Bauen mit ETFE-Folien

Transparentes ETFE-Kissendach in Mexiko für die Paseo Acoxpa

Nach ihrer Markteinführung in den 70er Jahren fristete die ETFE-Folie lange Zeit ein Nischendasein. Heute ist sie eines der beliebtesten Materialien für großflächige, transparente Fassaden oder Dachkonstruktionen. Kombiniert mit modernster Technik etabliert es eine neue Formensprache und Vielfalt in der Architektur. Die transparenten, oft kissenförmigen Strukturen sind nicht nur Fassade oder Dach zum Schutz vor Witterungseinflüssen, sondern auch Medium für Licht, Farbe und Formensprache und integrieren intelligente Verschattungssysteme. Damit bieten ETFE-Folienkonstruktionen einen Mehrwert für jedes Gebäude und erfüllen gleichzeitig die hohen Anforderungen an eine nachhaltige, moderne Architektur.

Eigenschaften von ETFE-Folien

Möglich wurden diese Konstruktionen durch die besonderen Eigenschaften des Werkstoffs Ethylen-Tetrafluorethylen, der in der textilen Architektur in Form von ETFE-Folien zum Einsatz kommt. Die wichtigsten Eigenschaften sind die hohe Transparenz von gut 90 % bei gleichzeitig sehr geringem Eigengewicht und einer Dicke von 80 – 300 µm. Die chemische Bindung der ETFE-Folie ist äußerst stabil und resistent gegen äußere Einflüsse, sie besitzt sehr gute Zugeigenschaften und zeichnet sich durch eine hohe Weiterreißfestigkeit aus. Das Material ist chemisch inert – es bleibt über Jahrzehnte stabil, ohne sich in Farbe oder Festigkeit zu verändern und ist unempfindlich gegenüber üblichen Temperaturschwankungen. Vorteilhaft für viele Anwendungen ist, dass die Folie kurzwellige UV-Strahlung durchlässt und so das Pflanzenwachstum fördert. Besonders vielfältig ist daher der Einsatz in Tropenhäusern, Biosphärenparks oder Schwimmbädern.

Das Material ist unempfindlich gegen Hitze und Kälte und verformt sich erst ab ca. 200°C. Im Brandfall zieht sich ETFE vom Brandherd zurück, durch die entstandene Öffnung in der Folie können Rauch und Gase aus dem Baukörper entweichen. ETFE-Folien entsprechen der europäischen Brandklasse B-s1,d0 – sind also schwer entflammbar und selbstverlöschend. Das Material hat aufgrund seiner geringen Masse eine geringe Brandlast, eine geringe Rauchentwicklung und kein brennendes Abtropfen. Durch die konstanten Materialeigenschaften bei der Herstellung können verschiedene Materialchargen problemlos in einem Bauprojekt eingesetzt werden, was bei großen Bauvorhaben einen großen Vorteil gegenüber anderen Membranen darstellt.
Die ETFE-Folie wird in der Regel transparent hergestellt, kann aber auch weiß oder in anderen Farben eingefärbt werden. Die Folie kann mit verschiedenen Punktrastern bedruckt werden, wodurch unterschiedliche Transmissionsgrade projektspezifisch eingestellt werden können. Das aus Erdöl hergestellte ETFE ist durch seine sortenreine Herstellung ein recycelbarer Baustoff, der gute Chancen auf einen zweiten Lebenszyklus in der Industrie hat. ETFE ist sehr widerstandsfähig und unempfindlich gegen Hagel und Wind. Zudem besitzt die Oberfläche selbstreinigende Eigenschaften und ist daher sehr wartungsarm. Als Wand- oder Deckenelement eingesetzt, hat das Material aufgrund seiner geringen Nachhallzeit auch positive akustische Eigenschaften für Innenräume.

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ETFE-Konstruktionen und Einsatzgebiete in der Textilen Architektur

Die ETFE-Folie ist ein Material, das ohne Verstärkungsgewebe eingesetzt wird und daher höchste Transparenz bietet. ETFE-Folien werden üblicherweise für Fassaden- und Dachkonstruktionen eingesetzt, bei denen ein hoher Licht-, UV- oder Wärmeeintrag durch Sonneneinstrahlung erwünscht ist. Dies ist z.B. bei Gewächshäusern, Tiergehegen oder auch bei Schwimmhallen und Sportstätten sowie öffentlichen Orten wie Einkaufszentren der Fall. Die solaren Wärmegewinne können jedoch projektspezifisch durch Einfärbung und Bedruckung stark reduziert werden. Optimal geeignet sind Konstruktionen für Kuppel- oder Atriumdächer. Diese Konstruktionen zeichnen sich oft durch große Spannweiten mit wenigen Stützen aus. ETFE-Konstruktionen können hier im Vergleich zu Glas durch leichte Unterkonstruktionen zur Material- und Kosteneinsparung beitragen.

Bei Konstruktionen mit ETFE wird zwischen ein- und mehrlagigen Konstruktionen unterschieden. Einlagige Flächen werden mechanisch vorgespannt, mehrlagige Konstruktionen werden in Form von pneumatischen ETFE-Kissen, sogenannten Pneus, eingebaut. Die Ausbildung des Kissenrasters ist dabei oft entscheidend für das Design der Struktur und macht den einzigartigen Charakter jeder Konstruktion aus. Die Kissenlagen werden an den Rändern verschweißt und über ETFE-Verbindungsprofile mit der schlanken Sekundärstruktur verschraubt. Diese überträgt die Lasten auf größere Primärträger und leitet sie in das Gebäude ein. Ein Beispiel für eine spannende ETFE-Konstruktion mit rautenförmigen Kissen ist unser Projekt Acoxpa, das 2018 in Mexiko fertiggestellt wurde und als Überdachung eines Einkaufszentrums dient. Ein Beispiel für längliche Kissen ist das Projekt Cabo Norte. Für einen konstanten Luftdruck in den Kissen sorgt ein Gebläse, das auf äußere Einflüsse wie Schnee- oder Windlasten reagiert, aber auch bei Luftverlust durch Schäden in den Kissen für eine dauerhaft stabile Hülle sorgt. Ein zwischengeschalteter Lufttrockner kann die Bildung von Kondenswasser verhindern. Ein umfassendes Sicherheitskonzept ist Bestandteil jeder Planung und beinhaltet Maßnahmen im Brandfall sowie die Vermeidung von Wassersäcken bei Druckluftverlust in einzelnen oder mehreren Kissen.

Besonderes Augenmerk ist bei ETFE-Konstruktionen auf den sommerlichen Wärmeschutz zu legen, um eine Überhitzung der Innenräume zu vermeiden. Durch den Einsatz von eingefärbtem oder so genanntem IR-Cut-Material kann die Sonneneinstrahlung und damit der Wärmeeintrag in das Gebäude reduziert werden. Darüber hinaus kann ETFE-Folie auch bedruckt werden und durch reflektierende Farbschichten für eine Reduktion sorgen. Weitere Möglichkeiten der Verschattung ergeben sich durch eine mechanische Steuerung von mehrlagigen Kissenkammern. Damit kann einerseits der Wärmeeintrag, andererseits aber auch der winterliche Wärmeverlust gesteuert werden. Die Anzahl der Kammern hat einen entscheidenden Einfluss auf den U-Wert der ETFE-Konstruktion. In der Regel beträgt die Spannweite der streifenförmigen Kissen 3 – 4 m bei nahezu beliebiger Länge. Größere Spannweiten lassen sich jedoch auch ohne Sekundärträger realisieren, indem Verstärkungsseilkonstruktionen auf der Ober- und Unterseite des Kissens angeordnet werden. So hat die 3dtex GmbH das derzeit weltweit größte ETFE-Kissendach mit einer Kissenkammer von 45 m Durchmesser geplant und gebaut. Für die Erlebniswelt Oxigeno in Costa Rica wurde 2018 ein Atrium mit einem zweilagigen Kissen überdacht. Die auftretenden Lasten der Kuppel werden über ein Seilnetz von der ETFE-Folie in den Randträger abgeleitet. Dies ist eine Weiterentwicklung der Technologie, die 3dtex für die Überdachung des Einkaufszentrums La Victoria entwickelt hat.

Unsere Leistung für ETFE-Projekte

Die 3dtex GmbH ist Generalübernehmer für ETFE-Konstruktionen und kann auf zahlreiche wegweisende Bauprojekt auf diesem Fachgebiet des Leichtbaus zurückblicken. Wir bieten Beratung, Vorstudien und Entwürfe bis hin zur Fertigung Ihres ETFE-Bauvorhaben an. Wir begleiten Sie auf dem gesamten Weg bis zur Realisierung und Montage.

Grundlagenermittlung, Vorentwurf und Entwurf für ETFE-Konstruktionen
Kostenkalkulationen für ETFE-Konstruktionen und bindendes Angebot für das gesamte Projekt (auf der Grundlage eines abgestimmten Entwurfes)
Formfindung und Optimierung
Statische Berechnung der ETFE-Konstruktion und aller Anschlusselemente und der tragenden Konstruktion
Technische Beratung für Gebläse und Lüftungsanlage
Entwicklung eines Sicherheitskonzeptes für Ihre ETFE-Konsturktion
Fertigung und Montage aller ETFE-Elemente aus einer Hand
Montageleitung für ETFE-Projekte
Support und Wartung für fertige ETFE-Konstruktionen

ETFE-Anschlussprofile von 3dtex

Als Generalauftragnehmer für ETFE-Konstruktionen sind wir ständig an der Entwicklung von Sonderlösungen beteiligt und entwickeln hierfür eigene Anschluss- und Knotenelemente, Filter und Ventile. In diesem Zusammenhang haben wir im Jahr 2024 ein rundum optimiertes ETFE-Anschlussprofil entwickelt, das bei unseren Projekten zum Einsatz kommt, aber auch für externe Projekte erworben werden kann. Zur Zeit haben wir ein ETFE-Keder-Doppelprofil und ein ETFE-Keder-Einfachprofil im Programm. Gerne beraten wir Sie auch zu den Themen Anschlüsse, ETFE-Dichtprofile, Abdeckungen, Schrauben etc.
> mehr zu unseren Kederprofilen finden Sie auf der Produktseite