ЭТФЭ - новое слово в архитектуре

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЭТФЭ - НОВОЕ СЛОВО В АРХИТЕКТУРЕ

ЭТФЭ (ETFE) - это современный полимерный материал, сополимер этилена и тетрафторэтилена - именно такие структурные единицы чередуются в цепях этого полимера, придавая ему лучшие свойства двух его прославленных «сородичей» - полиэтилена и политетрафторэтилена, известного также как тефлон. История этого материала, изобретенного компанией DuPont в 1972 г., началась с авиации и космонавтики - в этих областях человеческой деятельности как нельзя кстати оказались уникальные изолирующие и механические свойства нового полимера, а также их стабильность в широком интервале температур, включая сверхнизкие. Этот материал применяется для изоляции электрических проводов в автомобиле-, самолетостроении и робототехнике, а также в качестве покрытия для емкостей, в которых перевозят агрессивные жидкости: ЭТФЭ обладает высокой стойкостью к действию химических агрессоров и УФ-излучению.

Как отличный строительный материал ЭТФЭ стали воспринимать после строительства британского центра изучения экологии Eden Project. Ажурная крыша двух гигантских зданий похожа на пчелиные соты, каждая ячейка которых представляет собой многослойную пневмолинзу из ЭТФЭ. Этот образ стал символом и визитной карточкой центра, а ЭТФЭ и все, что с ним связано, - модной «фишкой» архитекторов всего мира.

Перспективы у ЭТФЭ, как строительного материала, безусловно, радужные. К явным достоинствам полимера относится легкость - весит он в десятки раз меньше стекла! - высокая скорость монтажа и эффектный внешний вид. На полимер может быть нанесен принт, аппликация, солнцезащитная штриховка, а также любой рисунок - логотип или надпись. Поверхность многослойных элементов может служить экраном для показа изображений или видео. Теплоизоляционные свойства конструкции сопоставимы с аналогичными параметрами лучших 3-камерных стеклопакетов, они зависят от числа слоев, то есть от объема воздушных полостей. Благодаря отсутствию пор поверхность ЭТФЭ практически не подвержена загрязнениям, любая жидкость скатывается с нее как роса с цветков лотоса.

Многослойные системы состоят из пневматических мембран-подушек, заключенных в алюминиевые профили и поддерживаемых легкой несущей конструкцией. Чтобы обеспечить должный уровень теплоизоляции и сопротивляемости внешним нагрузкам, в пневмолинзы под низким давлением периодически поступает воздух. Эта технология идеальна для использования в районах с повышенной сейсмической активностью, а также высокими ветровыми и снеговыми нагрузками - даже при степени деформации в 200-300% полимер сохраняет свою форму и не разрывается. Воздух между слоями ЭТФЭ, сжимаясь, компенсирует кратковременные нагрузки, уменьшая суммарную нагрузку на подконструкцию здания. Это позволяет проектировать, например, большие открывающиеся вентиляционные проемы без риска деформации и обрушения несущих конструкций.

ЭТФЭ прозрачен для солнечной радиации, однако путем частичного затемнения различных слоев подушки можно добиться эффекта жалюзи. Такая технология - интеллектуальная система полезного использования солнечной энергии - была использована для монтажа кровли штаб-квартиры компании FESTO. Два из трех слоев пневмолинзы - внешний и средний - были затемнены со сдвигом в полпериода. При изменении давления в камерах подушки средний слой перемещается относительно внешнего, приближаясь к нему, либо удаляясь от него. В крайних положениях среднего слоя освещение меняется от максимального к минимальному.

Возможно также внедрение в состав пневмолинз фотогальванических элементов, сделанных с помощью напыления на верхний слой полимера специального вещества и позволяющих преобразовывать солнечную энергию в электрическую - это решение реализовано в системе Texlon Solar.

Одним из самых известных объектов, созданных с использованием ЭТФЭ, является гордость баварцев - футбольный стадион «Альянс Арена» в Мюнхене, чье строительство было завершено в 2005 г. Экстравагантный фасад - детище архитекторов Херцога (Herzog) и Маурона (de Meuron) - состоит из размещенных 2760 ромбовидных подушек из ЭТФЭ на общей площади 66 000 м². Позади воздушных «линз» располагаются люминесцентные трубки, обеспечивающие эффектную красную, голубую или белую подсветку здания. Красный и голубой - командные цвета мюнхенских футбольных клубов «Байерн» и «ТСВ 1860», владельцев стадиона. Белая подсветка включается тогда, когда стадион принимает команды гостей. Обилие и мощность источников света позволяют даже с расстояния в 75 км понять, какая команда проводит матч в настоящий момент.

В свете предстоящей олимпиады ставку на ЭТФЭ сделали и в Китае. Два огромных олимпийских объекта - Национальный олимпийский стадион на 90 тыс. мест и Национальный плавательный центр выглядят колоритно и очень современно именно благодаря этому материалу. Рабочее название Национального плавательного центра - «Водяной куб», и оно как нельзя лучше соответствует облику здания. Фасад сооружения длиной в 170 м и высотой 30 м покрыт 3000 голубых «пузырей» разнообразных размеров и прихотливых форм. Площадь их колеблется до 70 м²! Архитекторам Австралийской компании PTW удалось совместить природную хаотичность вскипающих и пенящихся в лучах света пузырьков с математической выверенностью и безопасностью каждого элемента. «Водяной куб» эффектен, но в то же время весьма практичен - его высокотехнологичная «оболочка» улавливает до 90% солнечной энергии и использует ее для подогрева воды в бассейне и прочих целей внутри здания.

Национальный стадион получил поэтическое имя «Гнездо птицы», фасад и кровля его, плавно переходящие друг в друга, имеют площадь 46 000 м². В строительстве использованы однослойные ЭТФЭ-конструкции.

Помимо этих, самых известных, объектов, наглядно иллюстрирующих огромные перспективы использования ЭТФЭ, по всему миру разбросано множество музеев, вокзалов, частных домов и даже бензозаправок, крыши и фасады которых украшены модными пневмолинзами или однослойной пленкой в металлических рамах.

Среди наиболее значимых российских проектов, реализация которых с помощью ЭТФЭ-конструкций планируется в 2008-2012 гг., можно отметить Невский Колизей - многофункциональный комплекс с аквапарком, стадион им. Кирова, новый торгово-офисный центр на базе реконструированного завода «Электрик» - все эти объекты будут воздвигнуты в северной столице. В Москве подобного рода сооружения появятся на территории делового комплекса «Москва-сити» и в аэропорту Домодедово. Также ЭТФЭ-конструкции предлагается использовать в Краснодаре при строительстве нового торгового центра «Краснодар-Молл».

Основной чертой этого сополимера является простота обработки. Он хорошо приспосабливается к экструзии, а также литьевому формованию и формованию из расплава, трансферному формованию или прессованию, центробежной формовке и выдувному формованию. В расплавленном состоянии ETFE имеет высокую текучесть, и поэтому он обеспечивает более высокую скорость обработки, чем другие фторполимеры, такие как FEP и перфторалкоксидные смолы. Постоянная температура использования ETFE - примерно 150°C - ниже, чем у других фторполимеров. Тем не менее, для этого материала характерны: механическая жесткость и химическая инертность.

Пленки из ETFE используются для ламинирования стекловолоконных тканей и металлических сеток, в такой комбинации они выполняют роль защиты от всех видов климатических воздействий. Благодаря тому, что ETFE-пленки пропускают свет на 95%, их используют как прозрачные кровли зданий в виде пневмолинз и пневмопанелей.

Кроме того, панели ETFE позволяют регулировать теплопроводность оболочки за счет того, что в них может быть закачан разный объем воздуха (рис. 1).

Рис. 1. ? Регулирование теплопроводности оболочки:

а) сбережение тепла внутри помещения;

б) охлаждение.

В зависимости от функционального назначения объекта стоимость многослойных мембранных конструкций колеблется в пределах от 400 до 3800 евро за 1 м².

Развитие технологий во второй половине ХХ века привело к прорыву в области мембранной архитектуры. Мембранные покрытия стали таким же важным элементом в строительстве, как камень, стекло, металл и дерево. Дальнейшее развитие технологий идет в направлении создания многослойных форм мембранных конструкций, обладающих свойствами полноценной тепло- и звукоизоляции, а также конструкций, использующих солнечную энергию. Материал ETFE является эффективным и недорогим решением оболочки в сегодняшней архитектуре, позволяя использовать его там, где применение традиционных материалов, типа стекла, невозможно.

Размещено на Allbest.ru