ETFE与塑料新面貌（乙烯四氟乙烯建筑）

ETFE 是 Ethylene Tetrafluoroethylene 的缩写，它是一种半透明的聚合物薄膜，在一些现代建筑中用于代替玻璃和硬塑料。ETFE 通常安装在金属框架内，每个单元都可以独立照明和操作。光源可以位于塑料包层的任一侧。

与玻璃相比，ETFE 传输的光更多，绝缘性更好，安装成本降低 24% 到 70%。ETFE 的重量仅为玻璃的 1/100，它的特性使其作为建筑材料和动态照明介质更加灵活。

要点：ETFE

ETFE（乙烯四氟乙烯）是一种工业强度的建筑塑料，自 1980 年代以来一直用于外部覆层。
ETFE 既坚固又轻便。它通常应用在围绕边缘焊接在一起并由金属框架固定的层中。
因为它比玻璃更安全、适应性更强，所以非撕裂 ETFE 通常被用作玻璃的替代品。
ETFE 的商业用途包括许多运动场和娱乐场所。这种塑料的动态照明一直是 ETFE 架构的成功特征。

ETFE的用途

苏格兰的 SSE Hydro是英国建筑师 Norman Foster 设计组合的一部分，于 2013 年作为娱乐场所竣工。在日光下，ETFE 覆层可能缺乏刺激性，但通过让自然光进入室内而发挥作用。然而，天黑后，建筑物可以变成一场灯光秀，室内照明或框架周围的外部照明，创造出可以通过计算机程序翻转来改变的表面颜色。

对于其他场地，塑料面板周围有一排灯。德国安联球场的ETFE垫是菱形的。每个垫子都可以通过数字控制显示红色、蓝色或白色的灯光——这取决于哪支主队正在比赛。

安联球场的 ETFE 外墙板。伦纳特普莱斯/盖蒂图片社

这种材料被称为织物、薄膜和箔。它可以缝合、焊接和粘合在一起。它可以用作单一的单层板，也可以分层，与多个板一起使用。层之间的空间可以加压以调节绝缘值和透光率。也可以通过在制造过程中应用不可传输的图案（例如，点）来针对当地气候调节光。半透明塑料上印有黑点，光线被偏转。这些应用模式可以与分层结合使用——使用光传感器和计算机程序，可以通过控制层之间的空气，通过“拉伸或下垂”材料来战略性地移动“点”的位置，从而将点定位到挡住阳光透过的地方。

安联球场动态照明。 Lennart Preiss/Getty Images（裁剪）

计算机系统还可以调节 ETFE 结构的动态照明效果。当安联球场的外观是红色的时候，拜仁慕尼黑就是主场作战的球队——他们的球队颜色是红色和白色。当 TSV 1860 München 足球队比赛时，体育场的颜色会变成蓝色和白色——这支球队的颜色。

ETFE的特点

ETFE 通常被称为拉伸建筑的奇迹建筑材料。ETFE (1) 强度足以承受自身重量的 400 倍；(2) 轻薄；(3) 可拉伸至其长度的三倍而不丧失弹性；(4) 通过在撕裂处焊上胶带修补；(5) 不粘表面，可抵抗灰尘和鸟类；(6)预计可持续长达50年。此外，ETFE 不会燃烧，尽管它会在自熄前融化。

由于其强度和传输来自太阳的紫外线的能力，ETFE 经常用于需要健康、天然草皮运动场的运动场馆。

ETFE的缺点

ETFE 的一切都不是奇迹。一方面，它不是一种“天然”的建筑材料——毕竟它是塑料的。此外，ETFE 传输的声音比玻璃更多，并且对于某些地方来说可能过于嘈杂。对于有雨滴的屋顶，解决方法是再加一层薄膜，这样可以减少震耳欲聋的雨声，但会增加建筑价格。ETFE 通常应用在必须充气并需要稳定气压的几层中。根据建筑师的设计方式，如果提供压力的机器发生故障，建筑物的“外观”可能会发生巨大变化。作为一种相对较新的产品，ETFE 被用于大型商业企业——目前与 ETFE 合作对于小型住宅项目来说过于复杂。

建筑材料的全生命周期

合成塑料薄膜是如何被称为可持续建筑材料的？

在选择建筑产品时，要考虑材料的生命周期。例如，乙烯基壁板在使用后可能会被回收，但使用了哪些能源，以及其原始制造过程对环境的污染程度如何？混凝土回收在环保建筑界也很受欢迎，但制造过程是温室气体的主要贡献者之一。混凝土的基本成分是水泥，美国环境保护署 (EPA) 告诉我们，水泥制造是世界第三大工业污染源。

在考虑玻璃生产的生命周期时，特别是与 ETFE 相比，请考虑用于制造它的能源以及运输产品所需的包装。

Amy Wilson 是 Architen Landrell 的“首席解说员”，Architen Landrell 是拉伸建筑和织物系统的世界领导者之一。她告诉我们，制造 ETFE 对臭氧层的破坏很小。“与 ETFE 相关的原材料是蒙特利尔条约承认的 II 类物质，”威尔逊写道。“与 I 类同类产品不同，它对臭氧层的破坏最小，制造过程中使用的所有材料都是如此。” 据报道，制造 ETFE 比制造玻璃消耗的能源更少。威尔逊解释说：

“ETFE 的生产涉及使用聚合将单体 TFE 转化为聚合物 ETFE；在这种水基过程中不使用溶剂。然后根据应用将材料挤出成不同的厚度；这一过程使用最少的能量。制造箔的使用涉及焊接大片 ETFE；这相对较快，而且能耗低。”

由于 ETFE 也是可回收的，因此环境的罪魁祸首不在于聚合物，而在于固定塑料层的铝框架。“铝制框架的生产确实需要高水平的能源，”威尔逊写道，“但它们的使用寿命也很长，并且在达到使用寿命时很容易回收。”

ETFE结构示例

ETFE 建筑的照片之旅很快消除了这样一种观念，即这是一种简单的塑料覆层材料，您可能会在下雨天将其放在屋顶或船上。Jacques Herzog 和 Pierre de Meuron的瑞士建筑团队为德国 München-Fröttmaning 最美丽的 ETFE 结构之一安联球场（2005 年）创造了雕塑外观。荷兰阿纳姆皇家汉堡动物园的红树林大厅（1982 年）据说是 ETFE 覆层的首次应用。为中国北京奥运会建造的水立方场馆（2008 年）将这种材料引起了世界的关注。位于英格兰康沃尔的生物穹顶伊甸园项目（2000 年）为合成材料创造了一种“绿色”色彩。

安联球场由 Herzog & de Meuron 设计，2005 年，慕尼黑，巴伐利亚，德国。 Chan Srithaweeporn/Getty Images（裁剪）

由于它的灵活性和便携性，英国伦敦的夏季蛇形画廊展馆等临时结构最近至少部分是用 ETFE 创建的。尤其是 2015 年的展馆看起来像一个五颜六色的冒号。现代体育场馆的屋顶，包括明尼苏达州明尼阿波利斯的美国银行体育场（2016 年），通常是 ETFE——它们看起来像玻璃板，但这种材料是非常安全的非撕裂塑料。

西班牙建筑师 José Selgas 和 Lucia Scano 设计的伦敦海德公园临时夏季展馆，2015 年。Lionel Derimais/Getty Images（裁剪）

塑料，工业革命仍在继续

法国大革命后不久，杜邦家族移居美国，带来了 19 世纪制造炸药的技能。在杜邦公司内部从未停止使用化学开发合成产品，1935 年创造了尼龙，1966 年创造了特卫强。当Roy Plunkett在 1930 年代在杜邦工作时，他的团队意外地发明了 PTFE（聚四氟乙烯），后来成为 Teflon。^®该公司认为自己是“具有创新传统的聚合物科学先驱”，据说在 1970 年代创造了 ETFE 作为航空航天工业的绝缘涂层。

1960 年代和 1970 年代普利兹克奖获得者 Frei Otto 的拉伸建筑启发了工程师们想出最好的材料来用于建筑商和建筑师所说的“覆层”，或者我们可以称之为房屋外墙板的材料。ETFE 作为薄膜覆层的想法出现在 1980 年代。工程师 Stefan Lehnert 和建筑师 Ben Morris 共同创立了Vector Foiltec，以创建和销售 Texlon ^® ETFE，这是一种 ETFE 板材和建筑覆层的多层系统。他们没有发明这种材料，但他们确实发明了将 ETFE 板材焊接在一起的工艺——并赋予建筑物分层的外观。