Thực trạng và Giải Pháp: So sánh ETFE và Kính – Đâu là sự lựa chọn tiềm năng cho ngành vật liệu tương lai?
Trong ngành vật liệu xây dựng hiện đại, việc tìm kiếm các giải pháp thay thế hiệu quả cho kính truyền thống đang trở nên cấp thiết. ETFE (ethylene-tetrafluoroethylene copolymer) là một loại vải có độ trong mờ cao, cực kỳ thiết thực và kinh tế, đang được tìm kiếm nhiều nhất thời điểm hiện tại. Khi so sánh ETFE và kính, dạng ETFE đệm khí hay ETFE đơn đều có trọng lượng xấp xỉ 1% trọng lượng của kính, điều này mang lại lợi ích kinh tế đáng kể do giảm đáng kể khung cấu trúc hỗ trợ. Với khả năng truyền tới 95% ánh sáng tự nhiên và trọng lượng nhẹ hơn kính gấp nhiều lần, ETFE thường được sử dụng như một loại vật liệu thay thế hiệu quả, đã phát triển mạnh mẽ như một vật liệu xây dựng chính thống kể từ khi được phát minh và sử dụng trong ngành hàng không 30 năm trước. Mái ETFE được tạo ra bằng cách ép đùn tấm film ETFE để tạo ra một vật liệu có khả năng chống ăn mòn và độ bền cao trong một phạm vi nhiệt độ rộng, có thể sử dụng như một lớp riêng lẻ hoặc được chế tạo thành các đệm khí được hỗ trợ bởi các khung.
—
Phân tích Yêu cầu Kỹ thuật & Bối cảnh Giải Pháp
Kính, mặc dù là vật liệu xây dựng truyền thống phổ biến, nhưng lại có những hạn chế đáng kể trong các ứng dụng kiến trúc hiện đại, đặc biệt là các công trình quy mô lớn hoặc có hình dáng phức tạp. Các hạn chế này bao gồm trọng lượng nặng, tính giòn, chi phí cao cho kết cấu hỗ trợ, khó khăn trong việc tạo hình cong, và khả năng kiểm soát nhiệt độ, ánh sáng chưa tối ưu. Nhu cầu đặt ra là một vật liệu có khả năng mang lại độ trong suốt như thủy tinh nhưng đồng thời phải nhẹ hơn, linh hoạt hơn, tiết kiệm chi phí hơn, dễ bảo trì và sửa chữa, cũng như an toàn hơn trong trường hợp hỏa hoạn hoặc các thảm họa tự nhiên. Bối cảnh này thúc đẩy sự phát triển của các vật liệu tiên tiến như ETFE, nhằm đáp ứng các tiêu chuẩn ngày càng cao về hiệu suất, bền vững và thẩm mỹ trong ngành xây dựng.
—
Giải pháp Kỹ thuật
ETFE đã khẳng định mình là một giải pháp vật liệu xây dựng tiềm năng, cung cấp nhiều ưu điểm vượt trội so với kính truyền thống.
ETFE đơn lớp và khả năng thay thế kính mỏng
Ở dạng đơn lớp, vật liệu ETFE đã được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới. Bản chất trọng lượng nhẹ và bề ngoài trong suốt giống với kính khiến nó trở thành lựa chọn ưu tiên để lắp đặt trên các tòa nhà mới hoặc cũ. Mái ETFE đơn lớp có thể được hình thành bằng cách trải dài các tấm vật liệu ETFE trên các tấm khung (như nhà của Camellia ở Nottingham) hoặc được căng bởi một mạng lưới cáp để vượt các nhịp lớn mà không cần đặt khung thép trung gian (áp dụng tại các trường Failsworth và Radclyffe). ETFE đơn lớp cung cấp đặc tính cách nhiệt tối thiểu nhưng sẽ dẫn truyền ánh sáng tối đa, do đó có xu hướng được sử dụng để tạo ra các khu vực bên trong hoặc bên ngoài, ví dụ tại các trường học ở Anh để tránh mưa trong không gian vui chơi và giảng dạy ngoài trời.
Phương án đệm khí ETFE và ưu thế vượt trội
Một phương án nổi trội khác khi so sánh ETFE và kính là việc sử dụng các mảnh ETFE đơn lớp để tạo thành đệm khí ETFE. Bằng cách bơm khí vào trong túi đệm, đệm khí ETFE trở nên nhẹ và có khả năng cách nhiệt, có thể sản xuất theo bất kỳ hình dạng hoặc kích thước nào, chỉ bị giới hạn bởi tải trọng gió hoặc tuyết.
ETFE có độ bắt cháy thấp và đặc tính tự dập tắt, chứng tỏ là loại vật liệu có tiêu chuẩn cao về sức khỏe và an toàn cháy nổ. Vật liệu ETFE cũng được thiết kế để giúp kiểm soát và thích nghi với ánh sáng mặt trời, với khả năng in (hoặc fritted) các dạng hoa văn khác nhau nhằm giảm độ chói sáng. Ngoài ra, bằng cách đặt thêm các lớp ETFE vào đệm khí (đệm khí ETFE nhiều lớp), vấn đề truyền ánh sáng và tăng nhiệt có thể được kiểm soát. Đệm khí ETFE nhiều lớp có thể đặt hàng sản xuất bằng cách kết hợp các lớp ETFE có in offset lại với nhau, từ đó đạt được nhu cầu tăng sáng tối đa hoặc giảm sáng khi cần thiết, tạo ra một lớp màng bọc có khả năng phản ứng với tác động môi trường.
—
Results and Performance Evaluation
Khi so sánh ETFE và kính, ETFE nổi bật là vật liệu ưu việt với nhiều lợi ích thiết thực:
- Trọng lượng nhẹ: ETFE có trọng lượng rất nhẹ ($ \approx 1\% $ khối lượng của kính), yêu cầu ít cấu trúc hỗ trợ hơn, giúp giảm chi phí liên quan đến giá đỡ bằng thép hoặc bê tông.
- Linh hoạt: Không như thủy tinh giòn và cứng (chỉ dùng làm tấm phẳng), ETFE rất linh hoạt, dễ uốn và có thể kéo dài hơn $200-300\%$ so với kích thước ban đầu, cho phép tạo ra vô số kiểu dáng kiến trúc phức tạp (như mái vòm hoặc mái hình tròn).
- Tiết kiệm chi phí: Chi phí xây dựng bằng ETFE thấp hơn đáng kể so với kính. Đệm ETFE tiêu chuẩn có giá trị U (hệ số truyền nhiệt) tốt hơn nhiều so với kính ba lớp, có thể lắp đặt với giá xấp xỉ một nửa so với kính hiệu suất cao.
- Dễ bảo trì: Nhờ tính chất tự làm sạch, đệm ETFE không hút bụi và dễ dàng được làm sạch bởi mưa, giúp giảm chi phí bảo trì.
- Dễ sửa chữa: Không như kính phải thay thế toàn bộ tấm khi nứt/vỡ, một tấm ETFE được làm với nhiều đệm có thể sửa chữa từng phần. Nếu một đệm bị hư hỏng, chỉ cần tháo rời và thay thế bảng điều khiển duy nhất, tiết kiệm thời gian và chi phí.
- Kích thước lớn hơn: Kích thước lớn nhất của tấm kính cường lực thường là $4\text{m} \times 2\text{m}$, trong khi đệm ETFE đầy khí có thể đạt tới $25\text{m} \times 3.5\text{m}$ hoặc hơn, lý tưởng cho các công trình lớn yêu cầu mối nối tối thiểu và giá trị thẩm mỹ tối đa.
- An toàn chống cháy: ETFE tự chữa cháy, thu hẹp lại khỏi đám cháy, cho phép lửa và khói thoát ra, không tạo ra mảnh vỡ rơi hay khí độc. Đặc tính hóa học của ETFE không cho phép cháy, không gây nổ bất ngờ. Đây là lý do chính ETFE được sử dụng tại nhiều sân bay, nhà ga và các không gian công cộng trên toàn cầu.
- Tuổi thọ và bền vững: Với tuổi thọ hơn 30 năm, ETFE không bị ảnh hưởng bởi tia UV, phong hóa và ô nhiễm môi trường, không bị giòn hay biến màu, khẳng định là vật liệu xây dựng bền bỉ lâu dài.
Các dự án nổi bật sử dụng đệm khí ETFE bao gồm sân vận động bóng đá Allianz Arena ở Munich (được chiếu sáng bằng LED và phát ra nhiều màu sắc khác nhau do Herzog & de Meuron thiết kế), đấu trường Olympic Water Cube ở Bắc Kinh (PTW Architects thiết kế), và dự án Eden ở Cornwall của Vương quốc Anh (Grimshaw Architects thiết kế), minh chứng cho tiềm năng vượt trội của ETFE trong kiến trúc tương lai.
—
Contact Technical Consulting
Flexiiform là Công ty thiết kế và thi công các cấu trúc bạt căng (Tensile Fabric) chuyên nghiệp tại Việt Nam. Với đội ngũ Kiến trúc sư và Kỹ sư được đào tạo bài bản và lành nghề, chúng tôi tự hào là đơn vị duy nhất tại Việt Nam nhận được cố vấn chuyên môn từ Công ty FasTech – The leading company in designing and constructing tensioned canvas structures in Thailand, with nearly 30 years of prestige and experience in the industry and successfully implementing more than 1,000 tensioned canvas projects in Thailand and Southeast Asia.
Với thế mạnh về ý tưởng sáng tạo trong thiết kế kiến trúc bạt căng, đi cùng với phương pháp thi công thực tế, Flexiiform tự tin sẽ mang lại những giải pháp tối ưu nhất cho từng dự án cụ thể, đặc biệt là các dự án liên quan đến cấu trúc vỏ bao che bạt căng và mái che dù ngược.
Để nhận tư vấn chuyên sâu về các giải pháp mái che dù ngược hoặc yêu cầu báo giá chi tiết, vui lòng liên hệ với chúng tôi. Bạn có thể tham khảo thêm video liên quan.
Contact information:
Công ty: Flexiiform
Phone: +84 8678 68830
Website: https://flexiiform.vn/
Fanpage: https://www.facebook.com/flexiiform/
