Thực trạng và Giải Pháp: Thiết kế và Thi công ETFE – Giải pháp Vật liệu Tiên tiến cho Kiến trúc Hiện đại
Vật liệu ETFE (ethylene-tetrafluoroethylene copolymer) được phát triển đầu tiên vào những năm 1970 bởi DuPont như một loại vật liệu nhẹ, chống nóng, phục vụ cho ngành công nghiệp vũ trụ. Năm 2001, vật liệu này chính thức ra mắt trong vai trò vật liệu kiến trúc khi được ứng dụng vào dự án quy mô lớn Eden Project ở Cornwall, Anh. Đơn vị tư vấn thiết kế Arup đã lựa chọn ETFE do khả năng chịu được tác động thời tiết bên ngoài và tính năng trong suốt, xuyên thấu ánh sáng của nó, đặc biệt phù hợp cho hệ thảm thực vật bên trong. Đặc biệt, kỹ thuật in hoa văn trên ETFE có thể kiểm soát vùng sáng tùy theo nhu cầu của công trình, mang lại lợi thế lớn cho các ứng dụng xuyên sáng trong các điều kiện khí hậu khác nhau.
—
Technical Requirements Analysis & Solution Context
Trong kiến trúc hiện đại, đặc biệt cho các công trình quy mô lớn hoặc yêu cầu tính trong suốt cao, vật liệu truyền thống như kính thường gặp hạn chế về trọng lượng, chi phí, và khả năng cách nhiệt tối ưu. Các công trình này cần một giải pháp bao che không chỉ nhẹ, bền vững, mà còn phải có khả năng kiểm soát ánh sáng và nhiệt độ một cách linh hoạt, thân thiện môi trường, và dễ dàng bảo trì. Các thách thức khác bao gồm khả năng chống chịu thảm họa tự nhiên (động đất, hỏa hoạn), chống bám bẩn, và tuổi thọ vật liệu. Việc tích hợp công nghệ vào quá trình bảo trì và vận hành cũng là một yêu cầu quan trọng để đảm bảo hiệu suất tối ưu và an toàn.
—
Technical Solutions
Thiết kế và thi công ETFE mang đến giải pháp toàn diện và linh hoạt, đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật khắt khe cho kiến trúc hiện đại.
Đặc tính vật liệu ETFE
Không giống các vật liệu nhựa thông thường, ETFE nổi bật với độ bền vượt trội trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt và khả năng tái chế hoàn toàn. Sử dụng vật liệu ETFE tiết kiệm đáng kể kinh phí vận hành và năng lượng trong quá trình sản xuất và vận chuyển do trọng lượng rất nhẹ. Nhờ tính năng đàn hồi tốt, ETFE hoạt động hiệu quả ngay cả trong các tình huống thảm họa tự nhiên như động đất và có khả năng tự dập tắt nếu xảy ra hỏa hoạn. Bề mặt vật liệu ETFE cũng rất trơn trượt, ngăn ngừa bụi bám và cắt giảm yêu cầu chăm sóc, bảo trì. Điều này cho phép ứng dụng vào các công trình cần tuổi thọ cao như trường học, sân vận động, công trình thể thao, hoặc các công trình yêu cầu tính kiến trúc cao.
Kỹ thuật in hoa văn và nhuộm màu
Kỹ thuật in hoa văn ETFE rất tân tiến, với nhiều họa tiết làm phong phú vật liệu và kiểm soát lượng ánh sáng đi vào. Nhà sản xuất cung cấp hơn 20 mẫu in hoa văn ETFE tiêu chuẩn và có thể in theo yêu cầu riêng của dự án nếu khối lượng vật liệu đủ lớn. Vật liệu ETFE cũng có sẵn các bảng màu cơ bản. Xử lý bề mặt trong quá trình sản xuất có thể thay đổi tính chất của tấm phim, cho phép điều khiển việc truyền ánh sáng và tạo ra dạng phông nền có bề mặt phản chiếu ánh sáng, thích hợp cho các công trình sự kiện. Phương pháp xử lý bức xạ cũng làm giảm mức độ của tia hồng ngoại và tia cực tím truyền qua lớp phim, giúp cải thiện mức tiêu thụ năng lượng điện của các tòa nhà.
Thông số cách nhiệt và độ trong suốt
Trong thiết kế và thi công ETFE, dạng đơn lớp có giá trị U xấp xỉ $5.6 \text{ W}/\text{m}^2\text{K}$. Đệm ba lớp tiêu chuẩn có thể đạt giá trị U là $1.96 \text{ W}/\text{mK}$, tốt hơn so với kính ba lớp. Chất lượng cách nhiệt đệm khí của mái ETFE có thể được cải thiện bằng cách tăng thêm nhiều lớp ETFE (tối đa năm lớp) hoặc bằng cách phủ lên lớp màng bằng một hợp chất chuyên dụng. ETFE nổi tiếng trong suốt như kính, có khả năng truyền toàn bộ vùng ánh sáng trực tiếp hấp thụ ($380-780\text{nm}$). Mái ETFE đơn lớp có độ truyền ánh sáng xấp xỉ $85\%$ và ETFE nhiều lớp sẽ có độ hấp thụ ánh sáng giảm xuống. Vật liệu này cũng có khả năng dẫn truyền tia cực tím ($320-380\text{nm}$) rất tốt (xấp xỉ $83-88\%$), giúp thảm thực vật và cây trồng bên dưới mái ETFE phát triển mạnh.
Giá trị G (hệ số truyền năng lượng mặt trời) của mái ETFE có thể giảm xuống mức nhỏ cỡ $0.48$ cho hệ thống 2 lớp với bề mặt trên cùng có in fritted và khoảng $0.35$ cho hệ thống 3 lớp (so với kính tiêu chuẩn xấp xỉ $0.88$). Cần lưu ý rằng giá trị G phụ thuộc vào hình dạng và vị trí, phải được tính toán dựa trên từng dự án cụ thể.
Quá trình bảo quản và thiết bị vận hành
Mái che từ ETFE một lớp có quy trình bảo quản đơn giản và không thường xuyên. Với ETFE đệm khí, các bộ đệm khí và lượng khí cần được bảo dưỡng tầm 6 tháng một lần. Các bước kiểm tra bảo quản bao gồm xác định yếu tố dẫn đến hư hại, nguyên nhân biến dạng, kiểm tra mối hàn, hệ thống thông gió, và thiết bị bơm khí (bao gồm bộ lọc và tinh chỉnh vận hành). Sửa chữa lỗ thủng và vết rách có thể thực hiện tại chỗ bằng miếng vá, hoặc thay thế bộ đệm riêng lẻ. Nhân viên bảo trì sử dụng kỹ thuật đu dây tiếp cận tuân thủ quy tắc của IRATA.
Các hệ thống đệm của mái ETFE liên tục được bơm căng bởi khối xử lý không khí với hai quạt chạy bằng động cơ điện, tiêu thụ năng lượng tối thiểu. Hệ thống điều khiển hiện đại giám sát hoạt động, áp suất, điều kiện thời tiết, nhiệt độ, độ ẩm và bất kỳ lỗi nào. Nó có thể truy cập từ xa để chẩn đoán và điều chỉnh hiệu suất, tự động bù đắp lỗi và gửi cảnh báo tự động. Trong trường hợp mất điện, hệ thống đệm sẽ duy trì áp suất từ 3 đến 6 giờ nhờ van một chiều, khuyến nghị có máy phát dự phòng hoặc hệ thống giằng cáp.
An toàn cháy nổ và thân thiện môi trường
ETFE là vật liệu có tính dễ cháy thấp ($270^\circ C$) và có khả năng tự dập tắt. Trong trường hợp hỏa hoạn, khói nóng sẽ làm lớp màng mềm, hỏng và co lại khỏi nguồn lửa để tạo thông thoáng tự nhiên, không tạo ra giọt nóng chảy hay khói. ETFE đã được thử nghiệm toàn diện và đáp ứng các tiêu chuẩn cháy như DIN 4102 B1, EN 13501-1 B-s1, d0, NFPA 701.
ETFE là chất loại II được thừa nhận theo hiệp ước Montreal, có thể tái chế dễ dàng và tuổi thọ trên 50 năm do không bị suy giảm dưới tia UV, ánh sáng mặt trời hay ô nhiễm. Vật liệu dư thừa từ sản xuất có thể tái chế hiệu quả. Trọng lượng nhẹ giúp vận chuyển dễ dàng, giảm chi phí. Việc làm sạch và bảo trì ít sử dụng hóa chất, thân thiện môi trường, nhờ đặc tính chống dính của vật liệu.
Yếu tố thoát nước
Tất cả các cấu trúc ETFE được thiết kế với độ cong để đảm bảo nước mưa không bị đọng lại, dẫn nước đến phần mép mái để thoát tập trung vào hệ thống máng xối chính. Máng xối không được cung cấp theo tiêu chuẩn nhưng có thể được kết hợp nếu yêu cầu.
Các vấn đề gây ảnh hưởng
Chim là mối đe dọa lớn nhất gây ra các vết thủng nhỏ trong đệm mái ETFE. Tuy nhiên, điều này không đe dọa tính ổn định của toàn bộ đệm vì hệ thống giám sát tự động điều chỉnh áp suất. Để phòng ngừa, tất cả các cấu trúc mái ETFE đều được lắp đặt hệ thống dây cáp chặn chim để ngăn chặn chim đậu trên các khung kết cấu.
—
Results and Performance Evaluation
Giải pháp thiết kế và thi công ETFE đã cách mạng hóa kiến trúc hiện đại, mang lại những công trình có độ trong suốt cao, trọng lượng nhẹ và hiệu quả năng lượng vượt trội. Khả năng kiểm soát ánh sáng và nhiệt độ, tuổi thọ lên đến 50 năm, cùng đặc tính tự làm sạch và thân thiện môi trường, đã biến ETFE thành lựa chọn tối ưu cho các dự án phức tạp như vườn ươm (Eden Project), sân vận động, và các công trình yêu cầu tính kiến trúc cao. Hệ thống bơm khí và điều khiển thông minh đảm bảo vận hành ổn định và an toàn, ngay cả trong điều kiện khắc nghiệt. Khả năng chống cháy và dễ dàng sửa chữa cũng góp phần vào sự an toàn và giảm chi phí vận hành, biến ETFE thành một vật liệu xây dựng bền vững, hiệu quả và có tính thẩm mỹ độc đáo, phù hợp cho mọi công trình yêu cầu tính kiến trúc cao hoặc cần một loại vật liệu lấy sáng thay thế kính một cách tối ưu.
—
Contact Technical Consulting
Flexiiform is a company that designs and constructs professional Tensile Fabric roofing services in Vietnam. We are proud to be the only unit in Vietnam to receive expert advice from Công ty FasTech – Công ty thiết kế và thi công mái che bạt căng hàng đầu tại Thái Lan. Với đội ngũ Kiến trúc sư và Kỹ sư được đào tạo bài bản và lành nghề cùng với thế mạnh về ý tưởng sáng tạo trong thiết kế giải pháp bao che từ cấu trúc bạt cao cấp nhằm phù hợp với mọi công trình và nhu cầu sử dụng các kiến trúc liên quan đến vật liệu, thiết kế và thi công ETFE, hoặc cần một loại vật liệu lấy sáng thay thế kính một cách tối ưu. Chúng tôi cam kết mang lại giải pháp chất lượng cao, bền vững và hiệu quả nhất cho dự án của bạn.
Để nhận tư vấn chuyên sâu về các giải pháp ETFE hoặc yêu cầu báo giá chi tiết, vui lòng liên hệ với chúng tôi. Bạn có thể tham khảo thêm video tham khảo and video liên quan.
Contact information:
Company: Flexiiform
Phone: +84 8678 68830
Website: https://flexiiform.vn/
Fanpage: https://www.facebook.com/flexiiform/
