ETFEとプラスチックの新しい外観

エチレンテトラフルオロエチレンで構築

スコットランドのグラスゴーにあるスコティッシュ エキシビション アンド カンファレンス センターの SSE Hydro。クレイグ・ロバーツ/ゲッティイメージズ（トリミング）

ETFE はエチレン テトラフルオロエチレンの略語で、一部の近代的な建物でガラスや硬質プラスチックの代わりに使用される半透明のポリマー シートです。 ETFE は通常、金属製のフレームワーク内に設置され、各ユニットを個別に点灯および操作できます。光源は、プラスチック製クラッドのどちらの側にも配置できます。

ガラスと比較して、ETFE はより多くの光を透過し、断熱性が高く、設置コストが 24 ～ 70% 安くなります。 ETFE はガラスのわずか 100 分の 1 の重量であり、建築材料やダイナミック イルミネーションの媒体として柔軟性を高める特性を備えています。

重要ポイント：ETFE

• ETFE (エチレン テトラフルオロエチレン) は、1980 年代から外装材に使用されている工業用強度の建設用プラスチックです。
• ETFEは強くて軽い。多くの場合、エッジの周りで一緒に溶接され、金属フレームワークによって保持される層で適用されます。
• ガラスよりも安全で適応性が高いため、ノンリップETFEはガラスの代替品としてよく使用されます。
• ETFE の商用利用には、多くのスポーツ アリーナや娯楽施設が含まれます。このプラスチックの動的照明は、ETFE アーキテクチャの優れた機能です。

ETFEの用途

スコットランドの SSE Hydro、 イギリス人建築家ノーマン・フォスターのデザインポートフォリオ、 娯楽施設として2013年に完成。日光の下では、ETFE クラッディングは刺激に欠けるかもしれませんが、内部に自然光を取り入れることで機能的になります。しかし、日没後、建物は光のショーになり、内部の照明やフレームの周りの外部の照明が光り、コンピュータ プログラムを反転させることで表面の色を変えることができます。

他の会場では、ライトの列がプラスチック パネルを囲んでいます。ドイツのアリアンツ アレーナの ETFE クッションは、ダイヤモンドの形をしています。各クッションをデジタル制御して、赤、青、または白のライトを表示することができます。

アリアンツ アレーナの ETFE 外装パネル。 レナート・プライス/ゲッティイメージズ

この素材は、ファブリック、フィルム、ホイルと呼ばれてきました。縫い付け、溶接、接着が可能です。 1 枚のシートとして使用することも、複数のシートを重ねて使用することもできます。層の間の空間を加圧して、絶縁値と光透過率の両方を調整することができます。製造プロセス中に非透過パターン（ドットなど）を適用することにより、地域の気候に合わせて光を調整することもできます。半透明のプラスチックに刻印された暗い点で、光線が偏向されます。これらの塗布パターンは、レイヤリングと組み合わせて使用​​できます。フォト センサーとコンピュータ プログラムを使用して、層の間の空気を制御し、材料を「引き伸ばすかたるませる」ことによって「ドット」の位置を戦略的に移動し、ドットを配置します。太陽が差し込むブロック。

アリアンツ アリーナのダイナミック ライティング。 レナート・プライス/ゲッティイメージズ（トリミング）

コンピューター システムは、ETFE 構造の動的な照明効果を調整することもできます。アリアンツ アレーナの外観が赤の場合、FC バイエルン ミュンヘンはスタジアムでプレーするホーム チームです。チーム カラーは赤と白です。 TSV 1860 ミュンヘン サッカー チームの試合が行われると、スタジアムの色がチームの色である青と白に変わります。

ETFEの特徴

ETFEはしばしば奇跡の建設材料と呼ばれています 引張アーキテクチャ . ETFE は (1) 自重の 400 倍の重量に耐えられるほど強力です。 (2) 薄くて軽い。 (3) 伸縮性を失うことなく、長さの 3 倍まで伸縮できます。 (4) 裂け目にテープのパッチを溶接することによって修復されます。 (5) 表面が汚れや鳥に強いテフロン加工。 (6) 50年も続くと予想される。さらに、ETFE は燃えませんが、自己消火する前に溶けます。

ETFEは、太陽からの紫外線を透過する強さと能力から、健康的で天然芝の競技場を望むスポーツ会場で頻繁に使用されています。

ETFEのデメリット

ETFE に関するすべてが奇跡的なものではありません。一つには、それは「天然の」建材ではありません — 結局のところ、それはプラスチックです.また、ETFE はガラスよりも多くの音を透過し、場所によってはうるさすぎる場合があります。雨滴にさらされる屋根の場合、回避策は別のフィルム層を追加することです。これにより、耳をつんざくような雨の音は減少しますが、建設費は高くなります。 ETFE は通常、膨らませる必要があり、安定した空気圧を必要とする複数の層に適用されます。建築家がどのように設計したかに応じて、圧力を供給する機械が故障した場合、建物の「外観」が大幅に変わる可能性があります。比較的新しい製品として、ETFE は大規模な商業ベンチャーで使用されています。ETFE の使用は、当面、小規模な住宅プロジェクトには複雑すぎます。

建材の全ライフサイクル

合成プラスチックフィルムがどのように知られるようになったのか 持続可能性の建材 ?

建材を選ぶときは、素材のライフサイクルを考慮してください。例えば、ビニールサイディングは使用後にリサイクルされるかもしれませんが、元の製造プロセスでどのようなエネルギーが使用され、どのように環境が汚染されたのでしょうか?コンクリートのリサイクルは、環境に優しい建設業界でも称賛されていますが、製造プロセスは温室効果ガスの主な原因の 1 つです。コンクリートの基本的な成分はセメントであり、米国環境保護庁 (EPA) は、セメントの製造は世界で 3 番目に大きな産業汚染源であると述べています。

ガラス生産のライフ サイクルを考えるとき、特に ETFE と比較して、ガラスの生産に使用されるエネルギーと、製品の輸送に必要なパッケージを考慮してください。

エイミー・ウィルソンは、引張構造と生地システムの世界的リーダーの 1 人である Architen Landrell の「説明責任者」です。彼女は、ETFE を製造してもオゾン層へのダメージはほとんどないと語っています。 「ETFEに関連する原材料は、モントリオール条約の下で認められたクラスIIの物質です」とウィルソンは書いています。 「クラス I の対応物とは異なり、製造プロセスで使用されるすべての材料の場合と同様に、オゾン層への損傷は最小限に抑えられます。」伝えられるところによると、ETFE の作成は、ガラスの作成よりも少ないエネルギーを使用します。ウィルソンは次のように説明しています。

'ETFEの製造には、重合を使用してモノマーTFEをポリマーETFEに変換することが含まれます。この水ベースの手順では、溶媒は使用されません。材料は、アプリケーションに応じてさまざまな厚さに押し出されます。最小限のエネルギーを使用するプロセス。フォイルの製造には、ETFE の大きなシートの溶接が含まれます。これは比較的迅速で、エネルギーの消費量も少ないです。

ETFE もリサイクル可能であるため、環境への責任はポリマーではなく、プラスチック層を保持するアルミニウム フレームにあります。 「アルミフレームは製造に高レベルのエネルギーを必要としますが、寿命も長く、寿命が来たらすぐにリサイクルできます」とウィルソンは書いています。

ETFEストラクチャーの例

ETFE アーキテクチャーの写真の旅 これは、雨の日に屋根やボートの上に置く単純なプラスチックの外装材であるという考えをすぐに払拭します。スイスの建築チームジャック・ヘルツォークとピエール・ド・ムーロンドイツのミュンヘン-フレットマニングで最も美しい ETFE 建造物の 1 つであるアリアンツ アレーナ (2005 年) の彫刻的な外観を作成しました。 マングローブホール (1982) は、オランダのアーネムにある王立バーガーズ動物園で、ETFE クラッディングの最初の適用であると言われています。中国北京オリンピックのために建設されたウォーターキューブ会場（2008年）は、この素材を世界の注目を集めました。イギリスのコーンウォールにあるバイオドーム Eden プロジェクト (2000 年) は、合成素材に「緑」の色合いを作り出しました。

アリアンツ アレーナ ヘルツォーク & ド ムーロンが設計、2005 年、ドイツ、バイエルン州ミュンヘン。 チャンSrithaweeporn /ゲッティイメージズ（トリミング）

その柔軟性と可搬性のために、次のような一時的な構造 ロンドンの夏のサーペンタイン ギャラリー パビリオン 、イングランドは最近、少なくとも部分的にETFEで作成されました。特に 2015 年のパビリオンはカラフルなコロンのように見えました。ミネソタ州ミネアポリスの U.S. バンク スタジアム (2016 年) を含む現代のスポーツ スタジアムの屋根は、多くの場合 ETFE です。ガラス板のように見えますが、素材は本当に安全で破れないプラスチックです。

スペインの建築家ホセ・セルガスとルシア・スカーノによるロンドンのハイドパークの仮設サマーパビリオン、2015年。 ライオネル・デリマイス/ゲッティイメージズ（トリミング）

プラスチック、産業革命は続く

デュポン家は、フランス革命の直後にアメリカに移住し、19 世紀の爆薬製造技術をもたらしました。化学を利用して合成製品を開発することは、1935 年にナイロンを、1966 年に Tyvek を開発した DuPont 社内で止まることがありませんでした。 ロイ・プランケット 1930 年代にデュポンで働いていたとき、彼のチームは偶然テフロンになった PTFE (ポリテトラフルオロエチレン) を発明しました。「革新の遺産を持つポリマー科学のパイオニア」であると自負する同社は、1970年代に航空宇宙産業向けの断熱コーティングとしてETFEを開発したと言われています。

の引張アーキテクチャ プリツカー賞受賞者 フレイ・オットー 1960 年代と 1970 年代には、建築家や建築家が「クラッディング」と呼んでいるもの、または家の外装サイディングと呼んでいる可能性のある材料に使用する最高の材料を考え出すエンジニアのインスピレーションがありました.フィルム被覆としての ETFE のアイデアは 1980 年代に生まれました。エンジニアのステファン・レーナートと建築家のベン・モリスが共同設立 ベクターフォイルテック Texlonを作成して販売するETFE、 ETFEシートと建築用クラッディングの多層システム。 彼らは素材を発明したわけではありませんが、ETFE のシートを一緒に溶接し、建物に層状の外観を与えるプロセスを発明しました。

ソース

• バードエア。引張膜構造の種類。 http://www.birdair.com/tensile-architecture/membrane
• バードエア。 ETFEフィルムとは？ http://www.birdair.com/tensile-architecture/membrane/etfe
• デュポン。歴史。 http://www.dupont.com/corporate-functions/our-company/dupont-history.html
• デュポン。プラスチック、ポリマー、および樹脂。 http://www.dupont.com/products-and-services/plastics-polymers-resins.html
• EPA。セメント製造強制イニシアチブ。 https://www.epa.gov/enforcement/cement-manufacturing-enforcement-initiative
• ウィルソン、エイミー。 ETFE フォイル: 設計ガイド。 Architen Landrell、2013 年 2 月 11 日、http://www.architen.com/articles/etfe-foil-a-guide-to-design/、http://www.architen.com/wp-content/uploads/architen_files /ce4167dc2c21182254245aba4c6e2759.pdf