Dlaczego ETFE jest cudownym materiałem konstrukcyjnym

ETFE to skrót od etylenu tetrafluoroetylenu, półprzezroczystej folii polimerowej, która jest stosowana zamiast szkła i twardego plastiku w niektórych nowoczesnych budynkach. ETFE jest zwykle instalowany w metalowej ramie, gdzie każde urządzenie może być oświetlone i obsługiwane niezależnie. Źródła światła mogą znajdować się po obu stronach okładziny z tworzywa sztucznego.

W porównaniu ze szkłem ETFE przepuszcza więcej światła, lepiej izoluje i kosztuje 24 do 70 procent mniej instalacji. ETFE ma tylko 1/100 masy szkła i ma właściwości, które czynią go bardziej elastycznym jako materiał konstrukcyjny i medium do dynamicznego oświetlenia.

Kluczowe rzeczy na wynos: ETFE

SSE Hydro w Szkocji, część portfolio projektowe brytyjskiego architekta Normana Fostera, został ukończony w 2013 roku jako miejsce rozrywki. W świetle dziennym okładzina ETFE może nie być podekscytowana, ale może być funkcjonalna, wpuszczając do wnętrza naturalne światło. Jednak po zmroku budynek może stać się pokazem świetlnym, z oświetleniem wnętrza lub na zewnątrz światła wokół ramek, tworząc kolory powierzchni, które można zmieniać za pomocą programu komputerowego.

W innych miejscach rzędy świateł otaczają plastikowe panele. Obudowy ETFE na Allianz Arena w Niemczech mają kształt rombu. Każda poduszka może być sterowana cyfrowo, aby wyświetlać czerwone, niebieskie lub białe światła - w zależności od tego, która drużyna gospodarzy gra.

Materiał ten nazwano tkaniną, folią i folią. Można go zszyć, zespawać i skleić. Może być stosowany jako pojedynczy, jednowarstwowy arkusz lub może być układany warstwowo, z wieloma arkuszami. Przestrzeń między warstwami może być pod ciśnieniem, aby regulować zarówno wartości izolacyjne, jak i przepuszczalność światła. Światło można również regulować dla lokalnych klimatów poprzez zastosowanie nieprzekazywalnych wzorów (np. Kropek) podczas procesu produkcyjnego. Z ciemnymi kropkami nadrukowanymi na półprzezroczystym plastiku promienie świetlne są odchylane. Te wzory aplikacji mogą być używane w połączeniu z nakładaniem warstw - za pomocą czujników fotograficznych i programów komputerowych można rozmieścić „kropki” strategicznie przesuwane przez kontrolowanie powietrza między warstwami, przez „rozciąganie lub ugięcie” materiału, który ustawia kropki tak, aby blokowały miejsce, w którym znajduje się słońce przeświecający przez.

Systemy komputerowe mogą również regulować dynamiczne efekty świetlne dla struktur ETFE. Kiedy zewnętrzna część Allianz Arena jest czerwona, FC Bayern Monachium jest gospodarzem występującym na stadionie - ich kolory drużyn są czerwone i białe. Gdy gra drużyna piłkarska TSV 1860 München, kolory stadionu zmieniają się na niebieski i biały - kolory tej drużyny.

ETFE jest często nazywany cudownym materiałem budowlanym architektura rozciągania. ETFE jest (1) wystarczająco silny, aby unieść 400-krotność własnej masy; (2) cienki i lekki; (3) rozciągliwy do trzech razy długości bez utraty elastyczności; (4) naprawione przez zgrzewanie płatów taśmy ze łzami; (5) nieprzywierający o powierzchni odpornej na brud i ptaki; (6) ma trwać nawet 50 lat. Ponadto ETFE nie pali się, chociaż może stopić się przed wyginięciem.

Ze względu na swoją siłę i zdolność do przenoszenia promieni UV ze słońca, ETFE jest często stosowany w obiektach sportowych, które pragną zdrowych, naturalnych boisk sportowych.

Wszystko w ETFE nie jest cudowne. Po pierwsze, nie jest to „naturalny” materiał budowlany - w końcu to plastik. Ponadto ETFE przenosi więcej dźwięku niż szkło i może być zbyt głośny w niektórych miejscach. W przypadku dachu z kroplami deszczu obejście polega na dodaniu kolejnej warstwy filmu, co zmniejsza ogłuszające uderzenia deszczu, ale podnosi cenę budowy. ETFE jest zwykle nakładany na kilka warstw, które muszą być napompowane i wymagają stałego ciśnienia powietrza. W zależności od tego, jak zaprojektował to architekt, „wygląd” budynku może się drastycznie zmienić, jeśli zawiodą maszyny dostarczające ciśnienie. Jako stosunkowo nowy produkt, ETFE jest stosowany w dużych przedsięwzięciach komercyjnych - praca z ETFE jest na razie zbyt skomplikowana dla małych projektów mieszkaniowych.

Jak to się stało, że znana jest folia z tworzywa sztucznego materiał budowlany zrównoważonego rozwoju?

Wybierając produkty budowlane, weź pod uwagę cykl życia materiałów. Na przykład bocznica winylowa może zostać poddana recyklingowi po jej przydatności, ale jaka energia została wykorzystana i jak środowisko zostało zanieczyszczone przez pierwotny proces produkcyjny? Recykling betonu jest również obchodzony w świecie budownictwa przyjaznego dla środowiska, ale proces produkcji jest jednym z głównych czynników przyczyniających się do powstawania gazów cieplarnianych. Podstawowym składnikiem betonu jest cement, a amerykańska Agencja Ochrony Środowiska (EPA) informuje nas, że produkcja cementu jest trzecim co do wielkości przemysłowym źródłem zanieczyszczenia na świecie.

Myśląc o cyklu życia produkcji szkła, zwłaszcza w porównaniu z ETFE, weź pod uwagę energię zużytą do jej wytworzenia i niezbędne opakowanie do transportu produktu.

Amy Wilson jest „głównym tłumaczem” architekta Landrella, jednego ze światowych liderów w dziedzinie architektury rozciągania i systemów tkanin. Mówi nam, że wytwarzanie ETFE powoduje niewielkie uszkodzenie warstwy ozonowej. „Surowiec związany z ETFE jest substancją klasy II dopuszczoną na mocy traktatu montrealskiego”, pisze Wilson. „W przeciwieństwie do swoich odpowiedników klasy I powoduje minimalne uszkodzenie warstwy ozonowej, jak to ma miejsce w przypadku wszystkich materiały użyte w procesie produkcyjnym. ”Według doniesień tworzenie ETFE zużywa mniej energii niż produkcja szkło. Wilson wyjaśnia:

„Produkcja ETFE obejmuje przekształcenie monomeru TFE w polimerowy ETFE z wykorzystaniem polimeryzacji; w tej procedurze na bazie wody nie stosuje się rozpuszczalników. Materiał jest następnie wytłaczany do różnych grubości w zależności od zastosowania; proces, który zużywa minimalną energię. Wytwarzanie folii polega na spawaniu dużych arkuszy ETFE; jest to stosunkowo szybki i ponownie niskoenergetyczny konsument ”.

Ponieważ ETFE nadaje się również do recyklingu, wina nie dotyczy polimeru, lecz aluminiowych ram, które utrzymują warstwy z tworzywa sztucznego. „Aluminiowe ramy wymagają wysokiego poziomu energii do produkcji”, pisze Wilson, „ale mają również długą żywotność i łatwo poddają się recyklingowi, gdy osiągną kres swojego życia”.

Podróż fotograficzna architektury ETFE szybko rozwiewa pogląd, że jest to prosty plastikowy materiał okładzinowy, który można nałożyć na dach lub łódź w deszczowy dzień. Szwajcarski zespół architektury Jacques Herzog i Pierre de Meuron stworzył rzeźbiony wygląd Allianz Arena (2005), jednej z najpiękniejszych konstrukcji ETFE w München-Fröttmaning w Niemczech. Mangrove Hall (1982) w Royal Burgers 'Zoo w Arnhem w Holandii, mówi się, że to pierwsze zastosowanie okładziny ETFE. Miejsce Water Cube (2008) zbudowane na olimpiadę w Pekinie w Chinach zwróciło uwagę świata na ten materiał. Projekt biologiczny Eden Project (2000) w Kornwalii w Anglii stworzył „zielony” odcień materiału syntetycznego.

Ze względu na swoją elastyczność i przenośność, tymczasowe struktury takie jak letnie pawilony Serpentine Gallery w Londynie, Anglia została ostatnio stworzona przynajmniej częściowo z ETFE; szczególnie pawilon z 2015 r. wyglądał jak kolorowy dwukropek. Dachy współczesnych stadionów sportowych, w tym stadionu U.S. Bank Stadium (2016) w Minneapolis w stanie Minnesota, często są wykonane z ETFE - wyglądają jak tafle szkła, ale materiał jest naprawdę bezpieczny, nie zdziera plastiku.

Rodzina du Pont wyemigrowała do Ameryki wkrótce po rewolucji francuskiej, niosąc ze sobą XIX-wieczne umiejętności tworzenia materiałów wybuchowych. Wykorzystując chemię do opracowywania produktów syntetycznych, nigdy nie przestało działać w firmie DuPont, twórcy nylonu w 1935 roku i Tyvek w 1966 roku. Kiedy Roy Plunkett pracował w DuPont w latach 30. XX wieku, jego zespół przypadkowo wynalazł PTFE (politetrafluoroetylen), który stał się teflonem.^® Firma, która uważa się za „pioniera nauki o polimerach ze spuścizną innowacji”, stworzyła ETFE w 1970 roku jako powłokę izolacyjną dla przemysłu lotniczego.

Architektura rozciągania Laureat nagrody Prizker Frei Otto w latach 60. i 70. XX wieku była inspiracją dla inżynierów do opracowania najlepszego materiału do użycia to, co budowniczowie i architekci nazywają „okładziną”, lub materiał, który możemy nazwać bocznicą zewnętrzną domy. Pomysł na ETFE jako okładzinę filmową przyszedł w latach 80. Inżynier Stefan Lehnert i architekt Ben Morris współzałożyciel Vector Foiltec tworzyć i sprzedawać Texlon^® ETFE, wielowarstwowy system arkuszy ETFE i okładzin architektonicznych. Nie wymyślili materiału, ale wymyślili proces spawania arkuszy ETFE - i nadania budynkowi warstwowego wyglądu.

• Birdair. Rodzaje struktur błon rozciągliwych. http://www.birdair.com/tensile-architecture/membrane
• Birdair. Co to jest folia ETFE? http://www.birdair.com/tensile-architecture/membrane/etfe
• Dupont. Historia. http://www.dupont.com/corporate-functions/our-company/dupont-history.html
• Dupont. Tworzywa sztuczne, polimery i żywice. http://www.dupont.com/products-and-services/plastics-polymers-resins.html
• EPA. Cement Manufacturing Enforcement Initiative. https://www.epa.gov/enforcement/cement-manufacturing-enforcement-initiative
• Wilson, Amy. Folia ETFE: Przewodnik po projektowaniu. Architen Landrell, 11 lutego 2013 r., http://www.architen.com/articles/etfe-foil-a-guide-to-design/, http://www.architen.com/wp-content/uploads/architen_files/ce4167dc2c21182254245aba4c6e2759.pdf