www.tent-pro.ru
каркасно-тентовые конструкции
Бесплатная горячая линия

Мембранные натяжные конструкции


1. Немного теории

Преднатяжением называются силы натяжения, прикладываемые к ткани во время возведения конструкции. Параметры преднатяжения определяются на основе компьютерного анализа нагрузок с тем, чтобы обеспечить натяжение всех участков мембраны при любой возможной конфигурации нагрузок.
В случае мембранных конструкций сопротивление нагрузкам достигается за счет двойной кривизны поверхностей.
Представьте себе плоский отрезок ткани. В этом случае снеговая нагрузка может быть удержана за счет натяжения горизонтальных волокон - как если бы на подвесном мосту использовались горизонтальные несущие тросы и при этом считалось, что конструкция выдержит вес пролета.
На рис. 1 представлен классический гиперболический параболоид нагрузка в каждой точке поверхности передается на угловые точки. Две верхних точки получают нагрузки сверху вниз, а две нижних точки - снизу вверх (парусность).
Чем меньше перепад высоты между верхними и нижними точками, тем больше результирующая нагрузка в углах.

Другие формы
Надувные (воздухоопорные) конструкция представляют собой синкластические формы (с одинаковой кривизной во всех направлениях. Давление воздуха подпирает ткань также формируя поверхности с кривизной в двух направлениях.
У антикластических форм, как, например, у уже упомянутого гиперболического параболоида, нормали к кривым направлены противоположно друг другу.
Другая часто встречающая антикластическая форма - конус (рис. 2) и свод (рис. 3).
Практически все натяжные конструкции являются вариантами вышеперечисленных форм.

Преднатяжение

Любая реальная нагрузка вызовет перераспределение натяжений мембраны. Если в результате какой-либо участок будет сжат (т. е. будет потеряно натяжение), появится складка.
Аналогично, если преднатяжение недостаточно, снеговая нагрузка может при таянии вызвать образование луж.

2. Материалы



Структура
Структурная ткань с покрытием состоит из стабилизированной тканой основы с двусторонним защитным покрытием. Основная ткань состоит из основы (волокна, идущие вдоль рулона) и утока (волокна, идущие поперек рулона).
Сетчатая ткань представляет собой ткань с покрытием, имеющую пространством между пучками нитей. В случае некоторые тканей такого типа, предназначенных для использования внутри здания, нити также имеют покрытие (наносится до ткацкого процесса).

Сопротивляемость нагрузкам
Типичная структурная ткань имеет сопротивление разрыву в 10 тонн по основе и по утку. Для выбора ткани максимальные расчетные нагрузки умножаются на 6, хотя этот коэффициент и может быть уменьшен, если очень хорошо контролируются условия эксплуатации.
Например, если предельная сопротивляемость разрыву составляет 10 тонн/пог. м., максимальная разрешенная нагрузка может составлять не более 1.7 тонн/метр, а типичная нагрузка преднатяжения может составлять 150-350 кг/м.

Растяжение
Любые ткани будут растягиваться под нагрузкой, кроме того, характеристики некоторых тканей меняются со временем. Структурная ткань не должна вытягиваться под влиянием нагрузки после полного преднатяжения.
Каждый рулон ткани должен испытываться на биаксиальном стенде для измерения растяжения в обоих направлениях с нагрузками, полученными в результате компьютерного моделирования. Полученные параметры будут потом использоваться как компенсационные факторы, учитываемые в программе расчета выкроек. Ткань затем вырезается с уменьшенными размерами, чтобы при монтаже она растягивалась до нужных размеров.

Внешние ткани

Ткани с покрытием
Для внешнего использования имеется два основных типа тканей - полиэстр с ПВХ (ПолиВинилХлорид) покрытием и стеклоткань с PTFE (фторопласт/тефлон) покрытием.
ПВХ покрытие содержит добавки, включающие УФ-стабилизаторы, замедлители распространения огня, красители и фунгициды.
Также имеются защитные PVDF (фторополимерные) лаки, облегчающие чистку мембраны. Использование несварного PVDF лака требует очистки от лака участков ткани перед сваркой, но дает срок эксплуатации порядка 15-20 лет, в отличие от сварного PVDF лака.
Несмотря на то, что конструктивный срок эксплуатации тканей типа ПВХ/полиэстр превышает 20 лет, приводимый в характеристиках срок основывается на внешнем виде. Пластификаторы, входящие в состав ПВХ покрытия, будут со временем перемещаться к поверхности, затрудняя процедуру очистки поверхности.
Французский поставщик ткани Серж Феррари накладывает покрытие на натянутую в обоих направлениях ткань (метод преднапряжения). В результате характеристики по растяжению в обоих направлениях превышают таковые в случае ткани с обычным покрытием.
 

Компоненты ткани типа фторопласт/стекловолокно инертны, и, таким образом, являются естественным выбором для постоянных конструкций со сроком эксплуатации более 15 лет.
Новая ткань такого типа имеет темно-желтый цвет, который полностью высветлится до белого под сильным солнечным цветом за несколько недель. За это же время исчезнут и изменения цвета при сварке.
Сетчатые ткани также существуют двух видов (ПВХ/полиэстер и фторопласт/стекловолокно). Такие ткани обычно используются для затенения, но существует 100% водонепроницаемая версия ткани типа фторопласт/стекловолокно с двусторонним прозрачным ламинированием.
Другие типы внешних тканей - это: полиэстер с покрытие Tedlar и стеклоткань с силиконовым покрытием; эти ткани не могут сравниться с вышеописанными по надежности.
Материалы типа ETFE не являются ткаными материалами с покрытием, и, соответственно, не описаны в настоящем документе.

Ткани без покрытия
Натуральные брезентовые ткани используются там, где важна фактура, но они гораздо менее стабильны чем синтетика и их существенно труднее чистить. Имеется компромиссное решение: брезенты из модифицированного акрила с огнезащитными добавками имеют похожую фактуру и гораздо более стабильны по размером. Ни одну из этих тканей нельзя использовать в случае больших пролетов.

Сравнение тканей для внешнего использования

Категория

Оценка

Полиэстер с ПВХ-покрытием

Оценка

Стеклоткань со фторопластовым покрытием

Срок службы

**

10-15 лет для сварных PVDF лаков и 15-20 лет для несварных PVDF-лаков

***

25-30 лет

Стоимость

***

Очень экономична

*

В 4-5 раз выше чем ПВХ (примерно половина стоимости готовой ПВХ-конструкции, включая стальные элементы).

Сопротивление разрыву

***

Имеются варианты с самыми разными значениями

***

То же, что и для ПВХ

Легкость очистки

**

Несварная легче чем сварная

***

Отлично сбрасывает грязь

Обращение

***

Без особых требований

*

Чувствительна, требуется особая осторожность для предотвращения необратимой порчи

Производство

***

Быстрая сварка с использованием ВЧ сварных машин

**

Более медленная сварка с применением ножевых сварных машин

Прозрачность

**

7-18% в зависимости от веса ткани. Существуют полностью непрозрачные ткани

**

То же, что и для ПВХ

Отражающая способность

**

Примерно 75%

**

То же, что и для ПВХ

Огнезадерж. способность

**

Стандарт BS5867. Не поддерживает горение и не производит горящих капель

***

BS 476 Раздел 7 Класс 1 и Раздел 6 класс 0

УФ-устойчивость

**

УФ-стабилизаторы замедляют разрушение

***

УФ-устойчива

Звукозащита

*

Практически прозрачна для низкочастотного звука. Эффективна как сетка с точки зрения гашения реверберации

*

То же, что и для ПВХ

Теплопроводность

*

Значение для одинарного слоя 4.6 Вт/м2К, для двойного слоя с воздушным промежутком 200мм - 2.6 Вт/м2К

*

То же, что и для ПВХ

Цвета

***

Широчайший спектр для тканей 500г/м2 и больше с площадями более 1800-3600 м2.

*

Обычно белая, набор цветов ограничен. Имеется металлизированная ткань

Сетчатые версии

***

Широкий спектр

***

Имеется также сетчатая версия с двусторонним FEP ламинированием (прозрачность 50%)

Возведение

***

Натягивается в одно действие

*

Более медленное натягивание, может потребоваться повторное натяжение

Внешний вид сразу после сборки

***

Обычный

*

Ткань темно-желтого цвета, высветляется до белого цвета за 3 недели с внешней стороны (при сильном солнечном свете) и за более длительное время с внутренней стороны.

Ремонт

**

Могут устанавливаться заплатки

**

То же, что и для ПВХ

Повторная сборка

***

Идеальна для временных/сезонных конструкций

*

С очень большой осторожностью

Экология

*

ПВХ - дешевое сырье в нефтяной промышленности. При правильно организованном производстве вредные сопутствующие продукты (например, диоксины) не выделяются. Возможно вторичное использование посредством процесса VINYLOOP, который превращает ткань обратно в полиэстеровое волокно и виниловые таблетки.

*

Испарения при 300 С могут вызвать симптомы незначительной интоксикации. Испарения при 400C, полученные в лабораторных условиях токсичны. Утилизация - сжигание в форме гранул или захоронение.

Внутренние ткани
Для внутренних объемов имеется три основных типа тканей.
Хлопчатобумажные наиболее экономичны и существуют в очень широком диапазоне цветов. В силу их легкой загрязняемости и сжатию с течением времени их следует использовать во временных конструкциях или там, где требуется натуральная фактура.
Стекловолокнистая сеть с ПВХ покрытием очень долговечна и может использоваться как театральный газ или защита от солнца.
Стеклоткань с полиуретановым покрытием долговечна, но выглядит как х/б.
Стеклоткань с силиконовым покрытием часто используется там, где требуется высокий индекс противопожарной безопасности; у нее также низкая пожарная токсичность, но она притягивает загрязнения.
Все эти ткани соответствуют BS 476 Раздел 7 Класс 1 и Раздел 6 класс 0, что является обычным требованием на внутренние отделочные материалы. В некоторых случаях могут использоваться другие ткани с более низки противопожарным индексом (ПВХ/полиэстер CS trevirs, х/б с лайкрой и шелк).
Сети из чистого стекловолокна могут использоваться в выставочных павильонах, где очень строгие стандарты пожарной безопасности. Некоторые типы потолков требуют использования открытых сетей, для того чтобы осуществлять спринклерное пожаротушение.
К сожалению, некоторые очень интересные ткани (нервущийся нейлон, майлар) не имеют нужных противопожарных индексов.
Сравнение внутренних тканей

Категория

Оценка

Сеть из стекловолокна с ПВХ покрытием

Оценка

Хлопок

Оценка

Стеклоткань с полиуретановым покрытием

Срок службы

***

10-15 лет

*

5-10 лет

**

10 лет

Стоимость

**

3-x Хлопок

***

Очень экономичен

**

3-x Хлопок

Сопротивление разрыву

***

3 веса/силы

***

Имеются варианты с самыми разными значениями

**

Один вес

Легкость очистки

**

Достаточно сухой чистки

*

Лучше использовать вакуумную чистку. Сжимается при стирке. Могут образовываться пятна

***

Достаточно сухой чистки

Обращение

***

Простое

**

Требуется бережность

***

Простое

Производство

**

Сварные швы

**

Сшивка

**

Сшивка

Прозрачность

**

10-40%

**

10-30%

**

10-40%

Отражающая способность

**

Максимально 65%

**

Максимально 65%

**

Максимально 65%

Огнезадерж. способность

***

BS 476 Раздел 7 Класс 1 и Раздел 6 класс 0

***

BS 476 Раздел 7 Класс 1 и Раздел 6 класс 0

***

BS 476 Раздел 7 Класс 1 и Раздел 6 класс 0

УФ-устойчивость

***

УФ-стабилизаторы замедляют разрушение

**

Некоторые краски могут поблекнуть, а ткань ослабнуть

*

УФ-излучение может обесцветить полиуретановые покрытия

Звукозащита

*

Практически прозрачна для низкочастотного звука. Эффективна как сетка с точки зрения гашения реверберации

*

Аналогично

*

Аналогично

Цвета

**

Ограниченный спектр

***

Широкий спектр

*

Обычно белая

Графика

**

Струйная печать и шелкография

***

Струйная печать, винил и шелкография

***

Струйная печать, винил и шелкография

Ремонт

**

Могут устанавливаться заплатки

**

Аналогично

**

Аналогично

Экология

*

То же, что и для ПВХ в случае внешних тканей

***

Распадается в природных условиях, может использоваться как вторсырье

**

Идеальна как альтернатива ПВХ

3. Рабочие характеристики


Ветер
Часто встречающийся вопрос "Могут ли натяжные конструкции использоваться в местах с сильным ветром?". Ответ: "Да", при условии правильного инженерного расчета. При компьютерном анализе различных нагрузок обычно оказывается, что нагрузка за счет ветра сравнима со снеговой нагрузкой. Результат умножается на фактор безопасности (от 4 до 6), исходя из чего и выбирается вес ткани. Крепежные элементы и конфигурация конструкций должны учитывать максимальные амплитуды движения мембраны. Элементы на границах мембран должны компенсировать колебания на оконечных участках пролетов.
Наш конический тент на о. Маврикий (см. фото на веб-узле) имеет диаметр 32 м.; оно было разработано и подвергалось ветровой нагрузке в 150 миль/ч. В таких экстремальных условиях рекомендуется ежегодное обследование/повторное натяжение.
Разработка конструкций для больших снеговых нагрузок требует большей осторожности в силу риска таяния и образования луж. Здесь требуется использовать более крутые уклоны и более короткие пролеты.

Солнце
Ткани ПВХ включают УФ-стабилизаторы, которые защищают окраску и основу ткани, замедляя процесс старения, но, тем не менее, в зонах интенсивного УФ-облучения срок службы будет ограничен. После 20 лет ПВХ потеряет гибкость и станет ломким.
В зонах с высокой влажностью регулярная чистка уменьшит риск роста плесени на поверхности тканей, создающей несмываемые пятна.
Для получения срока службы дольше 10 лет в зонах с высоким УФ-облучением, загрязнением воздуха или высокой влажность рекомендуется использовать ткани типа фторопласт/стеклоткань.

Огонь
Сопротивление мембран огню зависит от тканой основы и типа сварного шва. Мембраны всех типов потеряют натяжение при высоких температурах. Скорость данного процесса зависит от температуры и от степени преднатяжения мембраны.
ПВХ/полиэстр начнет вытягиваться при 70-80 градусах, а швы начнут расслаиваться при 100 градусах. При 250 градусах ПВХ мембрана начнет плавиться в направлении от источника огня, создавая вентиляционные отверстия для охлаждения и дымоудаления.
ПВХ обладает огнезадерживающими добавками, в результате чего эта ткань самогасится в отсутствие внешнего источника огня и поэтому не производит горящих капель.
Что касается фторопластовых тканей, стекловолокнистая основа выдерживает температуры до 1000 градусов и отверстия возникают только на месте швов, которые расходятся примерно при 270 градусах. Общий эффект в случае пожара может быть весьма позитивным, так как большая часть конструкций формирует резервуар дыма, в результате чего у людей будет достаточно времени для эвакуации, а при подъеме температуры возникнет самовентиляция через разорвавшийся шов.
Основные несущие конструкции должны дополнительно поддерживаться, чтобы в случае частичного разрушения крыши не произошел обвал всей конструкции.
В конструкции должен учитываться дым, создаваемый мембраной используемого типа. Внутреннее использование фторопластовых тканей может потребовать использования спринклерных систем или принудительного дымоудаления для уменьшения выделения токсичных газов при температурах выше 400 градусов.

Термоизоляция
Одинарный слой ПВХ/полиэстера или фторопласта/стекловолокна с типичной плотностью порядка 1200г/м2 даст значение порядка 4.5 Вт/м2К. Как и в случае стекла, двойной слой с 200м. воздушным промежутком даст значение в 2.6 Вт/м2К.
Теплоизоляционный мат, размещенный в воздушном промежутке позволит получить любое значение теплопроводности в соответствии со строительными требованиями, но при этом потеряется прозрачность.

Конденсация
В условиях холода внутри отапливаемого помещения на крыше может скапливаться влага. Учет этого эффекта при расчете уклона крыш и разработке крепежа крышных элементов позволит избавиться от любых проблем.
Вентиляция может частично решить проблему, но если нужен полный контроль над конденсатом может потребоваться использование двойного слоя ткани и, возможно, теплоизоляционного мата.
Для получения лучшего контроля внутреннего климата рекомендуется предусмотреть управление потоком воздуха через воздушный проем. Зимой этот проем должен закрываться, а летом, открытый проем облегчит охлаждение воздуха. Особая конструкция крыш (в частности, коническая) позволяет использовать эффект пассивной вентиляции, а добавление вентиляторов и заслонок позволит этот эффект усилить.

Акустика
В силу своей невысокой массы одинарная мембрана практически прозрачная для низкочастотного звука. Двойной слой с акустическим матом между слоями позволит получить любые требуемые уровни звукопоглощения.
Время реверберации может быть успешно сокращено с применением натяжных поверхностей и размещением позади них акустических матов (с закреплением на стене или подвешиванием на тросах).

Вандализм
В отличие от стекла или других твердых панелей ткань хорошо сопротивляется ударам тупых предметов. С другой стороны, она уязвима с точки зрения воздействия острыми предметами.
Короткие разрезы могут быть отремонтированы наклеиваемыми заплатками. Более крупные разрывы могут потребовать более сложного ремонта с использованием портативных сварных машин (на горячем воздухе). Если требуется "невидимый" ремонт, мембрану потребуется снять и заменить или отремонтировать в заводских условиях.
Растворители, используемых в красках для граффити, могут разрушить лаки ПВХ. Фторопластовые ткани хорошо сопротивляются воздействию краски, так как она не внедряется в ткань.
Решение проблемы заключается в разработке соответствующей конструкции: ткань должна располагаться вне пределов досягаемости, а структура несущих элементов не должна позволять людям на них забираться.
На наиболее чувствительных участках можно предусмотреть модульную конструкцию с выдвижными элементами, что позволит минимизировать затраты на замену элементов. Для некоторых конструкций, например автобусных остановок в частопосещаемых местах, мембраны использоваться просто не должны.
Преимущество по сравнению со стеклянными укрытиями заключается в том, что объекты в основном отскакивают от ткани и проблема с осколками стекла решается сама собой.

Чистка
Для небольших конструкций она выполняется щетками на длинных шестах и мыльной водой. При необходимости могут использоваться леса или стремянки. В случае больших конструкций требуется привлечение альпинистов, с подвешиванием тросов в наиболее высоких якорных точках или использование крепежных систем типа Latchway. Инструментами являются щетки и рюкзаки, заполненные водой или устройства мойки под давлением.
У каждой конструкции должна быть свое сервисное руководство, в котором описываются точки закрепления тросов и процедуры чистки. В идеальном случае укрытия должны чиститься ежегодно, но если чистка затруднена, рекомендуется использовать ткани типа фторопласт/стеклоткань. Поверхность этой ткани сопротивляется загрязнениям и может очищаться естественным образом (за счет дождя).
К чистому ПВХ легко приклеивается грязь, поэтому он обрабатывается лаками. Осторожная чистка позволяет продлить жизнь и сохранить хороший внешний вид мембраны.

Гарантии
Производитель ткани может предоставлять гарантию от 5 до 10 лет, распространяющуюся на структурную крепкость и целостность ткани. У субподрядчика могут потребовать сопутствующую гарантию на конструкцию.
Architen вводит расширенную гарантию на всю конструкцию вместе с контрактом на чистку и обслуживание.
Мы рекомендуем выполнять на некоторых конструкциях ежегодные инспекции для обеспечения целостности всех критических элементов.

4. Подробности



Разрешение нагрузок
Тенты могут быть двух типов: тенты первого типа передают нагрузки по натяжению на вспомогательные или рядом стоящие конструкции; тенты второго типа обеспечивают все нагрузки своей собственной несущей конструкцией.
Тенты первого типа могут генерировать большие боковые нагрузки, что может потребовать дополнительного усиления имеющихся конструкций.
Скорее всего, типичный "легкий" тент с мачтами и тросовыми креплениями к земле, потребует большого бетонного фундамента или анкерных болтов для сопротивления нагрузкам при натяжении. В рамках предварительной проработки конструкции выполняется анализ нагрузок на основе моделирования форм, в результате которого будут найдены основные направления и значения нагрузок.

Границы
Типы границ мембран бывают двух категорий:

Изогнутый/фестонный край
Изогнутый/фестонный край - обычно закрепляется кабелем, пропущенным через карман на краю мембраны. В больших тентах параллельно края пропускаются "паутинные" ремни, которые принимают нагрузку на сдвиг. В случае фторопластовых тентов может использоваться видимый трос, который соединяется с зажимом на краю мембраны посредством стальных цепей.

Прямой край
Край мембраны (т. н. kedar) формируется путем заключения гибкого стержня из ПВХ в небольшой карман. Этот край затем может захватываться зажимной пластиной, закрепленной болтами непосредственно на несущей конструкции, или задвигаемой в алюминиевый профиль luff track.
Тенты могут натягиваться путем гидравлического подъема мачты с закреплением основы в песочном балласте; или же мачта может вытягиваться за счет телескопической секции.
Углы могут натягиваться с использованием распорных винтов, U - образных болтов или путем сокращения периметра, создаваемого тросовыми крепежами мачт.
Отдельные фестоны могут натягиваться за счет укорачивания краевого кабеля там, где обжатые штифты соединяются с пластиной мембраны.
Часто панели вытягиваются в параллельные luffttracks и натягиваются путем выемки угловой пластины, которая въезжает в luffttrack.

5. Стоимость


Грубое правило состоит в следующем: тканевые конструкции почти всегда дешевле, чем планарные и более дорогие чем поликарбонатные.
Лучший вариант применения ткани - конструкции с большими пролетами, как, например Millenium Dome, в котором отношение ткань/сталь позволяет серьезно сэкономить по сравнению с более традиционными конструкциями.
Конструкции порядка 100 м2, могут потребовать серьезных проектных работ, хотя почти всегда имеются уже готовые решения, позволяющие уложиться в ограниченный бюджет

Расчёт стоимости вашего сооружения
 
Расчёт стоимости в течении 24 часов
Профессиональные консультации, предварительный
расчёт, детальное предложение
Ответы на все интересующие вас вопросы
Ваше имя
Контактный телефон
Спасибо за доверие и сотрудничество
ПАО «Корпорация «ВСМПО-АВИСМА»
ПАО «Корпорация «ВСМПО-АВИСМА» выражает свою благодарность компании ООО «ТентПро» за выполненный...
Читать полностью
балтийская ветеринарная компания
Благодарим Вас и коллектив «ТентПро» за четкую и слаженную работу при проведении комплексного строительства...
Читать полностью
АРМАДА ОТОМАСЙОН
Компания ООО «АРМАДА ОТОМАСЙОН, МАКИНА, МЕТАЛ САНАЙИ BE ТИДЖАРЕТ ЛИМИТЕД ШИРКЕТИ» выражает благодарность компании...
Читать полностью
Салют
Имея в целом положительный двухлетний опыт эксплуатации тентового ангара, изготовленного и установленного другой...
Читать полностью
ООО "Перспектива"
Настоящим письмом сообщаю Вам, что в 2012 году было принято решение о строительстве складского комплекса на территории...
Читать полностью
Титан2
Филиал АО "КОНЦЕРН ТИТАН-2" в г. Сосновый Бор является генеральным подрядчиком по строительству замещающих...
Читать полностью
Norplast
Мы размещали свои заказы у вас уже 2 раза (первый - пробный, второй -целенаправленный, поскольку нас удовлетворил...
Читать полностью
Faurecia Россия
Настоящим письмом российское подразделение группы Faurecia, объединяющей 320 заводов по всему миру, в том числе 8 заводов в...
Читать полностью
РОСНЕФТЬ
Выражаю признательность Вам и коллективу ООО «ПК «ТЕНТПРО» за работу по установке каркасно-тентового...
Читать полностью