ETFE – materiál s perspektivou
 |
Architekti hledající lehký a průhledný typ zastřešení prostor s velkými rozpony v určité chvíli překročili technické možnosti použití skla. Právě v tom okamžiku, kdy průhledné zastřešení pomocí skel překročilo technickou nebo finanční hranici pro daný projekt, bylo nutné nahradit těžké lepené sklo a z toho vyplývající mohutnou nosnou konstrukci jiným materiálem.
Vynikající možností bylo využití průhledných fólií, které díky své lehkosti vystačily s mnohem subtilnější podpůrnou konstrukcí.
Fólie se objevily především u zastřešení atrií a jiných veřejných prostor, u sportovních staveb nebo staveb pro dopravu, jako jsou například letiště.
 |
ETFE fólie se používají v naprosté většině případů ve formě nafukovacích polštářů, jejichž stabilita je dána právě předpětím stlačeným vzduchem. Přetlak je relativně malý (0,3- 0,8 kPa), avšak na rozdíl od pneumatických konstrukcí neztrácejí při poklesu tlaku stabilitu, pouze tvar (zastřešující funkce zůstává díky upnutí do okrajového profilu zachována).
Přetlak rovněž zajišťuje tvar prostorově zakřivený, výhodný pro zatížení větrem a sněhem, a jednak vytváří vysoce hladký povrch, který neumožňuje prachu ulpívat na zastřešení, event. postačí smývat nečistoty deštěm a sněhem. Tato bezúdržbová technologie je další vysokou devizou ETFE fólií.
Ve srovnání s ditermálním zasklením mají o něco nižší tepelně izolační vlastnosti - hodnota U se pohybuje mezi 1,18 - 2,95 W/m²K, která je ovlivněna počtem vrstev, resp. vzduchových komor v polštáři.
| hodnota U: | 2 vrstvá fólie (1 komora) | 2,95 W/m²K |
| hodnota U: | 3 vrstvá fólie (2 komory) | 1,96 W/m²K |
| hodnota U: | 4 vrstvá fólie (3 komory) | 1,47 W/m²K |
| hodnota U: | 5 vrstvá fólie (4 komory) | 1,18 W/m²K |
Z hlediska mechanického se jedná o fólie v tloušťce od 0,05 do 0,2 mm které mají přibližně 1/5 pevnosti oproti tkaným potahovaným textíliím, ovšem jejich výhodou je velmi nízká plošná hmotnost, která se pohybuje mezi 175-400 g/m².
Pevnost v tahu min. 40N/mm dává možnosti pro rozpon jednotlivých polštářů mezi 3,5 až 5 m, délka je z hlediska pevnosti prakticky neomezená. Tyto rozpony se dají ještě zvětšit podepřením spodní vrstvy lankovou sítí.
Pro srovnání se skleněným zastřešením byly provedeny ve Švýcarsku testy na odolnost proti kroupám, kde ETFE fólie získaly atest "krupobití odolný materiál". V minulosti však došlo i k případům extrémního krupobití, kdy okolní skleněné střechy byly totálně zničena a padající části mohly ohrožovat prostory pod nimi, fóliové zastřešení sice bylo poškozeno, avšak neztratilo schopnost funkce zastřešení a poškozené části mohly být opraveny až při lepších povětrnostních podmínkách.
 |
Další možností zastínění je vsazení stínící textilie mezi vrstvy ETFE. Na čerpací stanici v německém Mnichově byla použita dokonce navíjecí "roleta" včleněná mezi vrstvy polštáře.
Z hlediska požárního jsou ETFE fólie zatříděny dle DIN 4102 do třídy B1. Důležitou vlastností však je to, že neodkapávají hořící částice a při více jak 270°C materiál prakticky sublimuje a v té chvíli může nahradit zařízení pro odvod tepla a kouře.
Životnost materiálu je také častou otázkou investora. ETFE se ve formě fóliových polštářů používá prakticky od 80. let minulého století. Zkoušky v laboratoři udávají ověřenou životnost více jak 30 let, avšak osobně jsem se přesvědčil, že materiál po cca 30 letech používání nejevil opticky žádné odchylky od nového vzorku.
Použité materiály: časopis Konstrukce, příloha Stadiony; Detail; materiály fy Ceno Tec GmbH; materiály fy Foiltec Ltd; Kniha Střechy (Detail); vlastní archiv
ETFE - příklady realizací
 |
 |
Oválná stavba, připomínající ptačí hnízdo, spotřebovala přes 40 000 tun oceli, aby vytvořila strukturu pro 40 000 m² ETFE fólie, která chrání návštěvníky před deštěm, sněhem i písečnými bouřemi.
Stavbu uzavírá střecha z PTFE textílie o ploše téměř 50 000 m².
Jednou z průkopnických staveb z fóĺiových polštářů je botanická zahrada Eden, nedaleko anglického Cornwallu. Šestiboké polštáře mají průměr cca 8 m a jejich podkonstrukce je téměř neviditelná. Původní úvaha o skleněném plášti ztroskotala právě na mohutnosti, potažmo cenové nereálnosti ocelové nosné konstrukce.
 |
 |
Umělá krajina je rozdělena do několika zón - tropická vesnice, laguna na Bali, jižní moře a tropický prales porůstající asi 12 m vysoký kopec v centru haly.
Při hledání materiálu pro nové zastřešení jižní střední části haly byly požadovány vlastnosti jako vysoká průhlednost, možnost průchodu UV záření, a hlavně využití původní konstrukce haly, která byla potažená neprůhlednou textílií. Při vytváření konceptu přicházely do úvahy materiály jako sklo, polykarbonát, textílie - membrány, různé fólie. Po zvážení všech kladů i záporů jednotlivých řešení byla zvolena třívrstvá ETFE fólie (ve skladbě 0,2 - 0,1 - 0,2 mm).
V soutěži na konečné řešení zastřešení zvítězilo řešení německé firmy Ceno Tec GmbH, jejíž návrh sestával z velkoprostorových dvoukomorových polštářů, které jsou na spodní straně podepřeny lanovou sítí z paralelních lan průměru 16 mm a na horní vrstvě je síť z lan prům. 14 mm, napnutá mezi rámy a úžlabní lano průměru 50mm (toto bylo použito z původního zastřešení). Staticky působí tato struktura jako jeden velkoprostorový polštář jehož horní a dolní vrstvu tvoří právě lanové sítě a ETFE polštáře jsou jejich subkonstrukcí - vnitřní konstrukcí zajišťující tvar a stabilitu celku. Každé pole sestává celkem ze 14 polštářů o ploše cca 350 m² (2 sloupce a 7 řad) o rozměrech cca 17x20 m.
Permanentní přetlak v polštářích 0,3 kPa se při zatížení sněhem zvýší až na 0,8 kPa.
Další velkou otázkou k dořešení byla stavební fyzika. Pro zachování průhlednosti bylo nutné eliminovat vznik kondenzace uvnitř polštářů a současně
Díky interaktivní počítačové simulaci a následným úpravám tvaru polštářů se podařilo v extrémních podmínkách (prosinec,leden) udržet hodnotu U pod 1,4 W/m²K.
Díky zastřešení z ETFE fólií o celkové výměře 20 000m² se návštěvníci na pláži skutečně opálí a živé rostliny dokreslují atmosféru thajské či indonéské dovolené.
(psáno pro časopis Stavba 5/2006)
0 comments
add comment
