کامپوزیت های پلیمری ETFE

کامپوزیت های پلیمری ETFE

اسلاید 1: بسم الله الرحمن الرحیمموضوع: کامپوزیت های پلیمری ETFE

اسلاید 2: پیش از این، معماران تنها می توانستند تصوری از ایده های خلاق و بناهای شگفت انگیز خود داشته باشند، در حالی که امکان ساختن چنین پروژه هایی وجود نداشت . اما امروزه ساخت پهنه ای شناور از حباب های شیشه ای یا استادیوم ورزشی بافته شده از تیرهای فولادی و یا حتی پوشش شفاف چادر مانندی بر روی هزاران متر مربع زمین- که فقط می توانست در تصور آدمی شکل بگیرد- عملی شده است. هر چند عموم مردم، ساخت چنین بناهایی را حاصل ابتکار و خلاقیت معماران و مهندسان می دانند، اما حقیقیت این است که برپایی چنین سازه هایی بیش از هر چیز، مدیون ویژگی های منحصر به فرد کامپوزیتی است که به طور مخفف ETFE نام دارد. ساختار:ETFEمعماری نوین با کامپوزت های پلیمریETFE

اسلاید 3: ETFE (Ethylene Tetrafluoroethylene) پلیمر پایه فلوئوروکربن بسیار با دوام و با قابلیت های بسیار بالایی است که از آن به عنوان مصالح ساختمانی کاربردی در آینده نام برده می شود. این پلیمر شگفت انگیز یک پلاستیک شفاف تفلونی است که جایگزین شیشه و پلاستیک های معمولی در بسیاری از ساختمان ها می شود. هر چند این مصالح با کارهای معماری شگفت انگیز به جهانیان معرفی شده است؛ اما در حقیقت تاریخچه اختراع آن به دهه 70 میلادی بر می گردد که نخستین بار در صنایع هوا نوردی به کار رفت. ETFE از حدود 15 سال پیش، مورد توجه معماران قرار گرفت و اکنون بسیاری از بناها در کشورهای سرتاسر جهان با استفاده از آن ساخته می شود. ETFE در مقایسه با شیشه ، امتیازات فوق العاده ای دارد که از آن جمله می توان به وزن بسیار کم آن اشاره کرد ،به گونه ای که با دارا بودن یک درصد وزن، هم نور بیشتری را از خود عبور می دهد و عایق بهتری محسوب می شود. هزینه نصب آن، بین 24 تا 70 درصد صرفه اقتصادی دارد. از سایر ویژگی های آن می توان به حالت ارتجاعی آن اشاره کرد که می تواند تا 400 برابر وزن خود را تحمل کند. این مصالح به خاطر سطوح کربنی لغزنده خود، به صورت خودکار ، گرد و غبار و چرک و لکه را پاک می کند، همچنین طول عمر بالایی دارد و از قابلیت بازیافت برخوردار است.

اسلاید 4: استادیوم آلیانز آرنا

اسلاید 5: در شمال شهر مونیخ و میان تپه‌ها وعلف‌زارهای بیرون شهر (مابین شهر وفرودگاه مونیخ)،پیکره مشبک فشرده‌ای با عنوان استادیوم آلیانز قرار گرفته است. هیجان حاصل از این پیکره نورانی که از فاصله بسیار دور نیز قابل رویت است، به قدری است که افرادی را که علاقه‌ای به رویدادهای ورزشی ندارند را نیز به سوی خود جذب می‌کند.  ایده اصلی معماران استادیوم، هرتزوگ و دمورن، سنت شکنی در شیوه طراحی رایج استادیوم‌های ورزشی بود. آنها قاعده کلی طراحی استادیوم را که تقریبا از سال 1972 (زمانی ‌که فرای اتو (Frei Otto) استادیوم المپیک مونیخ را طراحی کرد)، شروع شده بود و روش غالب در طراحی پوشش سقف استادیوم‌های ورزشی و شیوه پایداری آن (فرم‌های سازه) به‌شمار می‌رفت، کنار نهادند.آنها با استناد به این که طراحی استادیوم  یک امر انسان‌ساز فرهنگی است نه یک کار مهندسی صرف، کار طراحی را آغاز کردند. منبع الهام آنها در طراحی استادیوم، معماری بر مبنای فرم سازه‌های کششی و سیستم‌های خرپایی یا ایده‌ای چون سازه یک پل معلق نبود، بلکه تصویر کلاژ شده‌ای از نمایش بازیکنان فوتبال در یک تئاتر باروک بود.  

اسلاید 6: همچنین هرتزوگ و دمورن بر این باور بودند که، استادیوم‌ها تنها مکان‌هایی برای تماشای یک مسابقه ورزشی نیستند، بلکه همچون یک شهر کوچک دارای رستوران‌ها، فروشگاه‌ها، تسهیلات برگزاری همایش‌ها و امکانات رفاهی دیگر برای برگزارکنندگان و رسانه‌های گروهی می‌باشند که در این میان شیوه پوشش سقف و گاه خودنمایی سازه آن به عنوان ویژگی منحصربفرد استادیوم تنها بخشی از معماری آن را شکل می‌دهد. در خصوص فضای داخلی استادیوم نیز، اولین مسئله مورد توجه آنها، ایجاد نزدیک‌ترین رابطه و هیجان ممکن میان بازیکنان و تماشاگران فوتبال بود. فضایی که هرتزوگ و دمورن آن را به تئاتر های گلوب شکسپیری یا دهانه آتشفشان (به سبب وجود حرارت و التهاب ناشی از گدازه‌ها) تشبیه می‌کنند. زمانی که استادیوم در طی یک مسابقه مملو از تماشاگر است‌، در این صورت است که معماری به کنار رفته و تماشاگران و بازیکنان برای تجربه‌ای از جنس هیجان به جزئی از بنا تبدیل می‌شوند. این فضا (سکوهای تماشاگران) به مثابه مکانی است که کیفیت‌های فضایی آن به وسیله شیب قرارگیری صندلی‌ها، حس پیوستگی میان قسمت‌های زیرین و بالایی، ایجاد حالت انحنا و خمیده در ردیف‌های صندلی‌ها برای القا حس بیشتری از احاطه‌داشتن بر بازی، و پوشش سازه پشت تماشاگران و سپس صفحات مات ETFE، تعیین می‌شود.

اسلاید 7: پوشش سقف (سقف استادیوم مساحتی حدود 37600 مترمربع را پوشش می‌دهد) و نمای بیرونی استادیوم، که به صورت پیوسته می‌باشند، پوسته‌ای تشکیل یافته از سیستم ETFE Ethylene Tetrafluoroethylene) است که به صورت توده‌های لوزی شکل قرار گرفته‌اند. سیستم ETFE از یک سری المان‌های نورانی رنگی همانند یک صفحه عظیم LED Light Emitting Diodes) می‌باشد که قابلیت تغییر و تبدیل به رنگ‌های مختلف را دارد.این سیستم مطابق با برنامه تیم‌های فوتبال مونیخی که در زمین مسابقه دارند، یعنی قرمز و سفید برای باشگاه بایرن مونیخ (FC Bayern Munich) که لباس‌های قرمز دارند و سفید و آبی برای باشگاه مونیخ 1860(TSV 1860) که لباس‌های آبی دارند، به وسیله سیستم دیجیتالی ارسال کنترل شده گازهای رنگی در توده‌های لوزی شکل ETFE، تغییر رنگ می‌دهد. این پوشش طی روز، سفیدی مرواریدسانی دارد و در طول شب به صورت پیکره‌ای سرخ‌فام می‌درخشد، و چنان که گفته شد بسته به بازی تیم به رنگ های سفید و آبی و قرمز تبدیل می‌شود.

اسلاید 8: استادیوم ملی پکنآشیانه پرنده

اسلاید 9: استادیوم اصلی المپیک چین در سایت اصلی بازی‌های المپیک 2008 و در مجاورت استخر سرپوشیده مسابقات (Water Cube) قرار دارد؛ شکوه معماری این اثر، منحصر به فرد است. المان‌های پیچیده فولادی به گونه‌ای طراحی شده‌است که توجه هر شخصی را به خود معطوف می‌کند. این استادیوم یکصد و دو هزار نفری که نود و یک هزار صندلی به راحتی در آن کار گذاشته می‌شود، یکی از پیچیده ترین آثار معماری در میان پروژه‌های جهان محسوب می‌شود. استادیوم افتتاحیه و اختتامیه بیست و نهمین دوره بازی‌های المپیک شهر پکن، بزرگترین و زیباترین استادیوم سرپوشیده جهان است. این استادیوم که ترکیبی از معماری سنتی و مدرن است شامل فضاهای جانبی فرهنگی، بهداشتی، سیستم آتش بازی و نورافشانی و نیز سیستم صوتی و تصویری منحصر به فردی است. سیستم نورپردازی آن به گونه پیچیده‌ای است که آن را از سایر استادیوم‌های ورزشی جهان متمایز می‌کند. خاکبرداری این پروژه عظیم که در فضایی به مساحت یکصد هزار مترمربع بنا می‌شود، در دسامبر 2003 آغاز شد.

اسلاید 10: طراحی این معماری زیبا بر عهده Herzong وDeMeuron سوئیسی/فرانسوی با همکاری انجمن طراحان و معماران چین گذاشته شده است. برای نهایی کردن طرح گروه طراحی راه دور و دشواری را طی نمود و سرانجام این طرح در میان سیزده طرح برگزیده، در قضاوت یک گروه چهل و چهار نفره از معماران بین المللی مورد قضاوت و سرانجام طرح Bird nest انتخاب شد. طرح این اثر معماری منحصر به فرد، الهام گرفته از طبیعت است الگوی داخلی آن از یکی از طرح‌های معماری بازاری در پکن و معماری بیرونی آن را به Bird nest یا آشیانه پرنده نسبت داده‌اند. به عقیده بعضی از مردم چین این استادیوم مانند جامی‌سفالی است که در یک لفافه توری شکل پیچیده شده است.

اسلاید 11: برای هر چه بهتر اجرا کردن این پروژه با امکان سنجی دقیق از امکانات و مصالح موجود در چین و با تجارب بدست آمده از مشکلات منعکس شده در پروژه‌های ساخته‌شده با مصالح مشابه، مشکل مصالح این سازه تا حدود زیادی حل و فصل شد.در یک روز کاری در این پروژه، بیش از دو هزار نفر کارگر توسط جرثقیل‌های عظیم، در حال نصب برج‌های فلزی سازه که بیش از هفتاد متر ارتفاع و هفتصد تن وزن دارد، هستند و در جبهه‌های کاری مختلفی این سازه عظیم را به همدیگر خواهند دوخت. برای کنترل جوشکاری ‌ها، دو اکیپ زبده از کارشناسان جوش، اتصالات سازه را بصورت موازی کنترل می‌کنند. برای اتصال قسمت‌های مختلف سازه، بهترین جوشکاران آزمایش و به کار گرفته‌شدند.

اسلاید 12: وزن کل المان‌های موقت برای برپایی این سازه غول پیکر، شش هزار تن است و وزن کل سازهیکصد و پنجاه هزار تن برآورد شده است. سقف‌های محل تماشاچیان در این ورزشگاه‌ها، بصورت دال بتنی است. اتصالات این سازه عظیم توسط فناوری جوش صورت می‌گیرد و بیننده قادر به تصور جداگانه المان‌های آن که ظاهراً تصادفی به همدیگر ترکیب می‌شود نیست. ایده تیم طراحی در جداسازی سقف از مجموعه، که به روش پل معلق اجرا می‌شود پایداری بیش تر در مقابله زلزله با ریشتر بالا را فراهم می‌آورد. سقف مجموعه به تنهایی سیصد و سی متر طول و دویست و بیست متر عرض دارد و دارای وزنی معادل چهل و پنج هزار تن است که از جنس فولاد ST37 و ST52 ساخته می‌شود. قسمت بالایی سقف با المان‌های ETFE مزین می‌شود. المان‌های این قسمت در بازتاب امواج صوتی مانند کوه‌ها عمل می‌کند.