Progettazione della struttura del tessuto: come le membrane, le cuciture e la forma di tensione riparano

Il design di una struttura in tessuto viene solitamente giudicato dalla sua silhouette, ma viene realizzato o distrutto da decisioni che nessuno fotografa: la direzione delle cuciture, la profondità della valle che drena il tetto, il peso del tessuto di base sotto la pretensione richiesta dalla forma. Ottieni quelli giusti e la membrana sembra semplice. Se si sbagliano, la stessa membrana sbatterà, si ristagnerà o fallirà l'ispezione.

Lavoriamo ogni giorno sul lato produttivo di questa equazione, rivestendo tessuti in poliestere per tettoie, tende, facciate e ombreggianti. Quello che segue è il modo in cui accompagneremmo un designer o un ingegnere progettista attraverso l'argomento: la metà tessile e la metà architettonica, e i luoghi in cui i due devono incontrarsi.

Cosa comporta effettivamente la progettazione della struttura del tessuto

La frase ha due significati ed entrambi riguardano un progetto reale. In architettura, una struttura in tessuto è una forma leggera che trasporta il carico attraverso la tensione in una membrana flessibile piuttosto che attraverso la flessione in pannelli rigidi. Nel settore tessile, la struttura del tessuto si riferisce all'ordine in cui l'ordito e la trama si intrecciano per realizzare il tessuto. Il secondo significato fissa silenziosamente i limiti del primo.

La maggior parte dei progetti attraversa cinque fasi e l’ordine è importante:

1. Ricerca della forma. La forma non viene tanto disegnata quanto trovata: una superficie viene regolata fino a quando ogni punto si trova in tensione sotto una pre-tensione definita.
2. Selezione dei materiali. Il tessuto di base, il rivestimento, la finitura e il colore vengono scelti in base alla durata, al clima, ai requisiti antincendio e al budget.
3. Ingegneria strutturale. Vengono controllati il ​​sollevamento del vento, l'accumulo di neve e le reazioni dei cavi e dei tralicci, reimmettendo nell'analisi il comportamento biassiale della membrana.
4. Modellazione e fabbricazione. La superficie tridimensionale è appiattita in strisce, tagliata tenendo conto della pre-tensione e saldata lungo cuciture posizionate lontano dalle sollecitazioni più elevate.
5. Installazione. Il tensionamento è graduale in modo che la membrana raggiunga la pretensione di progetto senza sovraccaricare bordi, angoli e connessioni.

Salta una fase e il lavoro mancante non scompare. Riappare come una ruga, una pozzanghera o un programma di riparazione.

La trama e il rivestimento dietro la superficie

I prescrittori spesso iniziano con il peso in grammi per metro quadrato, ma il tessuto sotto il rivestimento svolge la maggior parte del lavoro strutturale.

Panno di base

La maggior parte delle membrane architettoniche utilizza una base di poliestere, tessuta con armatura semplice o a canestro da filati ad alta tenacità. Il titolo del filato e la densità della trama determinano la resistenza alla trazione e allo strappo, mentre il modello di trama influenza il modo in cui il tessuto si comporta quando viene tirato in diagonale, che è esattamente il modo in cui una membrana tesa lo carica. Per le strutture aperte viene invece utilizzata una trama a rete, e il suo fattore di apertura, la quota di superficie che è effettivamente forata, diventa il numero che controlla l'ombra, il flusso d'aria e la trasparenza.

Rivestimenti e finiture

Il rivestimento in PVC viene applicato su entrambe le facce, sigillando la trama e legando i filati in modo che il foglio si comporti come un composito. Un topcoat gestisce quindi il lato esposto alle intemperie. Le finiture in PVDF mantengono la brillantezza e il colore più a lungo e resistono all'assorbimento dello sporco; le finiture acriliche costano meno e hanno una durata più breve. La formulazione base del PVC contiene ritardanti di fiamma, stabilizzanti UV e plastificanti che determinano il modo in cui la lastra invecchia alla luce del sole.

Confronto delle opzioni comuni della membrana

Ogni famiglia materiale scambia qualcosa con qualcos'altro. Questa è una mappa approssimativa di dove si trovano le opzioni tradizionali e il vantaggi del tessuto a membrana in PVC sono un punto di partenza sensato per il lato in tessuto rivestito del tavolo.

Due note sulla lettura. In primo luogo, il peso non è qualità: un foglio più pesante con una finitura scadente si sfarina e si macchia prima di un foglio più leggero con una buona finitura. In secondo luogo, le vite di servizio indicate presuppongono i dettagli corretti: una membrana che trattiene l'acqua non raggiungerà mai il numero stampato in nessuna brochure.

Tensione, curvatura e dettaglio

Una membrana porta carico solo quando è curvata in due direzioni, in sensi opposti. Quella doppia curvatura è ciò che separa un tetto stabile da una vela che tamburella nel vento. Il compito del designer è quello di mantenere entrambe le curvature positive ovunque: nessuna zona piatta, nessuna curvatura inversa nel posto sbagliato, nessuna ampia area che faccia affidamento sulla rigidità del tessuto invece che sulla sua tensione.

Il Detailing poi decide se la teoria sopravvive al contatto con il sito:

• Le giunzioni dovrebbero essere più o meno parallele alla direzione principale della sollecitazione, in modo che alla saldatura non venga chiesto di sostenere un carico per il quale non è mai stato testato.
• Le valli hanno bisogno di una pendenza sufficiente e di un bordo irrigidito, altrimenti l'acqua piovana si fermerà, allungherà il tessuto e inizierà un ciclo che non farà altro che peggiorare.
• Gli angoli concentrano la forza; raggi generosi e rinforzi locali costano poco in fase di disegno e moltissimo dopo.
• I cavi sui bordi, le tasche della catenaria e l'hardware dovrebbero rimanere accessibili per il ritensionamento dopo il primo ciclo stagionale.

Abbinamento del tessuto all'applicazione

La maggior parte dei brief rientra in una delle poche famiglie di applicazioni e ciascuna spinge le specifiche in una direzione diversa.

• Pensiline architettoniche permanenti — svincoli di trasporto, atri degli stadi, padiglioni dei parchi. Questi richiedono un poliestere in PVC con rivestimento in PVDF nella gamma di 950-1250 g, con traslucenza bilanciata rispetto al guadagno solare.
• Tende e tendoni — Tessuto rivestito da 650–850 g, con qualità oscuranti per spazi per eventi che necessitano di interni bui.
• Ombra e facciate di edifici — Rete rivestita in PVC, scelta in base al fattore di apertura anziché in base al peso.
• Industriale e dei trasporti — tessuto per condotti d'aria, tessuto per ventilazione mineraria, tende laterali e coperture per il carico, dove l'abrasione e la fatica da flessione contano più della lucentezza.

Per lavori permanenti, il nostro tessuto a membrana tensile PVDF da 1100 g è il grado a cui più spesso indichiamo i progettisti: mantiene una superficie pulita, mantiene il colore ragionevolmente bene in caso di forte sole e si trova nel mezzo dell'intervallo dove atterrano la maggior parte delle tettoie.

Tessuto Membrana Tensiliera in PVDF da 1100 g per Tettoie Permanenti Una resistente membrana in poliestere spalmato con finitura PVDF, adatta a tensostrutture permanenti dove una superficie pulita e resistenza agli agenti atmosferici sono importanti. Visualizza il prodotto →

Il lavoro in occasione di eventi e tendoni è un compito completamente diverso: produzione più rapida, budget più ristretti e una vita prevista sul campo più breve. Il tessuto del tendone per feste rivestito in PVC da 850 g si adatta a questo ritmo e, laddove un cliente ha bisogno di un interno veramente scuro per la proiezione o la zona notte, una struttura oscurante fa il lavoro senza rivestimenti aggiuntivi.

Tessuto per tende per tendoni rivestito in PVC da 850 g Un tessuto in poliestere impermeabile e ignifugo per tendoni temporanei e strutture per eventi, che offre ombreggiatura e spazio di archiviazione compatto per progetti in rapido movimento. Visualizza il prodotto →

Laddove l’obiettivo è l’ombra piuttosto che il riparo, una rete di solito risponde meglio di un telo solido: l’aria si muove attraverso di essa, il calore si accumula meno al di sotto e la struttura può essere più leggera. Una rete parasole per esterni da 400 g è una scelta comune per parcheggi, cortili e coperture di terrazze.

Rete parasole per esterni rivestita in PVC da 400 g Una rete leggera e ventilata per parcheggi, cortili e ombreggiature di terrazze, che aiuta a ridurre il calore mantenendo le strutture più leggere e facili da installare. Visualizza il prodotto →

Dove i progetti della struttura del tessuto di solito vanno storti

Dopo un numero sufficiente di progetti, continuano ad apparire gli stessi problemi. Vale la pena controllarli prima che i disegni lascino l'ufficio.

1. Specificando solo in base al peso. La grammatura dice poco sul topcoat, sul pacchetto UV o sulla resistenza della saldatura, e questi sono ciò che il cliente noterà nel quinto anno.
2. Dimenticare l'accesso per la manutenzione. Grondaie, ancoraggi di cavi e collegamenti di alto livello necessitano tutti di un modo sicuro per raggiungerli.
3. Trattare la rete come un tetto impermeabile. È un materiale ombreggiante e lascia passare l'acqua direttamente attraverso.
4. Ignorando la tolleranza di fabbricazione. I modelli necessitano di un margine per l'allungamento e il restringimento delle saldature; un millimetro qui diventa un pannello allentato in loco.
5. Lasciare le prestazioni del fuoco all'ultimo minuto. Le opzioni di retrofit sono limitate una volta tagliata la membrana.

Il design della struttura del tessuto premia le persone che trattano il tessuto e la struttura come un problema invece che come due. La forma chiede al tessuto una certa resistenza ed elasticità; il tessuto dice alla forma quale curvatura può effettivamente sostenere. Quando la conversazione inizia presto, il lavoro di dettaglio diventa più semplice e il tetto finito si comporta come promesso nel rendering.

Se si stanno valutando le opzioni per un progetto, il passo pratico successivo è solitamente una breve conversazione su durata, clima e durata. La nostra panoramica di come scegliere una membrana architettonica in PVC copre le domande che poniamo più spesso e siamo sempre lieti di guardare un disegno e dirti onestamente dove si trovano i rischi.