Конструкции, опаковани с ETFE

Всяка епоха в строителството изглежда има своя материал-символ. Античността често се асоциира с мрамора, готиката с камъка, индустриалната революция разкри потенциала на стоманата, а модернизмът наложи бетона. Днес, в ерата на дигиталното проектиране и засиления интерес към устойчивостта, се наблюдава възход на иновативните материали, един от които е ETFE (етилен-тетрафлуороетилен). Според редица специалисти материалът предлага алтернативни възможности в съвременната архитектура, като позволява създаването на специфични форми, които разширяват границите на проектирането. Чрез него съоръженията се трансформират в адаптивни светлинни обекти, чиято структурна стабилност и изолационни свойства се поддържат чрез автоматизирани системи за контролирано въздушно налягане.

Eden Project

Историята на този материал започва в изоставена кариера за глина в Корнуол. Архитектът Никълъс Гримшоу е изправен пред инженерно предизвикателство: създаването на най-голямата оранжерия в света върху терен, който се характеризира с постоянни слягания. Използването на стъкло се оказва технически неприложимо поради огромното тегло на панелите и риска от разрушаване при движение на основата. Решението идва под формата на ETFE, което позволява изграждането на огромни куполи, съставени от хексагонални и пентагонални панели. Най-големият от тези биоми достига височина от 50 метра и ширина от 100 метра без нужда от вътрешни колони. Техническите данни показват, че всяка възглавница е съставена от три слоя фолио, които осигуряват термоизолация, сравнима с двоен стъклопакет, при тегло на ETFE мембраната от едва около 2 килограма на квадратен метър. Този материал пропуска 95% от светлината, включително значителна част от UV спектъра, което е от решаващо значение за развитието на растителните видове вътре.

Allianz Arena

Ако Eden Project демонстрира биологичните ползи на материала, стадионът на Байерн Мюнхен показва неговия потенциал като медийна фасада, превръщайки обвивката в инструмент за визуална комуникация. Завършен през 2005 година по проект на Херцог и де Мьорон, Allianz Arena е едно от първите съоръжения в света с изцяло променлив цвят на фасадата. Стадионът е обвит в 2874 пневматични възглавници, които покриват обща площ от 66 500 квадратни метра. Инженерните параметри при този обект са насочени към издръжливостта – фолиото е с дебелина само 0,2 милиметра, което е достатъчно за поемане на натоварвания от екстремни снеговалежи и силен вятър. Всяка камера е свързана към пневматична система, която регулира вътрешното налягане спрямо атмосферните промени. За разлика от прозрачните мембрани в Англия, тук материалът е с нанесено дифузно покритие, за да функционира като повърхност за дифузно отразяване на светлината. Това позволява на сградата да излъчва светлинни сигнали, които информират града за характера на събитията вътре.

Beijing National Aquatics Centre

Известен като „Водният куб“, този проект, изграден за Олимпийските игри през 2008 година, издига технологията на ETFE до нейния структурен връх. Архитектите от PTW Architects и инженерите от Arup проектират фасада, базирана на геометрията на Уеър-Фелан – сложна подредба от клетки, имитираща естествената структура на пяната. Това е една от най-големите сгради в света, облечени в ETFE, с площ на обвивката над 100 000 квадратни метра. Конструктивният замисъл включва над 4000 отделни възглавници, като някои от тях достигат диаметър над 9 метра. Основната иновация се крие в енергийния баланс: материалът улавя значителна част от слънчевата радиация и я използва за затопляне на басейните и интериора. Това намалява енергийната консумация на центъра с около 30% в сравнение с конвенционално остъклените сгради. Повърхността на фолиото в Пекин е обработена чрез нанасяне на специфичен рефлективен растер, който контролира светлинния поток и предотвратява заслепяването на спортистите.

Устойчивост

Извън визуалните характеристики на тези обекти, ETFE материалът притежава практически предимства, които го правят рационален избор за съвременната архитектура. Експлоатационният му живот надхвърля тридесет години без промяна в неговата прозрачност или структурна цялост, което го прави по-траен от повечето синтетични алтернативи. Едно от ключовите му свойства е неговата самопочистваща се повърхност – фолиото е изключително гладко, което не позволява на праха и мръсотията да се задържат и те се отмиват от дъждовната вода при всеки валеж. От гледна точка на безопасността материалът е класифициран като самогасящ се: при пожар той се свива и позволява на дима да излезе от сградата, без да разпространява пламъци. В контекста на екологичните стандарти ETFE е напълно рециклируем и изисква минимална енергия за производство и транспорт в сравнение със стъклото. Всичко това показва, че сградите, използващи този полимер, представляват интелигентен отговор на нуждите от леки, адаптивни и енергийно ефективни структури. Гъвкавостта на материала позволява реализирането на форми, които се считат за конструктивно невъзможни при стандартните методи на изграждане, превръщайки всяко съоръжение в уникален пример за инженерно изкуство.