Тиха революция

Терминът "текстил" обикновено е здраво свързан с производството на облекло. Текстилните влакна се използват в строителството от десетилетия. Чрез интензивни изследвания могат да се започнат разработки за допълване на "тежките" строителни материали бетон, стомана и керамика с "леки" материали с цел по-добро отговаряне на структурните, статичните и енергийните изисквания. Компонентите, подсилени с технически текстилни влакна, също оставят място за елегантен дизайн на сгради поради по-ниското си тегло.

Днес техническите текстилни влакна се обработват не само в тънки, леки бетонни обвивки, но и като защитна армировка във фолио (сигурност, защита от влага, шумоизолация, покрив/фасада и др.), Пластмасови мазилки и прозорци, предпазни очила, изолационни материали, слънчеви панели и в безброй други продукти Строителство на сгради.

Търсенето на енергоспестяващи и устойчиви комбинации от строителни материали доведе до непредвидени досега приложения. От около 50-те години на миналия век в Германия се извършват интензивни изследвания на такива конструкции - преди всичко на композитни материали, които могат да се използват икономически в строителството на сгради. Резултат: композитните материали от влакна се използват днес в гражданското строителство като геотекстил и в строителството на сгради за висококачествени фасадни конструкции, тънки бетонни черупки или тавани, както и за покривна конструкция или вътрешно обзавеждане.

Структурни свойства

В публичния дебат за архитектурата от 50-те и 60-те години композитите от влакна са свързани с негативния образ на „пластмасите“, така че въпреки техническите си предимства, те са почти напълно изчезнали от строителната сцена до края на 70-те години. От разработката по това време се разбра, че въвеждането на нови материали може да бъде успешно в дългосрочен план, само ако е ограничено до приложения, в които може да донесе предимства пред традиционните строителни материали. Следните свойства на композитните материали от влакна представляват особен интерес за строителната индустрия:

- висока механична якост с ниско тегло,

- Устойчивост на корозия, влияния на околната среда и умора,

- ниска топлопроводимост на полимерната пластмасова матрица,

- Изграждане на физическа сигурност и устойчивост на влага,

- разнообразни възможности за архитектурен дизайн по отношение на прозрачност, форма и цвят и разнообразни възможности за комбинация за отделни компоненти на материала.

Пример за бетонна конструкция

Поради настоящата честота на повреди на подсилените със стомана компоненти, като мостове или сглобяеми части в сградите, изискването от архитекти и строителни инженери за подмяна на стоманената армировка с влакнести композитни материали с дълъг експлоатационен живот става все по-спешно. Предизвикателствата, свързани с производството, за научните изследвания и индустрията се отнасят по-малко за конкретните конкретни приложения за конкретен обект, отколкото за стандартизираните строителни конструкции, които могат да се използват в строителната практика. Те не само трябва да отговарят на статичните изисквания, но също така отговарят на високите изисквания по отношение на устойчивост, енергийна ефективност, лека конструкция и свобода на архитектурния дизайн.

Друга област на приложение е като кофражна мембрана. Това позволява безпроблемно да се произвеждат гладки повърхности или оформени компоненти, например оформени стенни повърхности, кръгли колони, ъглови опори, гладки повърхности и др. Освен това, за разлика от кофража от дърво или метал, не се изисква кофражно масло, което подобрява опазването на околната среда.

Пример фасада

Цялостният комплекс на ROC Leiden от RAU Architecten (Амстердам) показва архитектурен необикновен фасаден дизайн. Големите прозорци гарантират, че дневната светлина може да проникне дълбоко в сградата. Цялата, почти 10 000 м² фасадна повърхност е оформена от сложно индивидуално произведени, частично заоблени завесни елементи от армиран текстилен бетон, които са прикрепени към алуминиева или частично към неръждаема стоманена конструкция. Използването на по-стабилната конструкция от неръждаема стомана на някои части на фасадата беше необходимо поради високите натоварвания от вятър, произтичащи от геометрията на сградата. За да се определи правилното оразмеряване на закрепването, предварително бяха проведени интензивни тестове на модела в аеродинамичния тунел.

В допълнение към архитектурната свобода на дизайна, ниското тегло беше основният аргумент в полза на използването на текстилен бетон върху фасадата на ROC в Лайден. Подсилените с текстил елементи позволяват относително малки бетонни покрития на армировката, тъй като използваният текстил, като фибростъкло и въглеродни тъкани, не е чувствителен към корозия. Елементите 1,780 x 624 mm (Hering betoShell ® BIG) са произведени с дебелина само 30 mm. Ниската дебелина на конструкцията и произтичащото от това намаляване на теглото също направиха възможно опростяването на процеса на производство и монтаж. Що се отнася до цвета и дизайна на повърхността, текстилният бетон успя да постигне желания от клиента и RAU Architecten вид. Избран е високоефективен бетон в зелен цвят, чийто лъскав естествен камък е показан чрез допълнително подкисляване на повърхността на плочата.

Други фабрики за бетон също предлагат на архитектите възможността да произвеждат армирани с текстил сглобяеми бетонови елементи според индивидуални архитектурни проекти. Досега международните архитектурни фирми са използвали тази технология. С така наречената 3D фасадна технология например се създават ефектни сгради. Тези фасони могат да бъдат проектирани само с армирани от текстил бетонни части.

Примерни навеси

Например, топлинната защита на мембранните структури е подобрена чрез нови покрития и многослойни мембранни обвивки, за да отговори на повишените изисквания на EnEV 2014. Използването на слънчева енергия - частично изискване на EnEV 2014 - може да бъде постигнато в такива сгради чрез интегриране на фотоволтаични модули на базата на силиций или отпечатани органични слънчеви клетки на фасадата или на покрива. Те също са продукт за разработка с технически текстилни влакна и са наравно с общите покривни и фасадни конструкции с изолационни материали. В помещенията на Института за текстилна и технологична техника в Денкендорф (ITV) се провеждат изследвания като част от проекта „Eisbärhaus“ за това как мембранните структури могат да се използват интензивно по отношение на конструкцията и дизайна. ITV получи наградата за иновации Techtextil 2013 за този проект.

Пример за строителна физика

За да се отговори на изискванията на EnEV 2014 и DIN 4108 по отношение на влагозащитата и херметичността в сградите, в продължение на десетилетия се използват специални фолиа, изработени от композитни материали от влакна. Запечатващите фолиа, изработени от текстилни влакна или неорганични технически влакна, се предлагат като еднослойни щапелни влакна или многослойни влакна. В зависимост от спецификацията те се използват в смисъла на физиката на сградата като пароизолация, защита от влага и за осигуряване на херметичност в строителството. Освен това такива технически филми не са електропроводими - освен ако не са оборудвани съответно. Такива електропроводими специални филми се използват, например, за защита срещу кражба, пожар или за маркиране на аварийни пътища.

Търсете практически решения

Влакна за конструктивно инженерство

В техническата област влакната се считат за конструкция, изработена от влакнест материал със съотношение дължина към диаметър 3: 1 до 1000: 1 за текстилни влакна. Те не могат да поемат сили на натиск в надлъжна посока, а само сили на опън. Влакната се разделят на естествени и изкуствени влакна. Предените влакна са тези с ограничена дължина, а нишките са с неограничена дължина.

Терминът „естествени влакна“ означава всички текстилни влакна и влакнести материали, получени от растителни и животински суровини без химическа модификация. За разлика от тях, "изкуствени влакна" - често наричани синтетични влакна - се произвеждат синтетично. Естествените влакна могат да бъдат на органична (растителна, животинска) или неорганична (минерална) основа.

За използване в строителството се използват различни групи влакна. Една област на изследване, която се занимава с използването на природни ефекти при проектирането на компоненти, е строителната бионика. Например самоносещите покривни конструкции с продуктови комбинации, изработени от технически влакна, се основават на принципа на природата.

Естествени влакна

Растителните влакна се използват за описване на всички влакна, чийто основен материал е от растителен произход. В строителния сектор те се използват главно за топло и звукоизолация. В земното строителство например се използват слама и трева, които се добавят към земната маса. Така наречените. Изолационните материали, идентични на природата, използват памучни влакна, капок, коноп, лен или кокосови влакна, които обикновено се обработват под формата на изолационни плочи.

При животните космените фоликули образуват влакна, които могат да се използват за текстил. По-специално, вълната от овце (нова вълна) се използва за производство на топлоизолационни материали. Новата вълна е технически компресирана (сплъстена), докато образува твърдо тяло от вълна. Това е импрегнирано с химически вещества. Това е необходимо, за да се отговори на изискванията за защита от пожар и влага и да се държат далеч хищници (напр. Молци).

Техническият текстил, изработен от естествени влакна, се използва като геотекстил в хидротехниката, като руно и постелки за зелени покриви или в така наречената „идентична на природата конструкция“ като постелки и фолиа за покриви и стени и като топло или звукоизолация.

Изкуствени влакна

Индустриално произведените неорганични влакна, които се използват в строителството, включват стъклени влакна; те са леко еластични и чупливи. В техническия текстил те се използват за подсилване на пластмаси или като топло- и шумозащита и като топлоизолационен материал. Друга област на приложение е използването на стъклени влакна като оптични вълноводи за оптично предаване на данни в телефонни, телевизионни и EDP мрежи (ключова дума: оптични кабели). Стъклените и базалтовите влакна, които имат сходни свойства, се използват главно като топло- и звукоизолация и за противопожарна защита. Те се доставят като хлабави изолационни влакна или изолационни плоскости.

Въглеродните влакна образуват интересна група от неорганични технически текстилни влакна за строителство. Те са много леки, имат висока якост и следователно са подходящи като заместител на армировката в бетонната конструкция. Използването им в самолетите и автомобилостроенето за подсилване на пластмасови компоненти е често срещано днес и те също се появяват като текстилна армировка в композитна керамика. Като филцови влакна те се доказаха като топлоизолация на високотемпературни защитни газови или вакуумни пещи. За приложението в общото строителство на сгради, изследването и структурното приложение все още са в началото. Поради все още високите цени на тези технически текстилни влакна, те досега са използвани колебливо само в строителството.

Керамичните влакна се състоят от влакнеста керамична структура. Те се срещат като оксидни (алуминиев оксид, мулит) и неоксидни (SiC, SiCN, SiBCN) видове влакна. Като технически текстил алуминиевата силикатна вата е известна още като топлоизолация при високи температури.

Най-известните технически текстилни влакна са тези, направени от синтетични полимери. Те са разделени на 3 групи:

Поликондензационни влакна

Това включва полиестер, известен най-вече като полиетилен терефталат (PET) за производство на висококачествени материали като диоли, Trevira и др. Полиестерните влакна са много устойчиви на разкъсване и износване и почти не абсорбират влага. Полиамидните влакна (PA) са много еластични и могат да бъдат трайно деформирани от топлина. За използване в технически текстил, Polimid (PI) се използва, например, във филтърни среди, тъй като е синтетично влакно с висока температура. Полифенилен сулфидът (PPS) е устойчив на химикали и температури и се използва и във филтърни среди.

Полимеризационни влакна

Полимеризационните влакна включват полиакрилонитрил (PAN) с добрата си устойчивост на светлина и химикали. Това е важен основен материал за направата на въглеродни влакна. От друга страна, полипропиленът (PP) се счита за най-лекото текстилно влакно. Практически не абсорбира влагата, еластичен е и устойчив на износване. Използва се в геотекстил, подови настилки и в автомобилния сектор. Поливинилхлоридът (PVC) ви топли. В строителството се използва по-специално при подови настилки.

Полиадиционни влакна

Полиуретановото полиаддитивно влакно (EL) се обработва като еластомер поради високото си еластично удължение във връзка с други влакна в производството на облекло. В строителството полиуретанът е известен главно като разпенен топлоизолационен материал.

Планиране и приложение

Както е показано, има не само широка гама от влакна като основен материал, но и широка гама от структурни приложения. Не само поради тази причина е препоръчително планиращият да изясни със специалист инженер на ранен етап дали и по какъв начин е подходящо използването на технически текстилни влакна. Също така си струва да се консултирате с някой от институтите или съответните университети по темата, където специалистите инженери водят практически строителни приложения - често заедно с индустрията - до готовност за производство.

Важно е всички продукти, подадени на търг, да имат маркировка CE, да отговарят на европейските стандарти и да имат валидно одобрение в Германия за областта на приложение. Проектантите и производителите получават тези доказателства от съответния производител на продукта. Повечето производители помагат с общообвързващи технически специализирани документи, така че техническата документация също да е в LV за специални области на приложение.

Заключение

Продуктовата гама от технически текстил е широка. Този кратък откъс показва, че за всички специалисти, участващи в строителството - проектанти, специалисти инженери, преработватели - непрекъснатото обучение е от съществено значение, за да могат да бъдат в крак с бързото техническо развитие. Изложението Techtextil предлага преглед на приложението на текстилните решения за строителство на сгради. Тук архитектите и инженерите, както и експертите от научноизследователската и развойна дейност имат възможност да намерят решения на висящи конструктивни въпроси.