Wat als je in een glazen huis zou kunnen wonen, zoals het moderne Farnsworth House ontworpen door Mies van der Rohe of Het iconische huis van Philip Johnson in Connecticut? Die huizen uit het midden van de 20e eeuw waren futuristisch voor hun tijd, rond 1950. Tegenwoordig wordt futuristische architectuur gemaakt met een glasvervanger genaamd Ethyleen Tetrafluoroethylene of simpelweg ETFE.
ETFE is een antwoord geworden op duurzaam bouwen, een door mensen gemaakt materiaal dat de natuur respecteert en tegelijkertijd de menselijke behoeften dient. Je hoeft de polymeerwetenschap niet te kennen om een idee te krijgen van het potentieel van dit materiaal. Bekijk deze foto's maar eens.
Het Eden Project in Cornwall, Engeland, was een van de eerste constructies gebouwd met ETFE, een synthetische fluorkoolstoffilm. De Britse architect Sir Nicholas Grimshaw en zijn groep bij Grimshaw Architects bedachten de architectuur van zeepbellen om de missie van de organisatie het best uit te drukken, namelijk:
Grimshaw Architects ontwierp de "Biome-gebouwen" in lagen. Van buiten ziet de bezoeker grote zeshoekige frames met transparante ETFE. Binnenin omlijst een andere laag zeshoeken en driehoeken de ETFE. "Elk raam heeft drie lagen van dit ongelooflijke spul, opgeblazen tot een kussen van twee meter diep", beschrijft de website van Eden Project. "Hoewel onze ETFE-ramen erg licht zijn (minder dan 1% van het equivalente glasoppervlak), zijn ze sterk genoeg om het gewicht van een auto te dragen." Ze noemen hun ETFE 'huishoudfolie met houding'.
Met ETFE werd voor het eerst geëxperimenteerd als dakbedekkingsmateriaal - een veilige keuze. In de hier getoonde "Skyroom" op het dak is er weinig visueel verschil tussen het ETFE-dak en de buitenlucht, tenzij het regent.
Elke dag bedenken architecten en ontwerpers nieuwe manieren om ethyleentetrafluorethyleen te gebruiken. ETFE is gebruikt als enkellaags, transparant dakbedekkingsmateriaal. Misschien nog interessanter is dat ETFE in twee tot vijf lagen is gelaagd, zoals filodeeg, aan elkaar gelast om "kussens" te creëren.
De eerste keer dat het publiek naar ETFE-architectuur heeft gekeken, waren wellicht de Olympische Zomerspelen van 2008 in Peking, China. Internationaal hebben mensen het gekke gebouw dat voor de zwemmers wordt gebouwd van dichtbij bekeken. Wat bekend werd als de Waterkubus, was een gebouw gemaakt met ingelijste ETFE-panelen of kussens.
ETFE-gebouwen kunnen dat niet instorten zoals de Twin Towers op 9-11. Zonder beton om van vloer tot vloer te pannenkoeken, waait de metalen structuur sneller weg, gesteund door ETFE-zeilen. Wees gerust, deze gebouwen zijn stevig verankerd aan de aarde.
Terwijl de Water Cube werd gebouwd voor de Olympische Spelen van 2008 in Peking, konden informele waarnemers de ETFE-kussens zien zakken. Dat komt omdat ze in lagen zijn geïnstalleerd, meestal 2 tot 5, en onder druk staan met een of meer inflatie-eenheden.
Een goed voorbeeld van deze ontwerpflexibiliteit is de Media-TIC-gebouw (2010) in Barcelona, Spanje. Net als de Water Cube is Media-TIC ook ontworpen als een kubus, maar twee van de niet-zonnige zijden zijn van glas. Op de twee zonnige zuidelijke belichtingen kozen de ontwerpers een reeks verschillende soorten kussens die kunnen worden aangepast als de intensiteit van de zon verandert.
Het National Aquatics Centre in Beijing, China liet de wereld zien dat een lichtgewicht constructiemateriaal zoals ETFE is structureel haalbaar voor enorme interieurs die nodig zijn voor de duizenden Olympische toeschouwers.
De Water Cube was ook een van de eerste "hele bouw lichtshows" voor de Olympische atleten en de wereld om te zien. In het ontwerp is geanimeerde verlichting ingebouwd, met speciale oppervlaktebehandelingen en computergestuurde verlichting. Het materiaal kan van buitenaf op het oppervlak worden verlicht of van binnenuit worden verlicht.
Het Zwitserse architectuurteam van Jacques Herzog en Pierre de Meuron waren enkele van de eerste architecten die specifiek met ETFE-panelen ontwierpen. De Allianz Arena is ontworpen om een wedstrijd te winnen in 2001-2002. Het werd gebouwd van 2002-2005 om de thuisbasis te zijn van twee Europese voetbalteams (Amerikaans voetbal). Net als andere sportteams hebben de twee thuisteams in de Allianz Arena teamkleuren - verschillende kleuren - zodat het stadion kan worden verlicht in de kleuren van elk team.
Het ziet er misschien niet zo uit vanaf de grond, maar Allianz Arena is een openluchtstadion met drie niveaus van stoelen. De architecten beweren dat "elk van de drie niveaus zo dicht mogelijk bij het speelveld ligt". Met 69.901 zitplaatsen onder de cover van ETFE onderdak, de architecten modelleerden het sportstadion naar Shakespeare's Globe Theatre - "toeschouwers zitten vlak naast waar de actie plaatsvindt plaats."
De meeste fluorpolymeermaterialen zijn chemisch vergelijkbaar. Veel producten worden op de markt gebracht als "membraanmateriaal" of "geweven stof" of "film". Hun eigenschappen en functies kunnen enigszins verschillen. Birdair, een aannemer die gespecialiseerd is in trekarchitectuur, beschrijft PTFE of polytetrafluorethyleen als "een teflon®-gecoat geweven glasvezelmembraan. "Het is voor velen het favoriete materiaal geweest trekarchitectuur projecten, zoals de luchthaven van Denver, Colorado en de oude Hubert H. Humphrey Metrodome in Minneapolis, Minnesota.
Minnesota kan erg koud worden tijdens het American football-seizoen, dus hun sportstadia zijn vaak ingesloten. Al in 1983 verving de Metrodome het openlucht Metropolitan Stadium dat in de jaren vijftig was gebouwd. Het dak van de Metrodome was een voorbeeld van trekarchitectuur, waarbij een stof werd gebruikt beroemd ingestort in 2010. Het bedrijf dat het stoffen dak in 1983 had geïnstalleerd, Birdair, verving het door PTFE-glasvezel nadat de sneeuw en het ijs zijn zwakke plek hadden gevonden.
In 2014 was dat PTFE-dak werd naar beneden gehaald om plaats te maken voor een gloednieuw stadion. Tegen die tijd werd ETFE gebruikt voor sportstadions, vanwege zijn grotere kracht dan PTFE. In 2016 voltooiden HKS-architecten het U.S. Bank Stadium, ontworpen met de sterkere ETFE-dakbedekking.
Norman Foster + Partners kregen de opdracht om een gemeentelijk centrum te creëren voor Astana, de hoofdstad van Kazachstan. Wat ze creëerden, werd een Guinness-wereldrecord - 's werelds hoogste trekstructuur. Op een hoogte van 150 meter vormen het stalen frame en het kabelnet de vorm van een tent - traditionele architectuur voor het historisch nomadische land. Khan Shatyr vertaalt als de Tent van de Khan.
Het Khan Shatyr Entertainment Center is erg groot. De tent beslaat 1 miljoen vierkante voet (100.000 vierkante meter). Binnen, beschermd door drie lagen ETFE, kan het publiek winkelen, joggen, eten in verschillende restaurants, een film vangen en zelfs plezier maken in een waterpark. De enorme architectuur zou niet mogelijk zijn geweest zonder de kracht en lichtheid van ETFE.
In 2013 Het bedrijf van Foster voltooide de SSE Hydro, een locatie voor optredens in Glasgow, Schotland. Zoals veel van de hedendaagse ETFE-gebouwen ziet het er overdag heel normaal uit en is het 's nachts gevuld met lichteffecten. Het Khan Shatyr Entertainment Center is ook 's nachts verlicht, maar het ontwerp van Foster is het eerste in zijn soort voor ETFE-architectuur.