土木工程材料设计：突显人类文明

对于建筑设计中的应用来说，建筑师可能更为关注材料的表观性能，因此，本节将从材料的设计特性，包括透光率与透明性、涂层、颜色、印刷以及填充、安装要点等方面，介绍合成材料的设计特性。

1.透光率与透明性

所谓透光率，是指光线透过材料之后的光照强度与之前的比值。而透明性则是指物体透过材料之后的成像性能。

PMMA的透光性能最高。3mm厚度的PMMA平板的透光率可达92%。而且，PMMA可以透过全光谱光线，它特别适用于温室以及天窗。不同颜色下的PMMA的透光率可由24%到92%之间浮动。PMMA中空板以及波纹板的透明性都非常高。重要的是，PMMA内部光线的折射可以制造出非常美妙的光线效果。ETFE的透光性能优异。ETFE透光性能良好。60µm厚度的ETFE膜材能够达到90%的透光度。尤其是，ETFE具有较强的紫外线投射能力，对于植物温室具有重大意义。然而，ETFE投射过的光线会有1.5%～3%的散射率，使其透明性弱于玻璃。PC的透光性能优异。3mm厚透明PC板可达到88%的透光率，白色PC版透光率为30%～50%。PC实心板能达到很高的透明度，并且表面无光泽。GRP的透光性能非常好，透明GRP的透光率可达85%以上。然而，玻璃钢由于是非晶状分子结构，其透明性较低。PVC材料的透光性能良好，1mm厚的PVC能够达到85%的透光系数。通过添加透明、蓝色或者古铜色的表面涂层，PVC材料能够取得较好的抗紫外线性能。PET塑料的透光性非常好，4mm厚度时可达89%的透光率。

2.涂层(www.xing528.com)

PMMA以及PC材料通常会增加涂层，以改变材料表面的分子结构，最后使水分子不易附着于表面，形成防雾或防滴材料。这样的材料用于室外时，能够增强材料的雨水自洁性，并能减少水渍。PC实心板上通常还会添加双面聚硅氧烷，以减少表面划痕、磨损，并增强抗化学能力。随着涂层科技的不断进步，将来肯定还会有更加优异的产品出现，比如表面低成像板材，高度自洁板材等。比如，建筑师卡拉特拉瓦设计的2004年雅典奥运会主体育场的PMMA屋顶就能够在阳光的照射下变暗。在复合材料的场合，涂层的应用就更为广泛。比如，工程师们利用PVC-P，PTFE或者硅石来保护编织物本身，使其免遭水分、紫外线辐射、微生物的破坏。除此之外，表面涂层的使用可以减少材料表面污渍，并延长了编织物的使用寿命。通过添加涂层，PTFE和硅石的抗老化性能远比PVC-P优越。

3.颜色

颜色是合成材料的一个重要设计特性，其主要取决于材料的染色性能以及抗紫外线能力。PMMA的染色性能非常好，可以染上全光谱颜色，而且抗紫外线能力很强，放于室外环境时不会褪色。PC的染色性能也比较强，国内外厂家已经有非常多种颜色的产品。不过，由于该材料的抗紫外线强度较差，未经特殊处理的话容易放生褪色。PVC材料表面颜色容易褪色，它在室外的适用范围不是很广。PET板材为无色透明、可着色。