郑为

(中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉430063)

1 雨棚概况

新苏州站是一座集铁路、城市轨道、城市道路交通换乘功能于一体的现代化大型交通枢纽。是苏州市级中心的重要组成部分。新苏州站站房设计充分体现“以人为本，以流为主”的理念及“五性”原则。采用上进下出，通过式与等候式车站相结合的高架站房成为苏州最大的“桥”连通古城与新区。整体连续的棱型屋顶与结构浑然一体，覆盖着现代化交通建筑的大空间，层层叠叠、纵横交错，延续着古城的肌理。

在整体屋盖设计中，采用折板形深灰色金属屋面，构成苏州特有的粉墙黛瓦的民居屋顶肌理，将大型现代交通建筑与传统地域文化完美结合。站房折板檐口最高点距离地面36.68 m，站房屋面最大跨度88 m，无站台柱雨棚距离站台面高度15.4 m，最大跨度81.7 m。无柱雨棚采用三角形钢管桁架主梁结构，次梁折板屋面，共同构成了苏州火车站特有的层层叠叠的坡屋顶，宛如古城粉墙黛瓦建筑风貌的现代诠释(图1)。

图1 雨棚灯箱PTFE拉膜效果

2 雨棚灯箱PTFE拉膜效果

在苏州站无站台柱雨棚设计中，为了与主体站房的菱形元素相呼应，采用了特有的菱形体灯箱悬挂在雨棚站台端。该灯箱采用方钢龙骨与主次桁架焊接构成灯箱内部骨架，表皮采用白色透光材料，栗色铝板包边。作为室外构筑物，需要该灯箱自洁性好、平整、抗风、透光的特点。

根据设计要求，比选了多种建筑材料。常规白色铝合金板，平整性耐脏性满足要求，但透光能力差，即使做成穿孔板形式，难以达到设计要求的发光面的效果。白色亚克力板常用做灯箱材料，但是苏州雨棚的白色菱形灯箱面朝下，单块尺寸达到4 m×4 m，导致亚克力板厚度大自重大，用在此处非常不经济。常用的PVC拉膜，价格便宜，但自洁性能差，耐久性能差，一般只能使用15年左右，由于灯箱位于铁路轨道上方，不易更换维修，需要灯箱材料具有极好的耐久性与自洁性。通过反复比选，最后选择PTFE拉膜，这种材料价格适中，重量轻、自洁性能好，耐久性能好，其透光性范围特别适合本设计，形成苏州站特有的白色灯箱效果，成为火车站地区夜间亮丽的风景线(图2)。

图2 白色灯箱效果

3 PTFE材料介绍

PTFE膜材料的织物基材为玻璃纤维，纤维的直径范围在3.30～4.05μm范围内，重量大于150 g/m。涂层的主要材料为聚四氟乙烯树脂，含量不低于90%，涂层的重量在应大于400 g/m。PTFE膜材料的厚度宜大于0.5 mm。能防止化学腐蚀和紫外线侵蚀，不易老化，在雨水中具有自洁性能。在欧、美、日等国PTFE膜材料被定为A2级准不燃材料。PTFE膜材料在火灾环境温度超过250℃后，会释放出有毒气体，经我国公安部防火研究所的检测，按GB8624《建筑材料燃烧性能分级方法》被定为B1级难燃材料。

PTFE膜材料的颜色、光线反射率与透光率宜满足表1的要求。

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一般生产厂商给出膜面物理化学性能的质量保证年限为10年。但对建成的PTFE膜面进行超过20年的耐候试验观测表明，它的力学与物理化学性能无退化现象。

作为常用建筑膜材，ETFE、PVC和PTEF织物膜材料的部分性能比较如下:

(1)ETFE膜材是不含织物的单一的聚酯膜，只有做成气被注入承压气体后才能构成结构承力构件，如水立方的ETFE气枕。

(2)PVC膜材料和PTFE膜材料是多层功能复合材料，它们的基层由纤维织物构成，故具有较高抗徐变的能力，能够作为结构材料使用。

(3)ETFE膜材料与PVC和PTFE两种常用织物膜材料的部分性能和参考价格比较见表2。

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4 PTFE拉膜的应用前景

膜结构是一种全新的建筑构形式，它集建筑学、结构力学、精细化工与材料科学、计算机技术等为一体，具有很高技术含量。其曲面可以随着建筑师的设计需要任意变化，结合整体环境，建筑出标志性的形象工程。在阳光的照射下，由膜覆盖的建筑物内部充满自然漫射光，无强反差的着光面与阴影的区分，室内的空间视觉环境开阔和谐。夜晚，建筑物内的灯光透过屋盖的膜照亮夜空，建筑物的体形显现出梦幻般的效果。

与国内现在城市中广泛采用的PVC膜材相比，PTFE膜材是在超细玻璃纤维织物上涂上没有化学反应活性的PTFE树脂而制成的。PTFE膜材的耐久性非常好:涂层材料的PTFE对酸、硷等化学物质及紫外线非常安定，不易发生变色或破裂。安全使用寿命可长达50年。常用的PVC膜材只能使用10～15年，不能满足建筑物设计年限期的耐久性要求。

(1)防火性:PTFE膜符合近所有国家的防火材料试验合格的特性，可替代其它的屋顶材料做同等的使用用途。

(2)防污性:因涂层材为聚四氟乙烯树脂，表面摩擦系数低，所以不易污染，可藉由雨水洗净。

(3)自洁性:膜建筑中采用具有防护涂层的膜材，可使建筑具有良好的自洁效果，同时保证建筑的使用寿命。

(4)经济性:由于膜材具有一定的透光率，白天可减少照明强度和时间，能很好地节约能源。同时夜间彩灯透射形成的绚烂景观也能达到很好的广告宣传效益。

(5)工期短:膜建筑工程中所有加工和制作均在工厂内完成，可减少现场施工时间，避免出现施工交叉。

PTFE膜材结构的应用范围广泛:如各类体育建筑;各类展览建筑;各类娱乐建筑及收费站设施;各类剧院建筑及设施;各类机场建筑及设施;各类海滨娱乐休闲建筑及设施;各类公园、绿地建筑小品;各类通道、出入口、透光屋面等等。随着我国国力日益增强，对建筑产品的要求日益提高，具有以上特性的PTFE建筑膜材，将取代现在广泛使用的PVC膜材，为我们的建筑作品增添亮丽的元素。