Projekt ETFE-MFM

Opracowanie i Prezentacja Multifunkcyjnych Elastycznych Modułów ETFE dla Architektonicznego Oświetlenia Fasad. ETFE-MFM to multidyscyplinarny zespół łączący ekspertów z działów Badań, Technologii, Produkcji oraz Biznesu. Zespół składa się z: ITMA (Hiszpania), Acciona (Hiszpania), CENER, G!E (Belgia), Solarion (Niemcy) oraz Taiyo Europe.

Link: etfe-mfm.eu

ETFE

Stylowy, lekki i przeźroczysty

ETFE (Etylen Tetrafluoroetylen) to przeźroczysty polimer, który pod wieloma względami przewyższa plastik i szkło. Jest wytrzymały, w pełni przeźroczysty i bardzo lekki w porównaniu do szklanych struktur. ETFE jest materiałem stosowanym od tradycyjnych świetlików przez zadaszenia o dużej rozpiętości po fasady budynków. Niewiele materiałów może konkurować z ETFE jeśli chodzi o jego wyrazistość i wyjątkowość na tle dzisiejszej architektury.

Historia ETFE

ETFE (Etylen Tetrafluoroetylen) został wynaleziony przez firmę DuPont ponad 40 lat temu jako materiał poszyciowy w przemyśle kosmicznym. Film ETFE, został następnie użyty w rolnictwie jako materiał poszycia szklarni oraz osłona dla paneli fotowoltaicznych aby później znaleźć zastosowanie w budownictwie. Pierwsze użycie ETFE w budownictwie miało miejsce we wczesnych latach osiemdziesiątych w Europie. Wraz z powstaniem Eden Project w Kornwalii, UK, został odkryty ogromny potencjał ETFE. Dzięki budowie trzech projektów, Eden Zoo 1998, Allianz Arena na mistrzostwa świata w piłce nożnej 2006 i „Water Cube” na igrzyska olimpijskie w Pekinie 2008, film ETFE zdobył uznanie i dzisiaj jest uważany jako najlepszy materiał dla przeźroczystych pokryć dachowych lub struktur fasadowych.

Film ETFE

Surowy granulat jest przetwarzany na arkusze folii lub filmu o gęstości 1.7 gm/cm3 . ETFE jest jednym z najlżejszych i najbardziej przeźroczystych materiałów pokryciowych. Z powodu niewielkiego współczynnika tarcia, pył i brud nie zostaje na filmie ETFE. Ponieważ folia ETFE jest przeźroczysta na promieniowanie UV wraz z upływem czasu nie będzie tracić koloru ani właściwości fizycznych. ETFE może być z powodzeniem recyklingowane.

METODOLOGIA KONSTRUKCJI ETFE

Sposób montażu ETFE

Jednowarstwowe ETFEETFE może być stosowane w formie jednowarstwowej wzmocnionej stalowymi kablami, lekką stalą lub profilami aluminiowymi w celu utrzymania kształtu i sztywności.

Dwu lub trójwarstwowe ETFE

Dwu lub trójwarstwowe ETFE
W zastosowaniu dwu lub trzywarstwowym, membrana ETFE wymaga zastosowania systemu utrzymującego powietrze pomiędzy 2 lub 3 warstwami zamocowanymi do profili aluminiowych. Membrana dwu lub trójwarstwowa zamocowana do lekkiej konstrukcji tworzy napompowane poduszki. Poduszki są wypełnione powietrzem o niskim ciśnieniu, zapewniającym izolację termiczną oraz stabilność przy obciążeniach wiatrem i śniegiem. W niektórych przypadkach stosuje się stalowe kable wzmacniające. Przy typowych obciążeniach, wymiary poduszek ETFE wynoszą maksymalnie 4,5m szerokości do 200m długości

Jakie są zalety ETFE?

• Niespotykana przepuszczalność światła – Film ETFE może być wysoce przeźroczysty (od 90% do 95%) i umożliwia przenikanie promieniowania UV, które jest odpowiedzialne za proces fotosyntezy a więc wzrost roślin.

• Kontrola nasłonecznienia/Zaciemnienia – Systemy filmu ETFE mogą być zadrukowane w różnym stopniu na jednej lub wielu warstwach co pozwala dowolnie kontrolować nasłonecznienie pomieszczenia. Możliwe jest zadrukowanie wieloma standardowymi lub nietypowymi wzorami. Podczas procesu wytwarzania membrany można dodać różnych barwników co powoduje równomierne zabarwienie całego zadaszenia w dowolnym kolorze.

• Elastyczność – Film ETFE będąc bardzo elastycznym (do 600% przez zerwaniem), pozostając jednocześnie bardzo wytrzymałym. Limit wytrzymałości przy której występują odkształcenia plastyczne to 21-23 N/mm² ale materiał ulega zerwaniu dopiero przy sile 52 N/mm² . Do obliczeń używa się zachowawczo 15 N/mm².

• Trwałość – ETFE nie niszczy się pod wpływem zanieczyszczeń środowiska, promieniowania UV, surowych warunków chemicznych lub ekstremalnych zmian temperatury

 • Przenikalność dźwięku – Film ETFE przepuszcza około 70% dźwięku.

• Wydajność Energetyczna – Od produkcji filmu ETFE do przetransportowania go na budowę potrzeba małej ilości energii, również niewielka ilość energii jest niezbędna aby zniwelować ślad węglowy. Dodatkowo, właściwości produktu podnoszą izolacyjność i naświetlenie, przyczyniając się tym samym do polepszenia charakterystyki energetycznej budynku.

• Efektywność cenowa – Z powodu niewielkiej masy ETFE, konstrukcja podtrzymująca i betonowe fundamenty mogą być zaprojektowane bardziej wydajnie.

• Recykling – Materiał ETFE jest łatwo przetwarzalny, odpady z produkcji ETFE lun stare elementy ETFE mogą być przetopione na nowe produkty ETFE takie jak rury, kable, lub odlewy.

Izolacyjność Termiczna a ilość warstw

Porównywalna do systemu szklanego izolacyjność termiczna może być polepszona przez zastosowanie większej ilości warstw ETFE. Dla dwu lub trójwarstwowej poduszki , warstwy filmu ETFE są zgrzane i napompowane powietrzem o niskim ciśnieniu dla stabilizując tym samym cały panel i zapewniając izolacyjność cieplną systemu. 
Stosując jedną warstwę ETFE, można osiągnąć współczynnik U=5.8 W/m2K w dwuwarstwowym systemie U=2,9 W/m2K podczas gdy dla trójwarstwowego systemu współczynnik U=1,75 W/m

Poduszki ETFE: System pompowania i zużycie energii

System pompujący poduszki ETFE zazwyczaj wymaga jednej maszyny pompującej. Każda z maszyn zawiera dwie pompy na wypadek gdyby jedna z nich przestała działać. Powietrze wprowadzane do maszyny jest osuszane aby zapobiec kondensacji pary wodnej wewnątrz poduszek. Grupa czujników ciągle monitoruje ciśnienie wewnątrz poduszek ETFE utrzymując je na poziomie od 400 do 1000 Pa. W przypadku dużych obciążeń śniegiem lub wiatrem ciśnienie w systemie podnosi się automatycznie tak aby zapewnić stabilność strukturalną poduszek ETFE. W zależności od temperatury i wilgotności powietrza jedna jednostka pompująca może zaopatrywać 1500 m2 powierzchni dachu ETFE. Jednostki pompujące mogą być podłączone do prądu o standardowym napięciu a juch zużycie energii nie przekracza 1kW/h.

Zastosowanie Paneli fotowoltaicznych i listew LED

Giętkie panele fotowoltaiczne (PV) i/lub światła LED mogą być integralną częścią zarówno jednowarstwowego i  wielowarstwowego spełniając wszystkie wymagania użytkowe i estetyczne.

Utrzymanie i mycie filmu ETFE

Ze względu na gładką i nie klejącą powierzchnię ETFE, brud, pył ani odpadki nie przyczepiają się do ETFE i są skutecznie zmywane podczas deszczu. Jednakże, jak każdy sprzęt mechaniczny, jednostki pompujące wymagają corocznych inspekcji. Inspekcja przewiduje sprawdzenie pomp, osuszacza powietrza i wymianę filtrów. Film ETFE jest również sprawdzany na wypadek uszkodzeń aby uniknąć przyszłych problemów.

Czy struktury ETFE są bezpieczne?

 

Ze względu na wysoką wytrzymałość i elastyczność ETFE jest on idealnym komponentem budowlanym, odpornym na ekstremalne obciążenia, takie jak trzęsienia ziemi lub wybuch.

W przeciwieństwie do szkła, które będzie pękać i powodować poważne obawy w sytuacjach obciążenia udarowego, ETFE nie spowoduje żadnych zniszczeń.

ETFE nie jest jednak odpowiedni jako pionowa barierka i nie może zapobiec włamaniom.

Właściwości samogasnące

Film ETFE został oceniony przez niezależne krajowe i międzynarodowe ośrodki badawcze jako samogasnący  i niekapiący. Film ETFE cofa się przy bezpośrednim działaniu temperatury około 300 oC. Materiał został zaklasyfikowany jako ASTM E84 class A, ASTM E108 class A, UL 94VTM class 0, EN 12501-1 class B-s1-d0, NFPA 701.

Projekt: druk ETFE