Trọng lượng màng ETFE cần được tách thành ba lớp dữ liệu: khối lượng riêng của vật liệu, khối lượng trên một mét vuông của film và tải trọng bản thân của toàn hệ mái/mặt dựng. Chỉ số “ETFE nhẹ” không đủ để tính kết cấu nếu chưa biết grade, chiều dày, số lớp, đường hàn, profile, cáp, khung và các thiết bị phụ trợ.
Với film đồng nhất, khối lượng trên diện tích có thể ước tính bằng công thức m/A = ρ × t, trong đó ρ là khối lượng riêng (kg/m³) và t là chiều dày film (m). Kết quả này là khối lượng film thuần, không phải tải trọng hoàn chỉnh của cushion.
Khối lượng riêng và khối lượng trên diện tích khác nhau thế nào?
Khối lượng riêng là thuộc tính vật liệu, thường biểu thị bằng kg/m³ hoặc g/cm³. Khối lượng trên diện tích là lượng vật liệu trong một mét vuông film ở chiều dày xác định, biểu thị bằng kg/m² hoặc g/m². Hai khái niệm liên hệ qua chiều dày nhưng không thể dùng thay cho nhau.
Catalogue Fluon ETFE của AGC công bố specific gravity 1,74 cho grade C-88AXP theo ASTM D792. Khi dùng 1.740 kg/m³ như một ví dụ tính toán, film 100 µm có khối lượng lý thuyết khoảng 0,174 kg/m². Con số cuối cùng phải lấy từ datasheet và dung sai của đúng film kiến trúc được chào.
Cách tính khối lượng film ETFE
| Chiều dày ví dụ | Đổi sang mét | Khối lượng lý thuyết với ρ = 1.740 kg/m³ |
|---|---|---|
| 100 µm | 0,00010 m | 0,174 kg/m² |
| 200 µm | 0,00020 m | 0,348 kg/m² |
| 250 µm | 0,00025 m | 0,435 kg/m² |
| 300 µm | 0,00030 m | 0,522 kg/m² |
Nếu panel có nhiều lớp, có thể cộng khối lượng film của từng lớp theo chiều dày tương ứng. Tuy nhiên, không nên nhân một con số trung bình một cách máy móc vì lớp ngoài, lớp giữa và lớp trong có thể khác chiều dày, frit, chi tiết biên và dung sai.
Khối lượng của một panel/cushion gồm những gì?
- Film ETFE của từng lớp, bao gồm phần hữu dụng và phần đi vào biên hàn/kẹp.
- Đường hàn, miếng gia cường, patch và chi tiết cục bộ nếu có.
- Profile nhôm biên, keder/rope, fastener, gasket và phụ kiện kẹp.
- Cáp hoặc lưới hỗ trợ khi cấu hình yêu cầu.
- Ống khí, van, cảm biến và chi tiết kết nối cho cushion khí.
- Khung thép/nhôm chính, kết cấu phụ và thiết bị cấp khí — phải được tính riêng theo phạm vi hệ.
Vì vậy, “khối lượng film” chỉ là một thành phần. Tải trọng bản thân đưa vào mô hình kết cấu phải theo cấu hình panel, chi tiết biên và phạm vi kết cấu thực tế. Xem thêm các thành phần của hệ thống ETFE.
Trọng lượng thấp mang lại lợi ích gì?
Khối lượng bản thân nhỏ của film giúp giảm một phần tải thường xuyên so với các lớp bao che nặng. Lợi ích có thể mở ra nhịp lớn, hình học nhẹ hoặc giảm nhu cầu của một số cấu kiện phụ. Tuy nhiên, thiết kế ETFE không được quyết định chỉ bởi tải bản thân.
Gió, tuyết hoặc mưa đọng (nếu có), áp suất cushion, nhiệt độ, võng, rung, tải bảo trì, trường hợp mất khí và tải tại biên thường chi phối cách chọn chiều dày, độ cong và hệ đỡ. “Nhẹ” không đồng nghĩa với bỏ qua ổn định hình học hoặc dự phòng vận hành.
Những dữ liệu cần yêu cầu trong hồ sơ
- Nhà sản xuất, grade và mã film.
- Chiều dày danh nghĩa cùng dung sai.
- Khối lượng riêng hoặc khối lượng trên diện tích theo datasheet.
- Số lớp, chiều dày từng lớp và pattern/frit.
- Shop drawing panel, đường hàn, biên kẹp và reinforcement.
- Khối lượng profile, cáp, phụ kiện và thiết bị thuộc phạm vi.
- Trường hợp tải trọng và tổ hợp do kỹ sư kết cấu phê duyệt.
Đọc thêm bài độ dày màng ETFE để phân biệt chiều dày vật liệu với cấu hình chịu tải của panel.
Sai lầm thường gặp khi dùng số liệu trọng lượng ETFE
- Lấy khối lượng riêng của nhựa làm kg/m² của film.
- Dùng một chiều dày cho mọi lớp cushion.
- Bỏ qua phần biên, reinforcement, profile và phụ kiện.
- So sánh film thuần với một hệ kính hoàn chỉnh nhưng không đồng nhất phạm vi.
- Dùng số marketing làm tải thiết kế mà không kiểm tra datasheet và shop drawing.
Kết luận
Trọng lượng màng ETFE được tính từ khối lượng riêng và chiều dày, nhưng tải trọng ETFE của dự án phải được tổng hợp ở cấp hệ. Hãy ghi rõ nguồn dữ liệu, đơn vị, grade, số lớp và phạm vi cấu kiện để kết quả có thể kiểm tra và chuyển sang mô hình kết cấu.
Nguồn kỹ thuật: AGC — Fluon ETFE Catalogue. Dữ liệu dự án phải theo đúng film/hệ ETFE được cung cấp.
