EFTE – конструктивни характеристики на един иновативен строителен материалФлуорополимерните мембрани, изработени от висококачествен ETFE (етилен тетрафлуоретилен), намират все по-широко приложение при прозрачните и полупрозрачни покриви и/или фасади. Там, където е необходимо да се осигури пропускливост на целия спектър на естествената светлина в комбинация с леки конструкции за създаване на икономични и трайни решения, прозрачните мембрани придобиват все по-голямо значение.
текст инж. Вера Ангелова
Мембраните от ETFE се използват главно при пневматични, многослойни и еднослойни системи, като максималната площ зависи от натоварването и геометричните очертания на отделните елементи. Многослойните системи позволяват да се реализират проекти с различни физически и енергийни изисквания.
Изключителните физически характеристики на този материал гарантират дълъг период на експлоатация, без това да се отразява неблагоприятно на естетичният външен вид.
Общи характеристики
Най-масовото решение от ETFE за покриви и/или фасади са пнемватичните възглавници, които най-често се състоят от 2 до 5 слоя от модифициран етилен-тетра-флуоро-полимер. ETFE фолиото се екструдира във формата на тънък филм, опънат в алуминиева рамка, с която се улеснява монтажа на носещата конструкция. Възглавничките се пълнят с въздух посредством малко устройство, осигуряващо налягане приблизително до 220 Pa, което придава на фолиото структурна стабилност и осигурява на покрива много добра изолационна способност.
Стандартната трипластова структура от възглавнички има стойност на коефициента на топлопреминаване U от 1.96 W/m2K. Изолационните качества на възглавничките могат да бъдат подобрени допълнително с добавяне на още слоеве фолио, които, на свой ред, могат да се обработят с покритие. Комбинацията от отлична топлоизолация и безупречна хидроизолация, предлагана от материала, го прави предпочитан за много конструкции на сгради и спортни и обществени съоръжения.
По отношение на шумоизолационната способност, трябва да се знае, че покривите с ETFE фолио са акустично пропускливи. Това означава, че фолиото действа като акустичен абсорбатор за акустиката на помещенията, засилвайки възприятието във вътрешната среда.
Друга особено благоптиятна характеристика за повечето приложения е изключително ниското тегло на възглавничките от ETFE – само от 2- 3.5 kg/m2.
Контрол на слънчевата светлина
Фолиото ETFE може да се характеризира като много прозрачно за видимия спектър на светлината (380-780 nm) с прозрачност от приблизително 94-97% oт цялото количество светлина. Пропускливостта през ултра-виолетовия спектър (320- 380nm) също е много добра (83-88%). Важно е да се отбележи, че филмът има висока степен на абсорбция в инфрачервения спектър, свойство, което може да бъде използвано за намаляване на енергопотреблението на сградите.
При трислойния модул (горен слой 200µm, среден слой 100µm, вътрешен слой 200µm), степента на пропускане на светлината във вертикално положение е равна на 0.7. Tова е обхватът на характеристиките на пропускливост, който е благоприятен за живите същества (хора, животни и растения). В сравнение със среда на открито, опасните UV-B и UV-C лъчения (които причиняват изгаряне и са карциногенни) са значително редуцирани чрез филтриране.
Материалът за основата е с висока прозрачност, но ETFE фолиото може да се обработва по множество различни начини за промяна на прозрачността му и пропускливостта на лъчение. На повърхността на фолиото могат да се придадат разнообразни структури за постигане на желаната пропускливост или графични десени за намаляване на слънчевия блясък при едновременно запазване на прозрачността. Възможно е също решение, при което да се инкорпорира бял нюанс, който прави фолиото полупрозрачно. Впоследствие степента на полупрозрачност може да се променя с добавяне на допълнителни слоеве фолио в структурата. Друга алтернатива е възглавничките да се изградят с различни отсенки и степени на отражаемост. Това се постига чрез диференциално налягане във въздушните камери на възглавничките, така че непрозрачните рисунъци на междинните слоеве алтернативно да се покриват и да се разкриват от движението.
Благодарение на добрите характеристики на пропускливост предаването на цветовете през покрития с ETFE фолио е с изключително добро качество, еквивалентно на дневната светлина през видимия спектър на светлината. Възможни са алтернативи с различен цвят на фолиото.
Пълнене с въздух
Възглавничките се пълнят с въздух посредством пневматични устройства. Tе потребяват минимални количества енергия, защото не се нуждаят от създаване на въздушен поток, а само от поддържане на налягането. За една конструкция обикновено са напълно достатъчни от едно до няколко такива устройства, които могат да поддържат налягането за около приблизително 1000 m2 покривна площ. Едно устройство за пълнене с въздух включва две духала, разположени в задната му част и задвижвани от електрически двигатели.
За един среден по големина покрив, въздушното устройство работи през приблизително 50% от времето, като използва количества електроенергия, приблизително равни на тези на електрическа крушка.
Устройствата за пълнене с въздух могат лесно да бъдат оборудвани с обезвлажнители за подаване на сух въздух във възглавничките. Пропоръчително е това да се вземе под внимание при среда с висока влажност.
В случай, че има прекъсване на електрозахранването в района, покривното ETFE фолио ще поддържа налягане за приблизително 4-8 ч благодарение на невъзвращателните клапи, вградени в системата за пълнене с въздух. Ако прекъсването на тока продължи за повече от 4-8 ч, няма да настъпят увреждания на покрива. Все пак се препоръчва покривът да се наблюдава, особено ако е с твърде плитка ориентация. При силни ветрове, отпуснатите възглавнички могат да издават силни неприятни звуци, породени от движението. Поради тази причина се препоръчва да се използва малък генератор за временно захранване на въздушните устройства, ако се очакват продължителни прекъсвания на електрозахранването.
Поддръжка и период на експлоатация
Материалът не се нуждае от поддръжка. Все пак е препоръчително да се извършват периодични проверки за откриване на дефекти (например повреди, причинени от механични въздействия на остри предмети), които да се поправят колкото е възможно по-рано. Препоръчват се и редовни проверки на системата от скоби по периметъра на рамките, както и на първичната конструкция.
Обикновено такива проверки се провеждат веднъж годишно. Все пак, за всеки отделен проект би трябвало да се установят индивидуални интервали за проверка.
Ако се повреди някоя възглавничка от ETFE фолио, панелът лесно може да бъде заменен отвън, без да е необходим достъп от вътрешната страна. Малки поправки на фолиото могат да се извършват лесно на място.
Фолиото ETFE не се влияе от ултравиолетовото лъчение, замърсяванията на въздуха и други фактори на околната среда. Материалът традиционно бива подложен на множество тестове в лабораторни и реални условия, без да се наблюдават увреждания или загуба на якост. ETFE е от най-стабилните органични комбинации и устойчивостта му на влияния от околната среда е една от най-високите. Периодът на експлоатация може да бъде много по-дълъг от 20 години, ако се спазват изискванията на спецификациите. Материалът не става ронлив и не се обезцветява с течение на времето.
Противопожарна безопасност
Фолиото ETFE има ниска възпламеняемост и се гаси само. Въздушните възглавнички се самоизпускат в случай на пожар, тъй като вследствие на горещия въздух фолиото се свива и отдръпва от източника на огън, като това позволява пламъкът да се отправи към атмосферата. Количеството на материала в покритието на сградата е незначително от гледна точка на противопожарната безопасност и не се наблюдава падане на стопени парчета фолио от покрива.
ETFE мембраните забавят разпространението на пламъците съгласно DIN 4102 B1 и други международни стандарти. Teстовите изпитания са показали, че поради ниската маса на мембраната, (която е с дебелина само от 0.08 до 0.25) опасността от падане на материал в случай на пожар е минимална.
Фолиото ETFE е еластичен материал, който може да поеме изключителни натоварвания за кратки периоди от време. Това го прави идеален за употреба в условия, където съществува риск от експлозия. Ако съществува риск от вандализъм, възглавничките от ETFE фолио също са добро решение, тъй като не се чупят и не падат от рамките си върху главите на минувачите.
Почистване
За разлика от тъканните структури фолиото ETFE е екструдиран материал. Tова означава, че повърхността му е изключително гладка. Гладкостта, съчетана с анти-адхезивните свойства на фолиото ETFE, определя свойството на повърхността му не привлича прахови частици, а ако има все пак наличие на такива, то те се отмиват при всеки дъжд. Покривите и външните стени с фолио ETFE не се нуждаят от външно почистване. Вътрешните покриви с фолио обикновено се почистват веднъж на 5-10 години в зависимост от наличието на прах във вътрешността на сградата. Това означава, че не е необходимо скъпо оборудване за осигуряване на достъп, тъй като еднократният достъп чрез въжета през такъв дълъг период от време се оказва достатъчно ефективен от гледна точка на разходите.
ETFE мембраната се самопочиства, благодарение на химичния си състав, и следователно запазва високата си прозрачност през целия експлоатационен период. При климатични условия с минимални валежи, или когато се налага специално почистване, то се извършва с екологично ‘чисти’ препарати.
Съвместимост с изискванията за опазване на околната среда
ETFE мембраните могат да се рециклират на 100%. Освен това, тази мембранна система има изключително ниска маса (около 1/40 от тази на стъклото), поради минималната дебелина, която не може да бъде повече от 250µm. Системата ETFE може да бъде изпълнена във фолио, плочи с aлуминиеви скоби и стоманени болтове, гайки и т.н. Проектирането на подходящи детайли за свързване позволява да се избегнат връзки с лепило или маджун, които са неразделими.
Възглавничките могат да се произвеждат във всички размери и форми, като единственият определящ фактор е натоварването от снега и вятъра. То, на свой ред, се влияе от ориентацията на възглавничките, т.е. хоризонтална или вертикална. Обикновено правоъгълните възглавнички имат размер от 3.5m в едната посока и толкова, колкото е необходимо – в другата, т.е. възможно е да има възглавнички с размери 3.5m x 30m. При триъгълните възглавнички, при които фолиото е разположено двупосочно, размерът може да се увеличи. Ако проектантът се нуждае от по-широки по размер възглавнички, такива могат да бъдат произведени, като във вътрешното и външно фолио на възглавничката се инкорпорира допълнително укрепване. 30/10/2009 |
