ETFE er en forkortelse for Ethylene Tetrafluoroethylene, en gennemskinnelig polymerfolie, der bruges i stedet for glas og hård plast i nogle moderne bygninger. ETFE installeres normalt inden for en metalramme, hvor hver enhed kan tændes og manipuleres uafhængigt. Lyskilder kan være på hver side af plastbeklædningen.
Sammenlignet med glas transmitterer ETFE mere lys, isolerer bedre og koster 24 til 70 procent mindre at installere. ETFE er kun 1/100 som vægten af glas, og det har egenskaber, der gør det mere fleksibelt som konstruktionsmateriale og et medium til dynamisk belysning.
Key takeaways: ETFE
- ETFE (Ethylene Tetrafluoroethylene) er en industriel styrke-konstruktionsplastik, der er brugt til udvendig beklædning siden 1980'erne.
- ETFE er stærk og let. Det påføres ofte i lag, der svejses sammen omkring kanterne og holdes af en metalramme.
- Da det er sikrere og mere tilpasningsdygtigt end glas, bruges ofte ikke-rip ETFE som erstatning for glas.
- Kommerciel anvendelse af ETFE inkluderer mange sportsarenaer og underholdningssteder. Dynamisk belysning af denne plast har været en succesfuld funktion i ETFE-arkitekturen.
Anvendelser af ETFE
SSE Hydro i Skotland, en del af designporteføljen af den britiske arkitekt Norman Foster, blev afsluttet i 2013 som et underholdningssted. I dagslys kan ETFE-beklædningen mangle spænding, men være funktionel ved at lade det naturlige lys til interiøret. Efter mørke kan bygningen imidlertid blive et lysshow, hvor indvendig belysning skinner ud eller udvendigt lyser rundt på rammerne, skaber overfladefarver, der kan ændres med flip af et computerprogram.
På andre spillesteder omgiver rækker af lys plastpanelerne. ETFE-cusioner på Allianz Arena i Tyskland er diamantformet. Hver pude kan styres digitalt for at vise røde, blå eller hvide lys - afhængigt af hvilket hjemmelag der spiller.
Dette materiale er blevet kaldt et stof, en film og en folie. Det kan sys, svejses og limes sammen. Det kan bruges som et enkelt lag, et lag, eller det kan være lagdelt med flere ark. Mellemrummet mellem lagene kan tryksættes for at regulere både isoleringsværdier og lysoverførsel. Lys kan også reguleres til lokale klimaer ved at anvende ikke-overførbare mønstre (f.eks. Prikker) under fremstillingsprocessen. Med mørke prikker påtrykt den gennemsigtige plast afbøjes lysstråler. Disse applikationsmønstre kan bruges i forbindelse med lagdeling - ved hjælp af fotosensorer og computerprogrammer kan placeringen af "prikkerne" være strategisk bevæget ved at kontrollere luften mellem lagene, ved at "strække eller sagde" materialet, som positionerer prikkerne for at blokere, hvor solen er skinner igennem.
Computersystemer kan også regulere dynamiske lyseffekter for ETFE-strukturer. Når det udvendige af Allianz Arena er rød, er FC Bayern München hjemmelaget, der spiller på stadion - deres holdfarver er rød og hvid. Når TSV 1860 München fodboldhold spiller, skifter stadionets farver til blå og hvid - det holdets farver.
Karakteristika ved ETFE
ETFE kaldes ofte et mirakelkonstruktionsmateriale til trækarkitektur. ETFE er (1) stærk nok til at bære 400 gange sin egen vægt; (2) tynd og let; (3) kan strækkes til tre gange længden uden tab af elasticitet; (4) repareret ved svejsning af tape over tårer; (5) nonstick med en overflade, der modstår snavs og fugle; (6) forventes at vare så længe som 50 år. Derudover brænder ETFE ikke, selvom det kan smelte, før det selv udsletter.
På grund af sin styrke og evne til at transmittere UV-stråler fra solen, bruges ETFE ofte på sportssteder, der ønsker sunde, naturlige atletiske græsmarker.
Ulemper ved ETFE
Alt om ETFE er ikke mirakuløst. For det første er det ikke et "naturligt" byggemateriale - det er trods alt plast. ETFE transmitterer også mere lyd end glas og kan være for støjende nogle steder. For et tag, der er udsat for regndråber, er løsningen at tilføje et andet lag film, hvorved de øredøvende drumslag af regn sænkes, men byggeprisen øges. ETFE anvendes normalt i flere lag, der skal være oppustet og kræver konstant lufttryk. Afhængigt af hvordan arkitekten har designet det, kunne "bygningens" udseende drastisk ændres, hvis de maskiner, der leverer trykket, svigter. Som et relativt nyt produkt bruges ETFE i store kommercielle ventures - arbejdet med ETFE er for kompliceret til små boligprojekter, indtil videre.
Byggematerialers fulde livscyklus
Hvordan er det, at en syntetisk plastfilm er blevet kendt som bæredygtighedens byggemateriale?
Når du vælger byggeprodukter, skal du overveje materialernes livscyklus. F.eks. Kan vinylbeklædning genanvendes efter dets brugbarhed, men hvilken energi blev brugt, og hvordan blev miljøet forurenet af dets oprindelige fremstillingsproces? Betongenbrug fejres også i den miljøvenlige byggeri, men fremstillingsprocessen er en af de største bidragydere til drivhusgasser. En basisbestanddel i beton er cement, og det amerikanske miljøbeskyttelsesagentur (EPA) fortæller os, at fremstillingen af cement er den tredje største industrielle forureningskilde i verden.
Når du tænker på livscyklussen for glasproduktion, især sammenlignet med ETFE, skal du overveje den energi, der bruges til at skabe den og den nødvendige emballage til transport af produktet.
Amy Wilson er "hovedforklarer" for Architen Landrell, en af verdens førende inden for trækarkitektur og tekstilsystemer. Hun fortæller os, at fremstilling af ETFE forårsager lidt skade på ozonlaget. "Råmaterialet, der er forbundet med ETFE, er et stof II-stof, der er optaget under Montreal-traktaten," skriver Wilson. "I modsætning til dens kolleger i klasse I forårsager det minimal skade på ozonlaget, som det er tilfældet for alle materialer, der bruges i fremstillingsprocessen. "Efter sigende bruger oprettelse af ETFE mindre energi end at fremstille glas. Wilson forklarer:
"Produktionen af ETFE involverer omdannelse af monomeren TFE til polymer ETFE ved anvendelse af polymerisation; der anvendes ingen opløsningsmidler i denne vandbaserede procedure. Materialet ekstruderes derefter til forskellige tykkelser afhængigt af påføring; en proces, der bruger minimal energi. Fremstilling af folien involverer svejsning af store lag af ETFE; dette er relativt hurtigt og igen en lavenergiforbrug. "
Eftersom ETFE også er genanvendelig, er miljømæssig skyld ikke i polymeren, men i aluminiumsrammer, der holder plastlagene. "Aluminiumsrammerne kræver et højt energiniveau til produktion," skriver Wilson, "men de har også en lang levetid og genanvendes let, når de når deres livsluttelse."
Eksempler på ETFE-strukturer
En foterejse med ETFE-arkitektur fordriver hurtigt tanken om, at dette er et simpelt plastbeklædningsmateriale, du muligvis lægger over dit tag eller din båd på en regnvejrsdag. Det schweiziske arkitekturhold af Jacques Herzog og Pierre de Meuron skabte et skulpturelt look til Allianz Arena (2005), en af de smukkeste ETFE-strukturer i München-Fröttmaning, Tyskland. Mangrove Hall (1982) ved Royal Burgers 'Zoo i Arnhem, Holland, siges det at være den første anvendelse af ETFE-beklædning. Water Cube-mødestedet (2008), der blev bygget til OL i Beijing, bragte materialet verdens opmærksomhed. Biodomen Eden Project (2000) i Cornwall, England skabte en "grøn" farve til det syntetiske materiale.
På grund af dens fleksibilitet og bærbarhed er midlertidige strukturer som f.eks sommeren Serpentine Gallery Pavilions i London, England er i det mindste delvist blevet oprettet med ETFE; især pavillonen i 2015 lignede en farverig kolon. Tagene på moderne sportsstadier, inklusive U.S. Bank Stadium (2016) i Minneapolis, Minnesota, er ofte ETFE - de ligner glasruder, men materialet er virkelig sikkert, ikke-rip plast.
Plast fortsætter den industrielle revolution
Familien du Pont emigrerede til Amerika kort efter den franske revolution og bragte med sig færdigheder i at fremstille sprængstoffer fra det 19. århundrede. Brug af kemi til at udvikle syntetiske produkter stoppede aldrig inden for firmaet DuPont, skabere af nylon i 1935 og Tyvek i 1966. Hvornår Roy Plunkett arbejdede på DuPont i 1930'erne, og hans team opfandt ved en fejltagelse PTFE (polytetrafluoroethylene), som blev Teflon.® Virksomheden, der betragter sig som en "pioner inden for polymervidenskab med en arv fra innovation", siges at have skabt ETFE i 1970'erne som en isoleringsbelægning til luftfartsindustrien.
Trækstrukturen i Prizkerprist Frei Otto i 1960'erne og 1970'erne var en inspiration for ingeniører til at komme med det bedste materiale at bruge til hvad bygherrer og arkitekter kalder "beklædning" eller det materiale, som vi måske kalder udvendig sidespor til vores hjem. Ideen til ETFE som filmbeklædning kom i 1980'erne. Ingeniør Stefan Lehnert og arkitekt Ben Morris var medstiftende Vector Foiltec at skabe og markedsføre Texlon® ETFE, et flerlagssystem af ETFE-plader og arkitektonisk beklædning. De opfandt ikke materialet, men de opfandt processen til svejsning af lag ETFE - og gav en bygning det lagdelte udseende.
Kilder
- Birdair. Typer af trækmembranstrukturer. http://www.birdair.com/tensile-architecture/membrane
- Birdair. Hvad er ETFE-film? http://www.birdair.com/tensile-architecture/membrane/etfe
- Dupont. Historie. http://www.dupont.com/corporate-functions/our-company/dupont-history.html
- Dupont. Plast, polymerer og harpikser. 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. ETFE-folie: En guide til design. Architen Landrell, 11. februar 2013, http://www.architen.com/articles/etfe-foil-a-guide-to-design/, http://www.architen.com/wp-content/uploads/architen_files/ce4167dc2c21182254245aba4c6e2759.pdf