Структура ткани

Тканевая конструкция представляет собой конструкцию из ткани с каркасом или без него, изготовленным из переплетения самой ткани. Технология предоставляет конечным пользователям разнообразные эстетические конструкции зданий произвольной формы. Конструкции, изготовленные по индивидуальному заказу, проектируются и изготавливаются в соответствии с мировыми требованиями к структурным, огнестойким , атмосферостойким и природным силам.Тканевые конструкции считаются подкатегорией натяжных конструкций .

и установка тканевой конструкции Выбор материала, проектирование, проектирование, изготовление являются неотъемлемыми компонентами обеспечения надежной конструкции.

Основы структуры ткани

Мембранные материалы

Большинство тканевых структур состоят из самой ткани, а не из сеток или пленок . Обычно ткань покрывается и ламинируется синтетическими материалами для повышения прочности , долговечности и устойчивости к воздействию окружающей среды . Среди наиболее широко используемых материалов — полиэфиры , ламинированные или покрытые поливинилхлоридом (ПВХ), и тканое стекловолокно , покрытое политетрафторэтиленом (ПТФЭ). ^[1]

Хлопковое полотно

Традиционной тканью для тканевых конструкций является легкий хлопковый твил , легкий холст или плотный холст.

Полиэфиры

Прочность, долговечность, стоимость и эластичность делают полиэфирный материал наиболее широко используемым в тканевых конструкциях. Полиэфиры, ламинированные или покрытые пленкой ПВХ , обычно являются наименее дорогим вариантом для долгосрочного производства.Ламинат обычно состоит из виниловых пленок поверх тканых или трикотажных полиэфирных сеток (называемых холстами или подложками), в то время как полиэфиры с виниловым покрытием обычно имеют высокопрочную основу из высокопрочной ткани, покрытой связующим веществом, обеспечивающим дополнительную прочность. Ткань для предварительной фиксации изготавливается путем натяжения полиэфирной ткани как до, так и во время процесса нанесения покрытия. В результате получается переплетение с повышенной стабильностью размеров .

Винилламинированные полиэфиры

Ламинированная ткань обычно состоит из армирующей полиэфирной сетки, зажатой между двумя слоями пленки ПВХ без подложки. Однако в большинстве случаев использования тканевых структур это относится к двум или более слоям ткани или пленки, соединенным под действием тепла, давления и клея с образованием одного слоя.

С помощью полиэфирной сетки открытого переплетения или сетки наружные виниловые пленки приклеиваются друг к другу через отверстия в ткани. Однако более тяжелые тканевые полотна сплетены слишком плотно, чтобы обеспечить такое же соединение. В этом случае для приклеивания наружных пленок к основной ткани используется клей.

Хорошая химическая связь имеет решающее значение как для предотвращения расслоения, так и для повышения прочности шва. Шов образуется при сварке тканей с виниловым покрытием. Клей позволяет шву выдерживать усилия сдвига и нагрузки, предъявляемые к конструкции при любых температурах. Клей предотвращает проникновение влаги в волокна холста, что также предотвращает рост грибков или замерзание, которые могут повлиять на адгезию внешнего покрытия к холсту. Клеи изготовлены на водной основе и соответствуют требованиям EPA.

Холсты открытого переплетения обычно делают ткань более экономичной, хотя это также может зависеть от количества и типа характеристик, которые вам требуются от винила. практически любой цвет, устойчивость к ультрафиолетовому излучению и полиэстер с виниловым покрытием В винил можно включить и устойчивость к цвету. Однако чем больше добавленных функций, тем выше стоимость ткани.

Полиэстер с виниловым покрытием

Полиэстер с виниловым покрытием является наиболее часто используемым материалом для изготовления гибких тканевых конструкций. Он состоит из полиэфирной сетки, связующего или клеящего вещества и наружного ПВХ-покрытия. Холст поддерживает покрытие (которое первоначально наносится в жидкой форме) и обеспечивает прочность на разрыв , удлинение, прочность на разрыв и стабильность размеров полученной ткани. Полиэстер с виниловым покрытием изготавливается в виде больших панелей путем термосварки шва внахлест с помощью радиочастотной сварки или герметика горячего воздуха. Правильный шов сможет выдержать нагрузку, необходимую для конструкции. При проверке прочности на растяжение область шва должна быть прочнее, чем у исходной ткани с покрытием.

Прочность на разрыв основной ткани определяется размером ( денье ) и прочностью (прочностью) нитей, а также количеством нитей на погонный дюйм или метр. Чем больше пряжа и чем больше нитей на дюйм, тем выше прочность на разрыв готового изделия.

Адгезив действует как химическая связь между полиэфирными волокнами и внешним покрытием, а также предотвращает впитывание влаги волокнами, что может привести к повреждению ткани при замораживании-оттаивании.

Жидкое покрытие ПВХ (виниловый организол или пластизоль) содержит химические вещества для достижения желаемых свойств цвета, устойчивости к воде и плесени, а также огнестойкости. Также можно изготовить ткань с высоким уровнем пропускания света или сделать ее полностью непрозрачной. После нанесения покрытия на холст ткань пропускают через нагревательную камеру , в которой жидкое покрытие высушивается. Покрытия ПВХ доступны в различных цветах, хотя нестандартные цвета могут быть дорогими. Цвета могут производиться при минимальном заказе, который позволит лакировочной машине удалить следы любого предыдущего цвета.

Стекловолокно

Тканое стекловолокно, покрытое ПТФЭ ( тефлоном или силиконом ), также является широко используемым основным материалом. Стеклянные волокна вытягиваются в непрерывные нити, которые затем связываются в пряжу. Нити сплетены, образуя подложку. Стекловолокно обладает высоким пределом прочности на разрыв, ведет себя эластично и не подвержено значительной релаксации напряжений или ползучести. Покрытие из ПТФЭ химически инертно , выдерживает температуру от 100 °F до 450 °F+. Он также невосприимчив к радиации и его можно мыть водой. Стекловолокно из ПТФЭ дополнительно сертифицировано Energy Star и Cool Roof Rating Council. В ходе научных испытаний его солнечных свойств было обнаружено, что мембраны из стекловолокна из ПТФЭ отражают до 73 процентов солнечной энергии, удерживая при этом всего семь процентов на своей внешней поверхности. Определенные сорта стекловолокна из ПТФЭ могут поглощать 14 процентов солнечной энергии, пропуская при этом 13 процентов естественного дневного света и семь процентов повторно излучаемой энергии (солнечного тепла). ^[2]

Из-за своей энергоэффективности, высокой температуры плавления и отсутствия ползучести ткани на основе стекловолокна стали предпочтительным материалом для куполов стадионов и других постоянных сооружений, особенно в Соединенных Штатах. Однако при правильном построении конструкции из полиэстера могут быть столь же прочными.

Олефин / Полиолефин

Для тканевых конструкций доступен ряд полимеров, состоящих в основном из полиэтилена, полипропилена или их комбинаций.

ПВДФ тканый

Тканые ткани ПВДФ доступны для тканевых конструкций.

ЭПТФЭ тканый

Для тканевых конструкций доступны тканые ткани из эПТФЭ.

Ткань блэкаут

Материал блэкаут , также известный как блокаут, представляет собой непрозрачную ткань. Ткань Blackout состоит из ламината, непрозрачный слой которого расположен между двумя белыми наружными слоями. Нагрев и освещение конструкции можно контролировать, поскольку ткань не позволяет свету проникать через верх или стены. Непрозрачное качество также предотвращает появление пятен, грязи, ремонтных работ или слегка несовпадающих панелей на внешней стороне конструкции изнутри.

Покрытия

Большинство тканей, используемых для тканевых конструкций, имеют какое-либо верхнее покрытие, нанесенное на внешнюю поверхность или покрытие для облегчения чистки. Верхнее покрытие обеспечивает твердую поверхность снаружи материала, образуя барьер, который помогает предотвратить прилипание грязи к материалу и позволяет очищать ткань водой. По мере старения материала верхнее покрытие со временем разрушается, подвергая ткань воздействию грязи и затрудняя ее очистку. Чем толще верхнее покрытие, тем дольше оно прослужит. Однако слишком толстые покрытия становятся хрупкими и трескаются при складывании.

Существует несколько распространенных покрытий:

Ламинирование пленки ПВФ состоит из поливинилфторида (коммерчески известного как Тедлар). Он состоит из слоя пленки, ламинированной на ткань ПВХ в процессе производства. В результате получается более толстая ткань, которая лучше противостоит погодным условиям и химическим веществам, чем конкурирующие ткани. Его способность самоочищаться отталкивает такие загрязнения, как кислотные дожди, граффити и птичий помет. Благодаря этим характеристикам его часто можно найти в промышленно развитых районах , пустынных регионах и прибрежных зонах. Более толстое покрытие имеет медленную скорость эрозии, в результате чего ожидаемый срок службы составляет около 25 лет в зависимости от условий окружающей среды. Это верхнее покрытие является гибким, что создает прочное и прочное соединение с ПВХ. Ткани с покрытием PVF могут быть изготовлены в различных цветах, но при этом их производство должно производиться минимальным тиражом. Покрытие ПВФ также делает ткань несвариваемой. Швы не накладываются внахлест, а стыкуются дополнительным сварным швом, затем накладываются на изнаночную сторону ткани, не имеющую верхнего покрытия.
Акриловое верхнее покрытие является наиболее экономичным и широко доступным верхним покрытием. Нанесение распылением обеспечивает глянцевую поверхность и устойчивость к УФ-излучению . Поскольку покрытие тонкое, материал легко изготовить и его можно восстановить с помощью высокочастотной сварки или сварки горячим воздухом. В зависимости от условий окружающей среды акриловое покрытие продлит срок службы ткани от 10 лет и более. Акриловые верхние покрытия идеально подходят для тканевых конструкций, их можно найти на изделиях, используемых в качестве выставочных павильонов, временных концертных залов и переносных складов.
Верхнее покрытие ПВДФ состоит из смеси фтора, углерода и водорода. Комбинация фтора и углерода обеспечивает превосходную стойкость к УФ-разложению и химическому повреждению, чем у акрилового верхнего покрытия. Ткани с покрытием PVDF также сохраняют цвет дольше, чем ткани с акриловым покрытием. Ткани ПВДФ устойчивы к водорослям и грибкам, а также обладают свойствами самоочистки, что упрощает уход за ними. Эти ткани с покрытием эластичны, устойчивы к растрескиванию, с ними легко обращаться и обычно они имеют срок службы от 15 до 20 лет в зависимости от условий окружающей среды. ПВДФ химически прививается к используемому ПВХ и полимерам, что сокращает выбор цвета. Поскольку белый является единственным стандартным цветом, выбор других цветов ограничен и должен быть специально изготовлен. Из-за химических свойств покрытия перед сваркой его необходимо сошлифовать , чтобы обнажить ПВХ. Это также увеличивает стоимость изготовления. Ремонт на месте также затруднен, так как перед ремонтом мембрану необходимо отшлифовать вручную.
Верхнее покрытие ПВДФ/ПВХ по сути представляет собой разбавление верхнего покрытия ПВДФ, что делает производство готовой ткани менее дорогостоящим. Готовую ткань можно сваривать без необходимости шлифовки материала, что снижает затраты. Однако из-за разбавления ПВДФ срок службы и способность противостоять факторам окружающей среды снижаются. В результате общая продолжительность жизни составляет от 10 до 15 лет. Эти материалы также доступны в различных цветах, но их производство ограничено.
Tio2 (диоксид титана) Верхнее покрытие «Titan W»: TITAN W — это отделочное покрытие, рецептура которого была разработана компанией Naizil SpA в сотрудничестве с факультетом химической инженерии Университета Падуи.

Свойства ткани

При обсуждении свойств ткани для использования в конструкции обычно используются несколько терминов:

Предел прочности является основным показателем относительной прочности. Это имеет основополагающее значение для архитектурных тканей, которые функционируют преимущественно на растяжение.
Прочность на разрыв важна тем, что если ткань рвется на месте, обычно это происходит в результате разрыва. Это может произойти, когда локальная концентрация напряжения или локальное повреждение приводят к выходу из строя одной нити, что тем самым увеличивает нагрузку на остальные нити.
Прочность адгезии — это мера прочности связи между основным материалом и покрытием или пленочным ламинатом, который его защищает. Он полезен для оценки прочности сварных соединений соединения полос ткани в изготовленную сборку.
Огнестойкость не имеет того же значения, что и огнестойкость . Ткань с огнезащитным покрытием выдерживает даже очень горячий источник. Однако он все равно может загореться, если присутствует большой источник воспламенения.
Растяжимая ткань свободной формы позволяет использовать свободную форму в строительстве зданий, поскольку это гибкий материал.

^[3]

Структурные свойства

При выборе ткани необходимо учитывать ее определенные свойства. К ним относятся напряжение и деформация (единичная нагрузка и удлинение), ожидаемый срок службы, механизмы соединения материалов (сварка, склеивание и т. д.), а также поведение ткани в огне или вокруг него.

Данные о напряжении и деформации следует получать как в одноосной, так и в двухосной формах. Эта информация характеризует ткань с точки зрения жесткости, эластичности и пластичности. Это важная информация при определении реакции материала под нагрузкой в условиях несущей нагрузки. Прочность на сдвиг , деформация сдвига и коэффициенты Пуассона , хотя их и трудно получить, имеют основополагающее значение при анализе ткани как конструкционного материала.

Экономия затрат на тканевые конструкции

В определенных сценариях тканевые конструкции могут иметь множество преимуществ перед традиционными зданиями. В некоторых случаях освещение не требуется, поскольку используемая ткань обычно полупрозрачна, что делает ее энергоэффективным решением. Мобильность: вы можете перемещать их как на колесах, так и полностью. Экономия: они стоят примерно вдвое дешевле, чем традиционная конструкция.

Свойства ткани. При обсуждении свойств ткани для использования в конструкции обычно используются несколько терминов:

Предел прочности является основным показателем относительной прочности. Это имеет основополагающее значение для архитектурных тканей, которые функционируют преимущественно на растяжение.Прочность на разрыв важна тем, что если ткань рвется на месте, обычно это происходит в результате разрыва. Это может произойти, когда локальная концентрация напряжения или локальное повреждение приводят к выходу из строя одной нити, что тем самым увеличивает нагрузку на остальные нити.

Прочность адгезии — это мера прочности связи между основным материалом и покрытием или пленочным ламинатом, который его защищает. Он полезен для оценки прочности сварных соединений соединения полос ткани в изготовленную сборку.Огнестойкость не имеет того же значения, что и огнестойкость. Ткань с огнезащитным покрытием выдерживает даже очень горячий источник. Однако он все равно может загореться, если присутствует большой источник воспламенения.

Конечно, при определении пригодности материала для конструкции необходимо учитывать и другие свойства. Чтобы полностью понять ценность и полезность ткани, учтите следующее:

Коэффициенты затенения
Общие данные о солнечных, оптических и тепловых характеристиках
Акустические данные
Стабильность размеров
Цветостойкость
Очищаемость
Прочность и стабильность шва
Общие эксплуатационные качества, включая стойкость к истиранию, возможность складывания и т. д.

Галерея

Тканевая крыша в Талсе, Оклахома:

См. также

Натяжная ткань строительная

Ссылки

^ «Международная ассоциация промышленных тканей – Ассоциация легких конструкций» . Архивировано из оригинала 19 апреля 2009 г. Проверено 4 июня 2009 г.
^ «Мембрана из стекловолокна ПТФЭ» . www.taiyo-europe.com . Архивировано из оригинала 2 ноября 2016 г. Проверено 20 января 2016 г.
^ https://lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/300/468/RUG01-002300468_2016_0001_AC.pdf . ^{[ пустой URL PDF ]}

[1] «Международная ассоциация промышленных тканей – Ассоциация легких конструкций» . Архивировано из оригинала 19 апреля 2009 г. Проверено 4 июня 2009 г.

[2] «Мембрана из стекловолокна ПТФЭ» . www.taiyo-europe.com . Архивировано из оригинала 2 ноября 2016 г. Проверено 20 января 2016 г.

[3] ttps://lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/300/468/RUG01-002300468_2016_0001_AC.pdf . ^{[ пустой URL PDF ]}

[1]

[2]

[3]