Строительный сектор стал одним из самых перспективных рынков применения композитов, армированных волокном

Недавно было завершено строительство интегрированной монолитной конструкции крыши и монолитного навеса площадью около 600 кв. м, изготовленных из стекловолокна и углеволокна. Этот проект расположен в здании проходной и фасадного навеса базы «Кайсинь» компании Beijing Kexing Zhongwei Biotechnology Co., Ltd. Это исследование и инновация в использовании модульной конструкции для кровельной структуры, которая использует гибкую форму композитных материалов для достижения красивого эффекта изогнутой поверхности конечного продукта.

Композиты, армированные волокном, такие как стекловолокно, углеродное волокно и другие композиты, армированные волокном, в качестве строительных материалов находят все большее применение, в основном в конструкционной арматуре, стеклопластиковой плитке и пултрудированных профилях, армированных стекловолокном. По данным MarketsandMarkets, строительный сектор стал самым перспективным рынком для применения волокнистых композитов после автомобильного и аэрокосмического.
Теперь давайте посмотрим на некоторые из самых известных зданий в мире, в которых используются композитные материалы, армированные волокном.

1. Здание прокуратуры Европейского союза

Компании TGM Construction Netherlands в тесном и успешном сотрудничестве с компаниями Indupol, Linxens, а также BüFA и Solico удалось реализовать уникальный дизайн и форму фасада здания прокуратуры ЕС, что стало толчком к инновационному применению композитов в строительной отрасли. Композитные детали отливаются в форме с помощью процесса ручной укладки для получения определенных форм и размеров. После формовки поверхность обрабатывается белым покрытием, а затем доставляется на место установки. Изделия устанавливаются с минимальными строительными лесами и поднимаются краном на здание.

2. Музей современного искусства Сан-Франциско (SFMOMA)

Компания Kreysler & Associates разработала 700 композитных панелей, армированных волокном, для восточного фасада Музея современного искусства в Сан-Франциско (SFMOMA). Эти стеклопластиковые панели покрывают 10-этажное здание и обеспечивают гидроизоляцию. Стеклопластиковые панели крепятся к алюминиевой раме, создавая горизонтальную рябь, напоминающую воды залива Сан-Франциско. По словам Билла Крейслера, президента компании Kreysler & Associates, проект расширения SFMOMA – это крупнейшее применение композитных панелей, армированных волокном (FRP), для фасадов многоэтажных зданий в Северной Америке.
Стеклопластиковые панели изготавливаются из перерабатываемого пенополистирола (EPS), который сначала шлифуется до приблизительной формы на станке с ЧПУ с горячей проволокой, а затем фрезеруется на пятиосевом фрезерном станке с ЧПУ для создания окончательной, дважды изогнутой поверхности. Нет двух одинаковых панелей, большинство из них имеют ширину 5,5 футов и длину от 6 до 30 футов. Толщина их поверхностей составляет всего 3/16 фута.

3. Здание штаб-квартиры Apple

Новая штаб-квартира Apple стоимостью 5 миллиардов долларов в Купертино, Калифорния, имеет крышу, изготовленную дубайской компанией First Composite Technologies, общая площадь которой составляет 64 250 квадратных метров.
Это самая большая отдельно стоящая крыша из углеродного волокна, когда-либо построенная. Эта круглая крыша состоит из 44 панелей одинакового радиуса, в среднем 70 футов в длину и 11 футов в ширину, каждая из которых крепится к небольшому центральному узлу в середине. Она была собрана и испытана в пустыне Дубая, а затем отправлена в Купертино, Калифорния, где весит 80 тонн и имеет более 140 футов в диаметре. Для сравнения, взлетный вес Boeing 787 составляет менее 30 тонн, а размах крыльев – 197 футов.

4. Большая мечеть Мекки

Это еще одно впечатляющее творение дубайской компании First Composites Technology (PCT), которая строит один из самых больших в мире раздвижных куполов для Большой мечети в Мекке. Его диаметр составит 36 метров, он будет приводиться в движение с помощью подвижной системы и иметь двухслойную структуру из нижнего купола и верхней облицовки. По словам Джибриля Ваймера, координатора по маркетингу и мероприятиям компании PCT, панели из полимера, армированного стекловолокном (GFRP), используются для покрытия структурного стального каркаса крыши. Эта рама опирается на четыре моторизованных колеса, которые сдвигаются в одну сторону, чтобы внутренний двор был под открытым небом и обеспечивал естественную вентиляцию мечети.

6. Экокапсула Дом Экокапсула

Этот компактный капсульный дом имеет длину всего 4,57 метра и ширину 2,13 метра, а его полезная площадь составляет всего 6,5 квадратных метров. Команда проекта использовала стекловолокно и полиэфирную смолу для создания каждого из трех основных компонентов дома-капсулы (дна, левой полудуги и правой полудуги), а также окон, дверей и других внутренних деталей. С помощью процесса вакуумной инфузии стеклоткань и полиэфирная смола накладываются поверх алюминиевой конструкции, в результате чего получается легкий капсульный дом.
После того как каркасная конструкция была завершена, остальные компоненты (включая электричество, систему водоснабжения, систему подогрева пола, внутреннюю отделку и т. д.) были установлены вручную. Столы, стулья и шкафы внутри сделаны из легких сотовых панелей. После завершения строительства общий вес дома-капсулы составляет всего 1,18 тонны.

7. Беседка во внутреннем дворе Джона Мадейски, Музей Виктории и Альберта, Лондон (V&A)

Павильон выставлен во внутреннем дворе Джона Мадейски в Музее Виктории и Альберта (V&A) в Лондоне. Дизайн каждой части павильона основан на строении передних крыльев жука – так называемых «крыловых чехлов». 200 квадратных метров конструкции поддерживаются воронкообразными опорами, каждая из которых изготовлена из цельного куска пропитанного смолой волокна и весит 45 килограммов. Для изготовления каждой детали пропитанные смолой стеклянные и углеродные волокна наматываются на металлический каркас формы, а затем отверждаются, образуя жесткую шестиугольную деталь.
Технология включает в себя намотку композитного материала с помощью роботизированной руки, разработанной таким образом, чтобы использовать свойства материала углеродных волокон для придания прочности изготавливаемым структурным компонентам. Серия этих отдельных модулей, похожих на ячейки, используется для создания уникальной формы киоска. На изготовление 40 ячеек ушло в среднем по три часа на каждую.

8. Киоск ICD/ITKE

В своем новом павильоне ICD/ITKE профессор Ахим Менгес из Штутгарта представляет совершенно новый тип архитектуры, вдохновленный тем, как строят свои гнезда водяные пауки, которые живут под водой и обитают в пузырьках воды. Павильон представляет собой легкую волокнисто-композитную оболочку, роботизированно сплетенную со структурно укрепляющими углеродными волокнами внутри мягкой мембраны, которая построена таким образом, чтобы достичь структурной стабильности, используя минимальное количество материала.

9. Шанхайский Диснейленд Tomorrowland

Площадь Tomorrowland в Шанхайском Диснейленде составляет более 2 300 квадратных метров, а обширные внутренние и внешние строительные конструкции и сидения состоят из сотен формованных огнестойких (FR) композитных компонентов FRP с гелькоутом различных форм и размеров.