Príklady ľahkých membránových konštrukcií

Kompozitné materiály a ich vlastnosti

Technické textílie sú kompozitné materiály, ktoré využívajú prednosti rôznych druhov polymérov. Jednym typom technických textílií sú materiály na báze polyesteru (PES) a polyvinylchloridu (PVC). Základným polymérom, ktorý rozhodujúcou mierou ovplyvňuje vlastnosti výsledných produktov je polyester, z ktorého sa zvlákňovaním a spriadaním vyrába vysokopevnostné polyesterové vlákno. Veľkou prednosťou firmy Serge Ferrari je, že polyesterové vlákna vyrába vo vlastnom závode v Emmenbrücke (Švajčiarsko). Už tu, v prvej fáze výroby, sú formulované požiadavky na kvalitu vlákien a ich vlastnosti prispôsobované vlastnostiam výsledného produktu. Z takto vyrobeného vlákna sa v kmeňovom závode firmy v La Tour du Pin (Francúzsko) tká plátno. Aj v tejto fáze výroby voľbou rôznych typov vlákien, ich hmotnosti a hustoty tkania sú ovplyvňované výsledné vlastnosti materiálov. Poslednou fázou komplexného spracovania polyesterovej tkaniny je nános PVC a ďalsích zušľachťujúcich látok použitím patentovanej technológie Précontraint, taktiež v závode v La Tour du Pin. Zatiaľ čo polyester poskytuje výslednému produktu predovšetkým pevnosť, PVC ochraňuje technické textílie pred vplyvom UV žiarenia ako aj pred vplyvom ďalších atmosferických činiteľov.

Schéma technológie Précontraint

Nános PVC pri tradičnom postupe

Nános PVC postup Précontraint

Serge Ferrari a Précontraint

Serge Ferrari je francúzska firma so sídlom v La Tour du Pin. Meno firmy dostala po svojom zakladateľovi, ktorý vyvinul a nechal patentovať technológiu predpínania polyesterovej tkaniny v oboch smeroch – v smere osnovy a útku alebo v pozdĺžnom a priečnom smere – počas všetkých technologických operácií povrchovej úpravy.

Technológia predpínania – po francúzsky Précontraint – predstavuje výnimočnú technológiu, vďaka ktorej získavajú materiály fy. Serge Ferrari významné výhody. Je to predovšetkým rozmerová stabilita, vďaka ktorej materiály Précontraint vykazujú najmenšiu deformáciu medzi výrobkami na báze polyesteru a PVC, ľahšie sa zvárajú vo všetkých smeroch a pri zváraní nevykazujú zvlnenie. Technológiou Précontraint dochádza k zmršteniu polyesterovej tkaniny takže nános PVC na povrchu materiálu je vyšší. Vyšší nános PVC má za následok lepšiu ochranu polyesteru a predĺženú životnosť finálneho výrobku.

Precontraint a sortiment výrobkov firmy Serge Ferrari pre architektúru

Pri tvorbe nových tvarov architekti hľadajú také povrchy, ktoré by udržali rovnomerné napätie v oboch smeroch. V prípade technických textílií membrána vyžaduje rovnomernú distribúciu síl v smere osnovy aj útku počas dlhej doby. Práve materiáy vyrobené technológiou Précontraint predstavujú výrobky, kde sú tieto vlastnosti vhodne skĺbené a v prípade membránových štruktúr sa dosahuje vynikajúca rozmerová stabilita.

Projektovanie a stavba membránových štruktúr je v Českej republike veľmi dobré zvládnutá a predstavuje významný prínos k súčasnej architektúre.

Výstavisko České Budějovice

Autobusová stanica, České Budějovice

Úžasné možnosti kreativity, tvorby nových tvarov a využitia rozmerovej stability materiálov Précontraint dokumentuje projekt amfiteátru Tubaloon v Kongsbergu, Nórsko.

Tubaloon, Kongsberg, Norsko

Tubaloon, Kongsberg, Norsko

V závislosti od rozmerov membrány je možné voliť z palety výrobkov Serge Ferrari od hmotností 490 g/m² až po 1500 g/m², pričom pevnosť v ťahu sa mení od 250/250 daN/5 cm až po 1000/800 daN/5 cm. Voľba materiálu je determinovaná nielen veľkosťou membrány, ale aj pevnosťou nosnej konštrukcie, prídavných materiálov a následnej optimalizácie nákladov za všetky časti projektu a taktiež v závislosti od očakávanej či požadovanej životnosti objektu.

Na dosiahnutie vysokých kvalitatívnych parametrov, výrobky Serge Ferrari obsahujú rôzne prídavne látky. K týmto látkam patria aditíva proti horeniu, takže z hľadiska požiarnej ochrany všetky výrobky vyvinuté pre použitie v oblasti architektúry vyhovujú požiadavkám pre použitie na ľahkých stavbách. Pre potreby investorov sú k dispozícii certifikáty podľa rôznych národných noriem alebo podľa požiadaviek EN.

Pre povrchovú úpravu technických textílií boli vyvinuté laky na báze polyvinylidénfluoridu (PVDF) s vysokou odolnosťou proti znečisteniu. S množstvom PVDF v povrchovej vrstve výrazne vzrastá nielen odolnosť proti znečisteniu, ale aj životnosť. Okrem vynikajúcej rozmerovej stability, materiály Précontraint sa vyznačujú ďalšími výhodami, z ktorých je potrebné vyzdvihnúť odolnosť voči extrémnym klimatickým podmienkam. Bežne sa dajú použiť pri teplotách do – 30 °C, krátkodobo aj pri nižších. Nasledovné obrázky dokumentujú aplikáciu PES/PVC membrán zo sortimentiu Serge Ferrari v arktických a antarktických podmienkach.

Nafukovacia športová hala 100 x 60 x 18 m, Kuopio, Fínsko

Vedecká základňa Antarktída

Obdobne materiály na báze PES a PVC znášajú aj vysoke teploty bežne do +70°C, často v kombinácii s vysokou vlhkosťou alebo slanou atmosférou či ďalších negatívnych vplyvov. Za podmienok, keď iné stavebné materiály podliehajú degradácii, Précontraint materiály si udržujú svoje technické parametre na vysokej úrovni:

Ukážka je z projektu výstavnej haly postavenej v roku 1982 v oblasti rovníkovej Afriky, Saint Louis v Gabune a dokumentuje, že vysokokvalitná oceľ podľahla korózii tropického podnebia. Odberom referenčných vzoriek a meraním sa zistilo, že membrána za rovnakých podmienok vykázala dobrú odolnosť a udržala si pevnosť v ťahu v smere osnovy na úrovni 86 % a v smere útku na úrovni 76 % pôvodneho materiálu.

Vysokokvalitná oceľ podľahla korózii tropického podnebia haly postavenej v roku 1982 v oblasti rovníkovej Afriky

Ďalšie aplikácie materiálov Serge Ferrari

Súčasný sortiment výrobkov firmy Serge Ferrari je veľmi široký a siaha od priemyselnych aplikácií ako sú materiály pre prikrývanie v automobilovom priemysle, v poľnohospodárstve, stavebníctve, či materiály pre aplikáciu v reklame, životnom prostredí alebo pre použitie vo vojenskom priemysle. Druhou veľkou skupinou sú materiály používané v rôznych oblastiach architektúry. Výrobky Précontraint je možné použiť okrem už spomenutej oblasti membránových štruktúr aj v oblasti slnečného tienenia alebo architektúre interiérov. Ďaľšími materiálmi sú Soltis FT pre textilné fasády, Soltis pre slnečnú ochranu a Batyline pre architektúru interiérov predovšetkým pre podhľady. Na všetky tieto typy materiálov vlastní firma Serge Ferrari ochranné známky.

Soltis – materiály pre slnečnú ochranu

Na rozdiel od materiálov Précontraint, ktoré majú celistvý povrch, materiály Soltis sú perforované. Používajú sa k ochrane pred svetelnou a tepelnou zložkou slnečného žiarena, ktoré predovšetkým v letných mesiacoch predstavuje veľkú záťaž budov a ich užívateľov. Perforovaný materiál Soltis predstavuje systém mikroventilácie, ktorým v závislosti od hustoty a veľkosti otvorov je možné dosiahnuť výrazné odblokovanie účinku tepla. Súčasne sa významne znižuje intenzita svetla v interiéri, tým aj účinok oslepovania a odrazu slnečných lúčov. Všetky materiály Soltis sa vyrábajú technológiou Précontraint, vďaka ktorej sa dosahuje ich vynikajúca rozmerová stabilita, plochosť a pri minimálnej hrúbke aj mimoriadna pevnosť. Medzi materiály, ktoré najlepšie regulujú tepelný a svetelný tok patrí Soltis 92 predovšetkým pri použití v exteriéri - na vonkajšie rolety. Vďaka perforácii materiály Soltis umožňujú výhľad z interiéru do okolia. Široká paleta farieb zase predstavuje bohatú inšpiráciu pre architektonickú tvorbu.

Kreishaus, Hameln (Nemecko)

Súkromný dom (Belgicko)

Soltis FT – materiály pre ventilované fasády

Soltis FT je relatívne nový typ materiálu na báze PES/PVC s perforovanou štruktúrou. Jeho flexibilita, technické parametre a vlastnosti materiálov pre membrány vytvárajú podmienky pre nové, jedinečné riešenia. Poskytujú veľkú slobodu vytvárania nových tvarov fasád, 3D efektu, vďaka možnosti potlače prispôsobenie a integrovanie fasády do prostredia a v neposlednom rade rýchlu inštaláciu alebo pridávanie či výmenu panelov v prípade, že budova je renovovaná alebo rozširovaná. Pre rôzne požiadavky boli vyvinuté špeciálne podkonštrukcie umožňujúce pohodlnú a rýchlu inštaláciu Soltisu FT. Pri použití na celom povrchu fasády a pri prekrytí okien Soltisom FT poskytuje tento materiál súčasne efekt slnečného tienenia. Investor má tak prospech zo zníženia energetickej náročnosti budov. Vývoj Soltisu FT bol možný vďaka viac ako 30 – ročnej skúsenosti pri realizácii ambicióznych projektov v oblasti textilnej architektúry, slnečného tienenia, ale predovšetkým vďaka patentovanej technológii Précontraint.

Parkovací dom, Cardiff Bay, Veľká Británia

Parkovací dom, Cardiff Bay, Veľká Británia

Esseker Center, Osijek, Chorvátsko

Esseker Center, Osijek, Chorvátsko

Batyline – materiál pre architektúru interiérov

Svoje výhodné postavenie ako materiál pre podhľady, deliace steny a podobné prvky má Batyline vďaka ľahkosti a flexibilite. K ďalším výhodným vlastnostiam patria veľmi dobré akustické vlastnosti, pevnosť a odolnosť voči vlhkému prostrediu. Aplikáciou rozmanitého príslušenstva je možné Batyline napínat na panely rôznej veľkosti. Zváraný do veľkých celkov je schopný prekrývať monolitné plochy až do 200 m². Batyline je možné tvarovať, takže pomocou tohoto materiálu sa dajú prekrývať oválne tvary, nepravidelné povrchy a vytvárať 3D efekty. Paleta farebných odtieňov poskytuje ďalšie široké možnosti stvárňovania interiéru pričom výber farieb je možné koordinovať s ďalšími paletami materiálov Soltis pre slnečné tienenie a Stamskin pre nábytok.

Plaváreň hotela Vitality, Vendryně

Francúzska národná knižnica, Paríž

Serge Ferrari a životné prostredie

Firma Serge Ferrari vyvinula a patentovala ako prvá na svete technológiu recyklovania materiálov na báze PES a PVC. Technologický postup recyklovania spočíva v rozrezaní materiálu na malé kusy a následnom rozpúšťaní v zmesi organických rozpúšťadiel. Po rozpustení dochádza k separovaniu PES a PVC a opakovanému použitiu oboch substrátov. PVC sa vracia späť do výroby technických textílií, z polyesteru sa vyrábajú technické filtre a podobné výrobky. Proces recyklovania pod názvom Texyloop je v prevádzke od roku 2006 v závode firmy Serge Ferrari vo Ferrare (Taliansko).

Záver

Francúzska firma Serge Ferrari je popredným výrobcom technických textílií na báze polyesteru a PVC. Využíva unikátnu technológiu predpínania Précontraint, vďaka ktorej materiály získavajú vynikajúcu rozmerovú stabilitu. V sortimente firmy sa nachádzajú 4 typy materiálov využívané v architektúre. Materiály Précontraint sú určené pre ľahké membránové konštrukcie s veľkou pevnosťou a vysokou odolnosťou voči atmosferickým vplyvom. Materiály Soltis boli vyvinuté pre použitie na slnečné tienenie a poskytujú vynikajúci tepelný a svetelný komfort. K najnovším materiálom patrí Soltis FT, ktorý je určený pre použitie na ventilovaných fasádach. Pre použitie v interiéroch sú v sortimente materiály Batyline. Všetky materiály po skončení svojej funkcie sa recyklujú technológiou Texyloop vyvinutou firmou Serge Ferrari, ktorou sa dosahuje 100 %-né využitie získaných substrátov.