工技术外，需确保供气系统布置及设计可满足膜结构充气需求，如何确保供气稳定为施工难点，若控制不当则会引发气枕施工问题。为控制与解决此问题，供气系统的布置与设定严格按施工方案执行与落实，供气机内配备干燥机与滤网，确保空气洁净干燥，并定期更换滤网，设计周期为六个月一次，若因施工问题产生较多粉尘，需于竣工后立即更换滤网[1]。完成供气系统安装后需进行测压，供气系统配置压力感应器，合理设置感应器监控，确保气枕压力处于合理范围内，此外，应于供气系统安装后除尘清理，调试模拟压力，以此保障施工质量。
三、工程案例ETFE膜结构气枕体系施工技术应用分析
（一）前期施工准备
ETFE膜结构气枕施工前确认施工现场状况，检查二次钢结构材料是否按施工计划放置于气枕安装工作面，明确施工范围，验收铝合金、二次钢结构、主钢结构等材料，并对二次搬运条件、运输条件、吊装条件再次确认，检查ETFE膜结构供气系统是否已安装完成[2]。完成所有状况核实与调整后设计气枕初步安装方案，明确材料运输路线，确保线路通畅，膜结构及相关配件运输至施工现场后需放置于货物仓库内。维持施工现场道路通畅及文明施工需求，膜结构及配件集装箱运输至指定位置后需直接卸放，不可开启箱盖，防止出现配件遗失、膜布损坏问题，同时为防止雨水天气对施工材料造成侵蚀，需运用彩条布覆盖材料集装箱，仅可在施工期间开启集装箱，按材料进场计划依次运输。安装施工准备期间需由专人值班看守，确保材料完好，并组织材料设备质检工作，认真核对规格型号，最大程度确保施工效果。此外，施工前应组织交底会议，带领施工人员熟悉施工方案及气枕安装图纸，合理布局，确保气枕施工质量。
（二）膜构件进场
ETFE膜构件进场前需做好检查及出厂管理，膜构件加工完毕后需进行质量检查，以材料清单为依据清点数量，检查发货单贴付情况，为防止材料翻倒滑动，需对膜构件进行固定；出厂管理主要为规划膜构件运输方案，需尽可能减低堆积层数，避免产生翻倒受损问题。膜构件进场时，应检查放置区域环境，进场前需与施工现场关联人员做好确认工作，统一行事，必要时可设置路障，确保膜构件进场顺利。膜构件质量可直接决定施工效果，膜构件需做到单独堆放，且远离易燃物品，在本次扬州世园会国际馆施工中，采用集装箱临时存放方式，并于材料堆场外围设置警示带。
（三）膜现场安装。
1.气枕安装准备
做好安全技术交底教育，配备劳保用品，本工程为建筑屋面施工，整体难度较高，所有施工人员均配备双沟安全带，钢构布置安全绳。高空作业时需按安全操作规范配带安全防护用品，本工程项目为顶棚结构，为杜绝高空坠物问题，应规范现场管理，ETFE气枕及相关配件不可在国家馆建筑体上设置堆置平台，并按施工方案完成供气设备、供气管道、信号系统、供电系统安装工作，并于气枕安装前对供气设备进行固定，将供气管与接头处的连接缝隙控制在2mm以内，测试信号系统，确保对熔断系统可正常运转。在本次施工中，供电系统由甲方设置，本工程人员仅负责接入机器电源[3]。按施工设计方案将ETFE气枕放置于指定区域，为确保屋面结构艺术性造型设计，需按图纸对角编码将ETFE气枕铺设到位，当气枕膜在特定单元展开后拆除安全网。
2.ETFE气枕施工
ETFE气枕安装前需检查膜结构外表，确保其材料为损伤后进行安装，依据施工图纸标号将ETFE气枕安装至指定位置，将其边对边、角对角展开，检查膜结构与安装区域的尺寸，需做到规格对等无差异。完成检查工作后按节点样式连接气枕进气口与末端供气管，对气枕膜面对边同时施加张拉力，若首次张拉未到位需间隔一段时间后进行二次张拉，张拉到位后固定四边并充气，在此期间应观察气枕安装效果，完成整体施工后需对接头部位做防水处理，调整膜面，并安装防鸟支架，确保整体施工效果。
在ETFE气枕安装施工时，可借助中性洗涤剂作为润滑液，防止ETFE气枕在安装期间折断，完成气枕张拉后需安装铝合金盖板，运用螺栓加以固定，考虑到扬州世园会附近存在冰雪小镇，应安装防水胶条，并对橡胶条、铝合金底座、ETFE气枕接触面进行情节处理，运用丙酮或酒精清洁沙尘，以此保障防水效果。ETFE气枕安装结束后检查气枕表面是否存在褶皱问题，若存在褶皱，则需运用温度适宜的热风枪除皱，完成整体安装后需使用覆盖物保护气枕，避免气枕被外来尖锐物体损伤，并运用棉布清洁气枕，若因施工问题造成油污，需运用柔性洗涤剂或酒精清洗。确保整体施工效果后，连接充气管道并充气，气枕充气效果如图1所示，需确保区域内膜面安装完成，且供气系统测试完毕后方可展开充气工作。充气期间需实时监测，若充气状态不佳需立即调整，以此保障气枕内压符合设计要求。ETFE气枕体系完成整体施工后需清洁膜材、打扫现场，验收交付前需由专人看守，使国际馆屋面气枕体系始终维持最佳状态。
（四）工程验收规范
以工程案例ETFE膜结构气枕施工特点为依据将施工关键点表格化，经工程监理、业主审批后形成膜面安装验收单。工程验收时，需对ETFE膜结构气枕体系进行自检，自检结束后由工程监理进行阶段验收，确保膜面整体安装施工效果后由业主进行全面质量验收。检查膜面时，需检查是否存在划口、眼孔、磨损、擦伤问题，重点检查拼接处、接缝处是否存在剥离问题，若工程中存在损伤修补施工，需于工程验收时重点检查损伤修补情况，并验证是否存在张力损失、松弛问题，最大程度确保ETFE膜结构气枕性能，此外为保障国际馆屋面艺术性效果，需检查气枕是否存在积水、污损情况。除膜面验收后，需检查周边压件情况，如压板螺丝是否紧固、铝合金压条是否锈蚀、损坏等。工程验收是否规范可直接决定整体建设效果，需规范性、严格性开展验收工作。
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图 1 单个气枕完成效果图
四、技术施工体会
为确保扬州世界园艺博览会国际馆在既定工期内竣工，顺利开园，施工期间样按施工计划推进项目，本人及所在团队坚持奋战在施工一线，确保ETFE膜结构气枕体系保质保量的完成施工。为保障国际馆在展览、竞赛期间功能完善且保持良好外观状态，于验收竣工后为项目业主提供ETFE膜结构气枕体系售后服务，走访调查，了解膜结构使用情况，并设置维修热线，全方位保障建设效果。本次工程项目是迄今为止，膜结构建设行业内最短施工记录，于一个月内完成14000m2双层气枕的加工及施工建设，在此期间收获颇多，不仅积累了ETFE膜结构气枕施工经验，更凭借团队力量保障国际馆保质保量验收，使扬州世园会顺利开幕。
五、总结
综上所述，在新时代背景下，新材料、新技术逐渐应用到建筑行业，ETFE膜结构凭借其优异性质脱颖而出，在实际施工建设中，应做好前期施工准备，膜结构规范入场，按施工设计严格安装气枕体系，明确验收规范，最大程度确保建筑效果，在本次扬州世界园艺博览会国际馆建筑中，ETFE膜结构施工技术应用效果较好，在未来建筑行业中，ETFE膜结构将进一步发展。
参考文献：
[1]任慧芳，陈伟峰，余考明等.ETFE膜材在建筑领域的应用[J].有机氟工业，2020（02）：53-56+64.
[2]李卓然.ETFE气枕气-膜耦合作用的试验研究与数值模拟[D].北京交通大学，2020.
[3]侯亦南.“水立方”的ETFE充气膜结构技术概述[J].工程建设与设计，2019（22）：7-8.