Защо ETFE е строителният материал на чудото

ETFE е съкращение от етилен тетрафлуоретилен, полупрозрачен полимерен лист, който се използва вместо стъкло и твърда пластмаса в някои съвременни сгради. ETFE обикновено се монтира в метална рамка, където всяка единица може да бъде осветена и манипулирана независимо. Източниците на светлина могат да бъдат от двете страни на пластмасовата облицовка.

В сравнение със стъклото ETFE предава повече светлина, изолира по-добре и струва 24 до 70 процента по-малко за инсталиране. ETFE е само 1/100 от теглото на стъклото и има свойства, които го правят по-гъвкав като строителен материал и среда за динамично осветление.

Ключови заведения: ETFE

SSE Hydro в Шотландия, част от дизайнерското портфолио на британския архитект Норман Фостър, е завършен през 2013 г. като място за забавление. На дневна светлина, облицовката на ETFE може да липсва вълнение, но да е функционална, като позволява естествена светлина на интериора. След тъмно обаче сградата може да се превърне в светлинно шоу, като вътрешното осветление блести или външно светлини около рамките, създавайки повърхностни цветове, които могат да бъдат променени с флип на компютърна програма.

За други места редиците от светлини обграждат пластмасовите панели. Възглавниците ETFE на Allianz Arena в Германия са с диамант. Всяка възглавничка може да се контролира цифрово, за да показва червени, сини или бели светлини - в зависимост от това кой отбор играе домакин.

Този материал е наречен плат, филм и фолио. Тя може да бъде ушита, заварена и залепена. Може да се използва като еднослоен лист или може да бъде слоест, с множество листове. Пространството между слоевете може да бъде под налягане, за да регулира както изолационните стойности, така и пропускането на светлина. Светлината може да се регулира и за местния климат чрез прилагане на непреносими модели (например точки) по време на производствения процес. С тъмни точки, отпечатани върху полупрозрачната пластмаса, светлинните лъчи се отклоняват. Тези модели на приложение могат да се използват във връзка с наслояване - с помощта на фото сензори и компютърни програми местоположението на „точките“ може да бъде стратегически се движи чрез контролиране на въздуха между слоевете, чрез "разтягане или увисване" на материала, който позиционира точките, за да блокира там, където е слънцето свети през.

Компютърните системи могат също да регулират динамични светлинни ефекти за ETFE структури. Когато външността на Алианц Арена е червена, ФК Байерн Мюнхен е домакинът, който играе на стадиона - цветовете на отбора им са червено и бяло. Когато футболният отбор на TSV 1860 München играе, цветовете на стадиона се променят в синьо и бяло - цветовете на този отбор.

ETFE често се нарича чудо конструктивен материал за опън архитектура. ETFE е (1) достатъчно силен, за да понесе 400 пъти повече от собственото си тегло; (2) тънка и лека; (3) разтеглива до три пъти по-голяма дължина без загуба на еластичност; (4) поправен чрез заваряване на лепенки на лента върху сълзи; (5) лепило с повърхност, която издържа на мръсотия и птици; (6) очаквано да продължи до 50 години. В допълнение, ETFE не изгаря, въпреки че може да се стопи, преди да се самоизгасне.

Поради своята сила и способност да предава UV лъчи от слънцето, ETFE често се използва в спортни заведения, които желаят здрави, естествени тревни атлетични игрища.

Всичко за ETFE не е чудо. От една страна, това не е "естествен" строителен материал - в края на краищата е пластмаса. Също така, ETFE предава повече звук от стъклото и може да бъде твърде шумен за някои места. За покрив, подложен на дъждовни капки, решението е да се добави още един слой филм, като по този начин се намалят оглушителните барабанни удари на дъжда, но се увеличи цената на строителството. Обикновено ETFE се нанася на няколко слоя, които трябва да бъдат надути и изискват постоянно въздушно налягане. В зависимост от начина, по който архитектът го е проектирал, „обликът“ на сградата може драстично да се промени, ако машините, които подават налягането, се провалят. Като сравнително нов продукт, ETFE се използва в големи търговски начинания - работата с ETFE е твърде сложна за малки жилищни проекти, засега.

Как стана така, че синтетичният пластмасов филм стана известен като строителният материал на устойчивост?

Когато избирате строителни продукти, вземете предвид жизнения цикъл на материалите. Например виниловият сайдинг може да се рециклира след неговата полезност, но каква енергия е била използвана и как околната среда е била замърсена от първоначалния си производствен процес? Рециклирането на бетон също се отбелязва в екологичния строителен свят, но производственият процес е един от основните приноси за парниковите газове. Основна съставка на бетона е циментът, а Американската агенция за защита на околната среда (EPA) ни казва, че производството на цимент е третият най-голям индустриален източник на замърсяване в света.

Когато мислите за жизнения цикъл на производството на стъкло, особено в сравнение с ETFE, помислете за енергията, използвана за създаването му, и необходимата опаковка за транспортиране на продукта.

Ейми Уилсън е "главен обяснител" за Архитен Ландрел, един от световните лидери в архитектурата на опън и плат. Тя ни казва, че производството на ETFE причинява малка вреда на озоновия слой. „Суровината, свързана с ETFE, е вещество от клас II, допуснато съгласно Монреалския договор“, пише Уилсън. „За разлика от колегите си от клас I, той нанася минимални щети на озоновия слой, както е при всички материали, използвани в производствения процес. "Съобщава се, че създаването на ETFE изразходва по-малко енергия от производството стъклена чаша. Уилсън обяснява:

"Производството на ETFE включва превръщането на мономера TFE в полимер ETFE с помощта на полимеризация; в тази процедура на водна основа не се използват разтворители. След това материалът се екструдира до различна дебелина в зависимост от приложението; процес, който използва минимална енергия. Изработката на фолиото включва заваряване на големи листове от ETFE; това е сравнително бързо и отново е с нисък консуматор на енергия. "

Тъй като ETFE също е рециклируем, екологичната вина не е в полимера, а в алуминиевите рамки, които държат пластмасовите слоеве. "Алуминиевите рамки изискват високо ниво на енергия за производството", пише Уилсън, "но те също имат дълъг живот и лесно се рециклират, когато достигнат края на живота си."

Фото пътешествие в архитектурата на ETFE бързо разсейва представата, че това е обикновен пластмасов облицовъчен материал, който може да поставите върху покрива или лодката си в дъждовен ден. Швейцарският архитектурен екип на Жак Херцог и Пиер де Меурон създаде скулптурен облик на Allianz Arena (2005), една от най-красивите структури на ETFE в Мюнхен-Фрьотманинг, Германия. Зала Мангрово (1982) в Royal Burgers 'Zoo в Арнем, Холандия, се казва, че е първото приложение на облицовката на ETFE. Мястото на водния куб (2008), построено за Олимпиадата в Пекин, Китай, донесе материала на вниманието на света. Проектът за биодом Eden (2000) в Корнуол, Англия създаде "зелен" оттенък на синтетичния материал.

Поради своята гъвкавост и преносимост, временните структури като летните павилиони на Serpentine Gallery в Лондон, Англия са закъснели поне частично създадени с ETFE; по-специално павилионът за 2015 г. приличаше на цветно дебело черво. Покривите на съвременните спортни стадии, включително стадиона на САЩ Bank (2016) в Минеаполис, Минесота, често са ETFE - приличат на стъклопакети, но материалът е наистина безопасен, без разкъсване на пластмаса.

Семейство Дю Понт емигрира в Америка малко след Френската революция, носейки със себе си умения от 19 век в правенето на експлозиви. Използването на химия за разработване на синтетични продукти никога не спира в рамките на компанията DuPont, създателите на найлон през 1935 г. и Tyvek през 1966 година. Кога Рой Плункет работи в DuPont през 30-те години на миналия век, неговият екип случайно изобретява PTFE (политетрафлуоретилен), който става тефлон.^® Компанията, която счита себе си за „пионер на полимерната наука с наследство на иновациите“, се казва, че е създала ETFE през 70-те години като изолационно покритие за космическата индустрия.

Архитектурата на опън на Лауреат на Призкер Фрай Ото през 60-те и 70-те години беше вдъхновение за инженерите да излязат с най-добрия материал, който да използват това, което строителите и архитекти наричат ​​„облицовка“ или материала, който можем да наречем външен сайдинг за нашия домове. Идеята за ETFE като филмова облицовка идва през 80-те години. Инженер Стефан Ленерт и архитект Бен Морис са съоснователи Vector Foiltec за създаване и пускане на пазара на Texlon^® ETFE, многопластова система от листове ETFE и архитектурна облицовка. Те не са измислили материала, но са измислили процеса за заваряване на листове от ETFE - и придават на сградата слоест вид.

• Birdair. Видове конструкции на мембрана на опън. http://www.birdair.com/tensile-architecture/membrane
• Birdair. Какво е ETFE филм? http://www.birdair.com/tensile-architecture/membrane/etfe
• Dupont. История. http://www.dupont.com/corporate-functions/our-company/dupont-history.html
• Dupont. Пластмаси, полимери и смоли. http://www.dupont.com/products-and-services/plastics-polymers-resins.html
• СИП. Инициатива за изпълнение на производство на цимент. https://www.epa.gov/enforcement/cement-manufacturing-enforcement-initiative
• Уилсън, Ейми. ETFE Foil: Ръководство за дизайн. Architen Landrell, 11 февруари 2013 г., http://www.architen.com/articles/etfe-foil-a-guide-to-design/, http://www.architen.com/wp-content/uploads/architen_files/ce4167dc2c21182254245aba4c6e2759.pdf