ETFE i nowy wygląd plastiku

Budynek z etylenu tetrafluoroetylenu

SSE Hydro w Scottish Exhibition and Conference Centre, Glasgow, Szkocja. Craig Roberts/Getty Images (przycięte)

ETFE to skrót od Etylen Tetrafluoroetylenu, półprzezroczystej folii polimerowej, która jest używana zamiast szkła i twardego plastiku w niektórych nowoczesnych budynkach. ETFE jest zwykle instalowany w metalowej ramie, gdzie każda jednostka może być niezależnie oświetlana i manipulowana. Źródła światła mogą znajdować się po obu stronach plastikowej okładziny.

W porównaniu ze szkłem, ETFE przepuszcza więcej światła, lepiej izoluje, a jego instalacja kosztuje od 24 do 70 procent mniej. ETFE to zaledwie 1/100 masy szkła, a jego właściwości czynią je bardziej elastycznym jako materiał konstrukcyjny i nośnik dynamicznego oświetlenia.

Kluczowe dania na wynos: ETFE

• ETFE (tetrafluoroetylen etylenu) jest przemysłowym tworzywem konstrukcyjnym stosowanym do okładzin zewnętrznych od lat 80. XX wieku.
• ETFE jest mocny i lekki. Jest często nakładany warstwami, które są zespawane wokół krawędzi i utrzymywane przez metalową ramę.
• Ponieważ jest bezpieczniejszy i bardziej elastyczny niż szkło, nierozrywany ETFE jest często używany jako zamiennik szkła.
• Komercyjne zastosowania ETFE obejmują wiele aren sportowych i miejsc rozrywki. Dynamiczne oświetlenie tego tworzywa jest udaną cechą architektury ETFE.

Zastosowania 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 ekscytująca, ale jest funkcjonalna, wpuszczając do wnętrz naturalne światło. Jednak po zmroku budynek może stać się pokazem świetlnym, z oświetleniem wewnętrznym lub zewnętrznym wokół ram, tworząc kolory powierzchni, które można zmieniać za pomocą programu komputerowego.

W innych miejscach plastikowe panele otaczają rzędy świateł. Poduszki 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.

Panele zewnętrzne ETFE na Allianz Arena. Lennart Preiss/Getty Images

Materiał ten nazwano tkaniną, folią i folią. Można go szyć, zgrzewać i sklejać. Może być używany jako pojedynczy, jednowarstwowy arkusz lub może być ułożony warstwowo, z wieloma arkuszami. Przestrzeń między warstwami może być pod ciśnieniem, aby regulować zarówno wartości izolacyjne, jak i przepuszczalność światła. Światło można również regulować w lokalnym klimacie, stosując nieprzepuszczalne wzory (np. kropki) podczas procesu produkcyjnego. Ciemne kropki nadrukowane na przezroczystym plastiku odbijają promienie światła. Te wzory aplikacji mogą być używane w połączeniu z nakładaniem warstw — za pomocą fotoczujników i programów komputerowych położenie „kropek” można strategicznie przesuwać, kontrolując powietrze między warstwami, „rozciągając lub zwisając” materiał, który ustawia kropki na blok, przez który świeci słońce.

Oświetlenie dynamiczne Allianz Arena. Lennart Preiss/Getty Images (przycięte)

Systemy komputerowe mogą również regulować dynamiczne efekty świetlne dla struktur ETFE. Kiedy zewnętrzna strona Allianz Arena jest czerwona, FC Bayern Monachium jest drużyną gospodarzy grającą na stadionie – ich barwy drużynowe są czerwone i białe. Kiedy gra drużyna piłkarska TSV 1860 München, kolory stadionu zmieniają się na niebiesko-białe — barwy tej drużyny.

Charakterystyka ETFE

ETFE jest często nazywany cudownym materiałem budowlanym do architektura rozciągana . ETFE jest (1) wystarczająco mocny, aby unieść 400-krotność swojej wagi; (2) cienki i lekki; (3) rozciągliwy do trzykrotnej długości bez utraty elastyczności; (4) naprawiony przez zgrzewanie łat taśmy na rozdarciach; (5) nieprzywierająca powierzchnia odporna na brud i ptaki; (6) ma trwać nawet 50 lat. Ponadto ETFE nie pali się, chociaż może się stopić, zanim samoistnie wygaśnie.

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

Wady ETFE

Wszystko w ETFE nie jest cudowne. Po pierwsze, nie jest to „naturalny” materiał budowlany — w końcu to plastik. Ponadto ETFE przepuszcza więcej dźwięku niż szkło i może być zbyt głośny w niektórych miejscach. W przypadku dachu narażonego na krople deszczu obejściem jest dodanie kolejnej warstwy folii, co zmniejsza ogłuszający bębny deszczu, ale zwiększa cenę budowy. ETFE jest zwykle nakładany w kilku warstwach, które muszą być napompowane i wymagają stałego ciśnienia powietrza. W zależności od tego, jak architekt go zaprojektował, „wygląd” budynku może się drastycznie zmienić, jeśli maszyny, które dostarczają ciśnienie, ulegną awarii. Jako stosunkowo nowy produkt, ETFE jest wykorzystywany w dużych przedsięwzięciach komercyjnych — na razie praca z ETFE jest zbyt skomplikowana dla małych projektów mieszkaniowych.

Pełny cykl życia materiałów budowlanych

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

Wybierając produkty budowlane, weź pod uwagę cykl życia materiałów. Na przykład siding winylowy może zostać poddany recyklingowi po jego użyteczności, ale jaka energia została zużyta i jak środowisko zostało zanieczyszczone przez pierwotny proces produkcji? Recykling betonu jest również celebrowany w budownictwie przyjaznym dla środowiska, ale proces produkcyjny jest jednym z głównych czynników przyczyniających się do powstawania gazów cieplarnianych. Podstawowym składnikiem betonu jest cement, a Amerykańska Agencja Ochrony Środowiska (EPA) mówi nam, że produkcja cementu jest trzecim co do wielkości przemysłowym źródłem zanieczyszczeń na świecie.

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

Amy Wilson jest „dyrektorem naczelnym” firmy Architen Landrell, jednego ze światowych liderów w dziedzinie architektury rozciąganej i systemów tkaninowych. Mówi nam, że wytwarzanie ETFE powoduje niewielkie uszkodzenia 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 uszkodzenia warstwy ozonowej, tak jak w przypadku wszystkich materiałów używanych w procesie produkcyjnym”. Podobno tworzenie ETFE zużywa mniej energii niż wytwarzanie szkła. Wilson wyjaśnia:

„Produkcja ETFE obejmuje przekształcenie monomeru TFE w polimer ETFE za pomocą 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 ilość energii. Produkcja folii polega na zgrzewaniu dużych arkuszy ETFE; jest to stosunkowo szybkie i ponownie zużywa mało energii”.

Ponieważ ETFE nadaje się również do recyklingu, wina za środowisko nie leży w polimerze, ale w aluminiowych ramach, które utrzymują warstwy z tworzywa sztucznego. „Aluminiowe ramy rzeczywiście wymagają wysokiego poziomu energii do produkcji”, pisze Wilson, „ale mają również długą żywotność i są łatwo poddawane recyklingowi po zakończeniu ich eksploatacji”.

Przykłady struktur ETFE

Fotograficzna podróż architektury ETFE szybko rozwiewa pogląd, że jest to prosty plastikowy materiał okładzinowy, który można założyć na dach lub łódź w deszczowy dzień. Szwajcarski zespół architektoniczny zJacques Herzog i Pierre de Meuronstworzył rzeźbiarski wygląd Allianz Arena (2005), jednej z najpiękniejszych struktur ETFE w München-Fröttmaning w Niemczech. Sala Mangrowa (1982) w Royal Burgers' Zoo w Arnhem, Holandia, uważa się, że jest to pierwsze zastosowanie okładziny ETFE. Miejsce Water Cube (2008) wybudowane na Igrzyska Olimpijskie w Pekinie w Chinach zwróciło uwagę całego świata na ten materiał. Biodome Eden Project (2000) w Kornwalii w Anglii stworzył „zielone” zabarwienie syntetycznego materiału.

Allianz Arena Zaprojektowany przez Herzoga i de Meuron, 2005, Monachium, Bawaria, Niemcy. Chan Srithaweeporn/Getty Images (przycięte)

Ze względu na swoją elastyczność i przenośność tymczasowe konstrukcje, takie jak letnie Serpentine Gallery Pavilions w Londynie , Anglia została ostatnio przynajmniej częściowo stworzona z ETFE; w szczególności pawilon 2015 wyglądał jak kolorowa dwukropek. Dachy nowoczesnych stadionów sportowych, w tym US Bank Stadium (2016) w Minneapolis w stanie Minnesota, często są wykonane z ETFE — wyglądają jak tafle szkła, ale materiał jest naprawdę bezpieczny, nierozrywany plastik.

Tymczasowy Pawilon Letni w londyńskim Hyde Parku autorstwa hiszpańskich architektów José Selgas i Lucia Scano, 2015. Lionel Derimais/Getty Images (przycięte)

Tworzywa sztuczne, rewolucja przemysłowa trwa

Rodzina du Pont wyemigrowała do Ameryki wkrótce po rewolucji francuskiej, przynosząc ze sobą XIX-wieczne umiejętności wytwarzania materiałów wybuchowych. Wykorzystywanie chemii do opracowywania produktów syntetycznych nigdy nie ustało w firmie DuPont, która stworzyła nylon w 1935 roku i Tyvek w 1966 roku. Roy Plunkett pracował w DuPont w latach 30., jego zespół przypadkowo wynalazł PTFE (politetrafluoroetylen), który stał się teflonem.Mówi się, że firma, która uważa się za „pioniera nauki o polimerach z dziedzictwem innowacji”, stworzyła ETFE w latach 70. jako powłokę izolacyjną dla przemysłu lotniczego.

Rozciągliwa architektura Laureat Prizkera Frei Otto w latach 60. i 70. był inspiracją dla inżynierów do opracowania najlepszego materiału do wykorzystania w tym, co budowniczowie i architekci nazywają „okładziną” lub materiałem, który moglibyśmy nazwać okładziną zewnętrzną naszych domów. Pomysł na ETFE jako okładzinę filmową pojawił się w latach 80-tych. Współzałożycielami inżyniera Stefana Lehnert i architekta Bena Morrisa Folie wektorowe tworzyć i sprzedawać TexlonETFE, wielowarstwowy system arkuszy ETFE i okładzin architektonicznych. Nie wynaleźli materiału, ale wynaleźli proces zgrzewania arkuszy ETFE — i nadania budynkowi warstwowego wyglądu.

Źródła

• Powietrze. Rodzaje konstrukcji membranowych. http://www.birdair.com/tensile-architecture/membrane
• Powietrze. 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. Inicjatywa Egzekwowania Produkcji Cementu. https://www.epa.gov/enforcement/cement-manufacturing-enforcement-initiative
• Wilsona, Amy. Folia ETFE: Przewodnik po projektowaniu. Architen Landrell, 11 lutego 2013, http://www.architen.com/articles/etfe-foil-a-guide-to-design/, http://www.architen.com/wp-content/uploads/architen_files /ce4167dc2c21182254245aba4c6e2759.pdf