ETFE - Vật liệu của kiến trúc hiện đại

Chỉ đến khi ETFE (Ethylene Tetraflourothylene) loại vật liệu dẻo có độ bền và khả năng thích ứng cao được sử dụng trong xây dựng thì một cuộc cách mạng thực sự đã diễn ra. Hãy hình dung hồ bơi làm bằng bong bóng, mái che sân vận động được kết nối bằng những xà thép trông như tổ chim hay mái lều khổng lồ trải rộng trên diện tích gần trăm ngàn mét vuông. Cách đây vài thập niên, những công trình như thế này chỉ tồn tại trong trí tưởng tượng. Đến nay chúng đã được xây dựng để phục vụ cho Thế vận hội Olympic Bắc Kinh gồm sân vận động quốc gia mới, trung tâm thể thao dưới nước và trung tâm giải trí Khan Shatyry ở Kazakhstan.

Tương lại của ETFE trong kiến trúc hiện đại chắc chắn sẽ ít ai có thể phủ nhận, nhất là trong các công trình công cộng hiện đại trên thế giới. Tuy nhiên, loại vật liệu này đã có từ thập niên 70, khi Tập đoàn DuPont của Mỹ phát minh một dạng polymer từ fluorocarbon và đặt tên là Ethylene Tetraflourothylene (viết tắt là ETFE), dùng làm chất liệu cách nhiệt trong ngành hàng không.
 

Vật liệu ETFE được ứng dụng rộng rãi làm mái nhà máy sản xuất cho các ngành công nghiệp.

Một điều lạ là chính Tập đoàn DuPont lại không quan tâm đến việc giới thiệu nó với kiên trúc sư cho đến khi Stefan Lehnert, một sinh viên người Đức chuyên ngành Cơ khí kiêm Quản trị kinh doanh phát hiện những đặc tính của ETFE như trong suốt, tự làm sạch và dễ dàng thay đổi kết cấu có thể ứng dụng cho ngành xây dựng. Năm 1982,Lehnert sáng lập Vector Foiltec – Công ty Thiết kế và Xây dựng chuyên dùng ETFE ở thành phố Bremen (Đức) và bắt đầu quảng bá vật liệu này đến các công ty kiến trúc.

Công trình đầu tiên sử dụng ETFE của Vector Foiltec là một mái rạp ở trong sở thú Arnheim (Hà Lan). Kể từ đó, ETFE trở nên phổ biến, đặc biệt ở châu Âu. Trong thập niên 90, vật liệu dẻo này được sử dụng xây dựng công sở, trường học, bệnh viện, hội trường, triển lãm và thảo cầm viên khắp nước Anh và Đức. Năm 2000, dự án Eden – Khu phức hợp sinh thái rộng 30.000m2 ở Anh gồm nhiều nhà kính trồng cây được cấu tạo bằng vật liệu ETFE – hoàn thành và được ca ngợi là tuyệt tác kiến trúc.

Vật liệu nhựa này hấp dẫn giới xây dựng nhờ đặc tính có thể cán mòng và cuộn tròn với độ bền cao. ETFE có trọng lượng rất nhẹ (khoảng 1/100 trọng lượng của kính) và có thể co giãn gấp 3 lần chiều dài mà không bị mất đi độ đàn hồi. Điểm độc đáo là khi bị rách nó có thể được vá lại bằng cách đắp lên một miếng ETFE khác. Trong trường hợp tiếp xúc với lửa, ETFE mềm ra, co lại để khói thoát ra bên ngoài. Bề mặt của ETFE không dính, không lỗ li ti và rất trơn, nên bụi bẩn, tuyết và nước mưa không thể bám được. Với tính năng đa dụng, ETFE trở thành vật liệu lý tưởng thay thế kính hay sợi thủy tinh.

Qua thời gian, các nhà khoa học về vật liệu xây dựng đã làm phong phú thêm các ứng dụng của ETFE. Chúng trở thành một miếng phim mỏng bằng nhựa, nhẹ và trong suốt, đượcxem như một loại vật liệu xây dựng tiết kiệm năng lượng và thân thiện môi trường nhất. Khi hai hay nhiều lớp ETFE được gắn chung với nhau, khoảng cách giữa chúng được bơm hơi vào, chúng tạo thành những miếng đệm không khí có thể bao bọc bên ngoài tường hay nóc nhà…

Ước tính nếu dùng ETFE, chi phí xây dựng có thể giảm 10% đối với căn hộ bình thường và 60% đối với công trình lớn phức tạp. Ngoài ra chất liệu này còn có ưu điểm thân thiện với môi trường bởi nó có thể được tái chế.

Hiện nay, tại Việt Nam, loại vật liệu này đã được ứng dụng để xây dựng một số công trình. Công ty Xuân Sơn tại Thành phố Hồ Chí Minh chuyên sản xuất nhà mái vòm bằng vật liệu ETFE. Kết cấu nhà mái vòm là sự sắp xếp các đa giác thành một hình cầu hoặc bán cầu. Đa giác là hình học ổn định, các lực liên kết được phân bố đồng đều và chặt chẽ. Điều này làm cho nhà mái vòm có khả năng chống chịu đặc biệt với tác động lớn của môi trường như động đất và thậm chí cả lốc xoáy. Ngoài ra nhà mái vòm không cần có cột hoặc tường chịu lực bên trong cộng với tính thẩm mỹ của trần nhà nên được ứng dụng rộng rãi làm mái nhà máy sản xuất cho các ngành công nghiệp, nhà thờ, phòng triển lãm, lều cắm trại, nhà kính trồng hoa, trồng rau… Vật liệu che phủ được Công ty Xuân Sơn sử dụng cho nhà mái vòm và nhà kính là ETFE FILM được sản xuất theo công nghệ cao, an toàn cho môi trường, có xuất xứ từ Nhật Bản.

VLXD.org (TH/ TC VLXD)