从建筑史上讲,公元一世纪意大利在教堂穹顶上就有应用,在中国游牧民族所用帐篷也是膜结构建筑。我们的建筑结构也从木结构、砖混结构、框架结构、钢结构发展到今天的膜结构建筑。建筑材料也从木、砖、水泥、钢材发展到今天的合成建筑织物材料。从工程结构学的角度研究膜结构是从人工近似计算方法开始的,一直到全过程的计算机辅助程序。膜结构建筑也从景观小品、交通设施发展到体育场馆、建筑屋顶及建筑外立面和建筑内饰。膜材料也从PVC、PVDF材料,发展到PTFE材料ETFE材料、二氧化钛材料、保温内衬材料、内膜材料、自然光材料、喷绘材料等等。
鸟巢采用膜结构PTFE的原因
ETFE膜完全为可再循环利用材料,可再次利用生产新的膜材料,或者分离杂质后生产其它ETFE产品。ETFE与PVC、PTFE完全不同,就像大家了解的汽车一样,欧1到欧2比较容易,而欧2到欧3就完全不同了。
初步分析,鸟巢改用PTFE有以下几点原因:
1,其膜面积至少比水立方还要大一半,这么大的面积应用,在世界上是没有的,膜结构与钢结构的衔接有很大难度;
2,其大面积开启式屋顶更增加了设计与施工难度,恐怕也是目前世界上独一无二的;
3,规避风险,两个奥运主场馆,既然水立方用ETFE,鸟巢改用PTFE也在情理之中;
4,ETFE确实有优点,但也确实有缺点,而鸟巢更需要PTFE的优点,换句话讲,PTFE更适合鸟巢,包括从结构等各个角度;
综上所述,鸟巢采用PTFE膜结构在一定程度上规避了风险,从各方面考虑,PTFE膜更适合鸟巢。