Thiết kế ETFE: Phạm vi thiết kế từ concept đến shop drawing

Thiết kế ETFE là quá trình chuyển ý tưởng kiến trúc thành một hệ mái hoặc bao che có hình học cân bằng, chịu được tải trọng dự án, phối hợp được với kết cấu đỡ và đủ thông tin để gia công, lắp đặt, kiểm tra. Concept, thiết kế phát triển và shop drawing có mục tiêu khác nhau; không nên bỏ qua các bước trung gian.

Ba lớp hồ sơ: concept, thiết kế kỹ thuật và shop drawing

Giai đoạn 1: concept và nghiên cứu khả thi

Concept xác định vai trò của ETFE trong công trình: mái một lớp, đệm khí nhiều lớp, mặt dựng hay vùng bao che kết hợp. Nhóm thiết kế rà soát khẩu độ, độ cong, lưới kết cấu, ánh sáng, che nắng, thoát nước, bảo trì và tác động đến không gian bên dưới.

Ở giai đoạn này, mọi hình ảnh phải được hiểu là định hướng. Một bề mặt cong đẹp trong phối cảnh chưa phải hình cân bằng có thể chịu tải. Các giả định về vật liệu, số lớp, in, hệ khí hoặc cáp cần được ghi rõ để tránh biến concept thành cam kết kỹ thuật quá sớm.

Giai đoạn 2: form-finding và phân tích kết cấu

Hình học màng chịu kéo được phát triển thông qua form-finding thay vì chỉ vẽ bề mặt tự do. Quá trình này xem xét lực căng trước, điều kiện biên, tải trọng, độ võng, chuyển vị và tương tác với kết cấu đỡ. Kết quả cần cung cấp phản lực và yêu cầu giao diện cho kỹ sư kết cấu chính.

• Xác định đường biên, điểm cao thấp và vùng thoát nước.
• Chọn nguyên lý một lớp, cáp gia cường hoặc đệm khí.
• Kiểm tra tải trọng và tổ hợp theo yêu cầu dự án.
• Phối hợp chuyển vị của thép, gỗ hoặc bê tông đỡ.
• Rà soát vùng tập trung ứng suất, góc nhọn và chi tiết chuyển tiếp.

Giai đoạn 3: thiết kế hệ và các giao diện

ETFE không hoạt động độc lập. Thiết kế hệ cần phối hợp màng, mối hàn, profile nhôm, kẹp, seal, cáp, hệ khí nếu có, cảm biến, máng nước, kết cấu đỡ và đường tiếp cận bảo trì. Ranh giới giữa nhà thầu ETFE, nhà thầu thép, MEP và hoàn thiện phải thể hiện trong ma trận trách nhiệm.

Tài liệu môi trường sản phẩm TensoSky sử dụng Fluon ETFE Film của AGC mô tả phần tử hệ có thể gồm màng ETFE, nhôm và các cấu phần khác, trong khi kết cấu đỡ chính có thể nằm ngoài phạm vi hệ. Đây là ví dụ cho lý do hồ sơ phải phân biệt vật liệu, phần tử ETFE và kết cấu công trình.

Giai đoạn 4: hiệu suất ánh sáng, nhiệt và hình ảnh

Độ trong, màu, in, số lớp và bố trí lớp ảnh hưởng đến ánh sáng đi qua hệ. Các thông số catalogue của màng không thể dùng nguyên xi cho toàn bộ mái sau khi thêm nhiều lớp, in, kết cấu, độ nghiêng và điều kiện vận hành. Nếu dự án có chiếu sáng, cần phối hợp vị trí đèn, phản xạ, khả năng bảo trì và cảnh ban đêm.

Giai đoạn 5: shop drawing và dữ liệu gia công

Shop drawing là cầu nối giữa mô hình tính toán và xưởng. Hồ sơ phải xác định panel, đường hàn, kích thước cắt, mã cấu kiện, profile, phụ kiện, dung sai, trình tự lắp, điểm nâng và biện pháp bảo vệ bề mặt. Mọi thay đổi kết cấu hiện trường cần được phản hồi về mô hình trước khi chốt sản xuất.

Checklist phối hợp trước khi phát hành shop drawing

1. Kích thước và cao độ kết cấu đỡ đã được xác nhận.
2. Phản lực, chuyển vị và chi tiết biên đã được các bên duyệt.
3. Thoát nước, máng, khe và vùng xuyên qua mái đã được phối hợp.
4. Hệ khí, điện, cảm biến và BMS đã xác định giao diện.
5. Vật liệu, màu, in, mẫu hàn và tiêu chí bề mặt đã được phê duyệt.
6. Trình tự vận chuyển, nâng lắp, tiếp cận và thời tiết đã được rà soát.
7. Danh mục ITP, điểm dừng kiểm tra và hồ sơ bàn giao đã thống nhất.

Birdair công bố phạm vi thiết kế – xây dựng kết cấu màng có thể bao gồm phát triển thiết kế, kỹ thuật, gia công và lắp đặt. Các dự án thực tế của họ cũng tách rõ hệ ETFE, cáp, kẹp và kết cấu thép do bên khác thực hiện. Chủ đầu tư nên yêu cầu ma trận phạm vi tương tự cho dự án của mình.

Đọc thêm tiêu chí đánh giá hồ sơ năng lực ETFE và phạm vi thi công ETFE.