Composite Research s.r.l.

MADFLEX
SETTORE ARCHITETTONICO
Composite Research s.r.l.
Turin, Italy
[email protected] | www.composite-research.com
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Sommario
MadFlex: proprietà e vantaggi .......................................................................................................................... 2
Il MadFlex in campo architettonico ................................................................................................................... 8
Coperture, tensostrutture e tendostrutture ................................................................................................. 8
Pannelli per facciate ed involucri architettonici .......................................................................................... 10
Strutture gonfiabili e di tipo Tensairity ....................................................................................................... 11
Tapparelle, sistemi oscuranti....................................................................................................................... 12
Pareti scorrevoli ed elementi architettonici a scomparsa ........................................................................... 13
Settore architettonico
1
MadFlex: proprietà e vantaggi
Flessibilità e rigidezza in un’unica soluzione. Questo è ciò che rende unico il MadFlex. Infatti, grazie alle sue
innovative caratteristiche meccaniche, si può ottenere un materiale che è flessibile, persino arrotolabile, da
un lato, mentre risulta completamente indeformabile dall’altro.
Il MadFlex è un pannello in
composito, che presenta una
struttura a strati di tipo sandwich.
Naturalmente,
a
seconda
dell’applicazione da sviluppare,
CoRe sceglierà la geometria e la
combinazione di materiali migliori
per l’obiettivo prefissato. Ad oggi, la
società ha già testato con successo
un vasto numero di soluzioni diverse, utilizzando ad esempio fibra di carbonio, kevlar, fibra aramidica e
riempitivi in schiuma. I principali vantaggi di questa tecnologia innovativa sono:
Leggerezza
Facilità di trasporto
Resistenza strutturale
Resistenza agli agenti atmosferici
Termoformabilità
Resistenza agli agenti chimici
Elevata coibentazione
Resistenza al fuoco
Resistentza alle alte temperature
Biocompatibilità
Proprietà antisismiche
Ampia gamma di finiture estetiche
Il MadFlex può essere applicato in ogni settore
industriale che sia alla ricerca di un materiale leggero,
sicuro, facile da integrare e con un basso impatto
ambientale. Grazie alle infinite combinazioni di
materiali disponibili e alla sua estrema modularità, può
essere usato sia per componenti più piccole (es.
tapparelle), che per quelle più complesse (es.
tensostrutture).
MadFlex termoformato curvo
Settore architettonico
2
Resistenza a
trazione
Resistenza
flessionale
Resistenza a
compressione
[N∙m2/m]
ASTM
D7250/D7250M
Rigidità
flessionale lato
pieghevole
[N∙m2/m]
ASTM
D7250/D7250M
[kN/m]
ASTM
D3039/D3039M
[MPa]
ASTM
D7250/D7250M
[MPa]
ASTM
C365/C365M
250
2,0
700
450
2,4
13
0,1
350
95
1,2
Rigidità flessionale
lato rigido
METODO
Configurazione
massima
Configurazione
minima
Le proprietà meccaniche del MadFlex
La vera innovazione del MadFlex è che è in grado di unire insieme i pro dei tessuti comunemente usati
(leggerezza, sottigliezza, flessibilità), con quelli dei tradizionali materiali strutturali (solidità, rigidità,
resistenza al taglio). Tuttavia, questo sarebbe solo un punto di vista limitativo.
Tutto in uno. Infatti, non solo il MadFlex può sostituire i materiali esistenti, ma, grazie alle sue proprietà
meccaniche, permette anche di semplificare interi progetti, andando a ridurre e/o abolire l’uso di cavi,
cerniere e puntoni. Inoltre, possedendo intrinseche proprietà coibentanti, permette di evitare strati
aggiuntivi per l’isolamento, garantendo così un risparmio in termini di costo e di lavoro.
Sandwich con una cerniera in MadFlex VS Sandwich con una cerniera meccanica
Se confrontato con rigidi materiali strutturali come metalli e polimeri con la medesima resistenza meccanica,
il MadFlex presenta vantaggi in termini di:
 leggerezza
• facilità di trasporto e di immagazzinamento (9 m di MadFlex possono essere arrotolati in un rotolo
di 20 cm)
• coibentazione
• impatto ambientale
• possibilità di evitare meccanismi complessi e costosi per creare componenti pieghevoli
• ampia gamma di finiture estetiche (anche traslucide)
• parziale elasticità, che permette di ridurre le vibrazioni, rendendolo un eccellente materiale
antisismico.
Settore architettonico
3
Resistenza a
trazione
Densità
ABS
MPa
40-45*
kg/m³
1000-1200
Vetro
20-200
Alluminio
strutturale
Acciaio
strutturale
MADFLEX
Rapporto
rigidezza a
trazione/densità
K (conduttività
termica)
Traslucenza
Allungamento a
rottura
-
23-30%
Resistenza
al fuoco
0,038-0,043
W/(m∙°C)
0,14-0,21
2400-2800
0,008-0,08
0,5-1
> 80%
< 1%
20-520*
2640-2850
0,007-0,19
10-220
0%
3-35%
eccellente
200-690*
7800-7850
0,025-0,09
17-61
0%
15-25%
eccellente
40-250**
160-390**
0,12-0,6
0,04-0,06**
0-25%
3%
molto
buona
*Yield strength
**Valore equivalente
Confronto tra pannelli 1m x 1m, sostenuti da due
supporti laterali e con la medesima flessione sotto un
carico di 200 kg. Il peso delle diverse soluzioni dipende
dalla densità e dalle spessore di ciascun pannello. La
tabella mostra il livello di dispersione del calore (heat
loss) dei diversi materiali rispetto al MadFlex,
considerando due diverse temperature per la parte
superiore (più bassa) e quella inferiore (più alta).
Heat loss 100%
MADFLEX
1.7 kg
Heat loss 300%
Heat loss 210%
ABS (plastica)
10 kg
VETRO DI
SICUREZZA
7.7 kg
bassa
molto
buona
ALLUMINIO
7.8 kg
Heat loss 280%
ACCIAIO
16.2 kg
Heat loss 300%
Il MadFlex è 5-6 volte più leggero rispetto ad un foglio in ABS (materiale polimerico) con la stessa rigidezza
flessionale e 3-4 volte rispetto allo stesso prodotto con la medesima resistenza flessionale. Grazie al suo peso,
presenta anche importanti vantaggi in termini ecologici: i gas ad effetto serra rilasciati per produrre un
pannello in MadFlex sono circa la metà di quelli rilasciati per un foglio in ABS con le medesime proprietà
meccaniche, e la sua capacità di coibentazione è 5 volte superiore.
Sebbene non sia né flessibile né isolante, oggigiorno l’alluminio potrebbe essere considerato come una delle
alternative più forti al MadFlex. Tuttavia, in termini di rigidezza e resistenza, non vi è assolutamente
confronto. Infatti, un pannello di 11 mm in MadFlex che pesa 1,8 kg corrisponde ad una lastra di alluminio
spessa 3,5 mm e pesante 10 kg. Inoltre, da un punto di vista ambientale, il costo di produzione del secondo
è 5 volte superiore.
Settore architettonico
4
Le tabelle qui di seguito mostrano un confronto tra
pannelli di 1 m2 di diversi materiali e con la stessa
flessione sotto un carico di 200 N.
Trasmittenza termica U
(UNI EN ISO 6946:2008)
ABS…
safety glass
aluminium
steel
Madflex
Riscaldamento globale
0
ABS (plastic)
safety glass
aluminium
steel
Madflex
2
4
W/(m²∙°C)
6
8
15
20
Peso
ABS (plastic)
0,00
20,00
40,00
CO2eq
60,00
80,00
safety glass
aluminium
steel
Madflex
0
5 kg
10
Se raffrontato con le tradizionali membrane architettoniche, invece, il MadFlex risulta più vantaggioso in
termini di:
 riduzione del carico sulle strutture portanti
 riduzione del peso e dell’ingombro durante il trasporto
 capacità coibentante
 maggiore resistenza a trazione, agli urti e alle lacerazioni
 possibilità di creare forme e geometrie diversamente irrealizzabili
 eliminazione/riduzione dei costi di manutenzione in caso di strutture supportate da aria compressa.
Resistenza
Peso
kN/m
g/m²
U
(trasmissione
termica)
W/(m²°C)
45-200
520-1550
4,5 - 7,14
0-25%
18-30%
buona
124÷100
800-1500
4,5 - 7,14
10-20%
3-12%
eccellente
80÷200
605-1560
Simile a f. di v.
con PTFE
40-50%
3-12%
eccellente
Tessuto TENARA®
80
1080
19-38%
10-40%
eccellente
ETFE film
3÷5
90%
300-400%
molto buona
MADFLEX
180÷600
0-25%
3%
molto buona
Poliestere ricoperto
in PVC
Fibra di vetro
ricoperta in PTFE
Fibra di vetro
ricoperta in silicone
Settore architettonico
5,6 (1 strato)
2,9 (2 strati)
2,4 (1 cm) -3,6
700-1300
(0,5 cm)
100-220
Traslucenza
Allungamento a
rottura
Resistenza al
fuoco
5
Il MadFlex è un prodotto on-demand. Composite Research può creare soluzioni su misura, in grado di
soddisfare tutte le richieste dei propri clienti. Si possono realizzare pannelli ad hoc, modulando le proprietà
meccaniche del MadFlex, le sue caratteristiche chimiche e la finitura estetica. In altre parole, da un singolo
processo, si possono ottenere mille soluzioni diverse.
La ricerca è la chiave del successo. La nostra società svolge continuamente un’attività di R&D, volta a
migliorare le prestazioni del MadFlex, riducendone al contempo i costi e l’impatto ambientale. Fin dalla
realizzazione del primo pannello, CoRe ha ridotto la spesa delle materie prime di circa l’80% e aumentato le
proprietà meccaniche, preservando 2/3 della resistenza flessionale iniziale dopo 100.000 cicli di piegatura.
Attualmente, stiamo lavorando per testare nuove materie prime e processi produttivi innovativi, che ci
permetteranno di incrementare significativamente la rigidezza flessionale del MadFlex e il momento
flettente, senza andare ad influire sui pesi e i costi.
Qui di seguito vengono riportate una serie di possibili finiture di pannelli in MadFlex.
SUPER SOTTILE
Arrotolabile attorno a un tubo del diametro di
4 cm.
TRASLUCIDO
Ideale per strutture e applicazioni che
richiedono una luce naturale diffusa.
EFFETTO METALLICO
Resistente al taglio e alla perforazione.
FINITURA ESTETICA
Doppio rivestimento in carbone estetico.
Lo specifico processo produttivo del MadFlex garantisce al prodotto finale flessibilità, anche quando vengono
utilizzati materiali generalmente rigidi come la fibra di carbonio. In questo modo, è possibile creare
componenti e prodotti con un elevato valore estetico e proprietà meccaniche assolutamente innovative.
Inoltre, CoRe può ottenere finiture diverse, partendo da qualsiasi materiale presente, sia sotto forma di
lamina che di tessuto.
Settore architettonico
6
Infinite finiture estetiche, dal carbonio ai tessuti alluminati, fino alle fibre vegetali con effetto legno.
Il MadFlex può essere incollato con altri materiali o componenti sia durante il processo di produzione, che
successivamente. È possibile integrare parti metalliche o filettate all’interno o sulla superficie del materiale.
Il pannello può essere facilmente prodotto insieme ad altri sandwich in composito tradizionali, ottenendo
soluzioni che sono rigide in alcuni punti, mentre risultano flessibili in altri. Allo stesso tempo, è possibile
creare dei tessuti con aree rinforzate in MadFlex.
Settore architettonico
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Il MadFlex in campo architettonico
Grazie alle sue caratteristiche innovative uniche, il MadFlex risulta essere un eccellente soluzione per la
realizzazione di diverse applicazioni in campo edile ed architettonico. A parte alcune specifiche di prodotto,
ci sono alcune caratteristiche generiche condivise da tutte le soluzioni attuate in questo campo.
1. Leggerezza, con una riduzione del carico sulle strutture portanti. Questa caratteristica, unita alla
possibilità di arrotolare o appiattire i pannelli durante il trasporto, permettono di ridurre i costi e
velocizzare le opere d’installazione, sostegno e ancoraggio.
2. Capacità autoportante, che permette una riduzione o un'eliminazione degli elementi strutturali rigidi
e semplifica il montaggio.
3. Facilità di trasporto, grazie alla leggerezza del materiale (10 m2 pesano tra gli 8 e i 18 kg), il suo
ridotto ingombro (9 m possono essere arrotolati in 20 cm) e la riduzione di elementi strutturali rigidi.
Quest'aspetto assume un'importanza vitale se si considera la necessità di creare edifici in aree
difficilmente accessibili o in condizioni di emergenza, sempre garantendo il massimo della sicurezza.
4. Maggiore coibentazione rispetto alle tradizionali membrane architettoniche, i materiali lapidei e ai
metalli, con conseguente miglioramento del confort e risparmio in termini di climatizzazione. Le
diverse varianti del MadFlex possono soddisfare qualsiasi richiesta: ad esempio, i pannelli traslucidi
permettono di beneficiare di luce naturale diffusa, riducendo i costi di illuminazione, mentre quelli
rivestiti in tessuto alluminizzato massimizzano il riflesso delle radiazioni visibili e a infrarossi.
5. Migliori risultati in termini di resistenza a trazione, taglio e foratura, che permettono di creare
soluzioni antiscasso e anti- intrusione.
6. Migliore resistenza al deterioramento e facilità di pulizia
7. Ampia gamma di finiture, anche con materiali innovativi come il carbonio estetico.
8. Grazie alla termoformatura a basse temperature, i progettisti possono ottenere delle forme curve
altrimenti impensabili, anche per le parti mobili.
9. Proprietà antisismiche, rischiosità molto bassa in caso in terremoto o di calamità naturali, grazie alla
leggerezza e alla deformabilità del pannello
10. Impatto ambientale ridotto rispetto ai pannelli in metallo o ai polimeri con le medesime proprietà
Coperture, tensostrutture e tendostrutture
Il MadFlex presenta caratteristiche idonee a numerosi impieghi in campo edile e, in particolare, per la
realizzazione di coperture di ogni dimensione per strutture sportive, industriali o agricole, di spazi espositivi
o fieristici e per strutture temporanee e di emergenza.
Settore architettonico
8
Il Madflex coniuga le caratteristiche delle membrane architettoniche (eccellente resistenza a trazione,
leggerezza, flessibilità e facilità di trasporto e montaggio, bassissimo rischio in caso di sisma) con quelle dei
pannelli edilizi rigidi (capacità autoportante, resistenza agli agenti atmosferici, al taglio e alla lacerazione,
isolamento termico ed acustico). Consente, pertanto, di creare strutture similari alle tensostrutture o alle
tendostrutture, ma può sostituire anche i pannelli di tipo sandwich oggi utilizzati per la copertura di
capannoni.
In ogni caso, le sue peculiarità consentono di alleggerire la struttura portante e di facilitare l’allestimento.
Nel caso delle tensostrutture, ad esempio, la tensione da applicare al materiale per mantenere la
deformazione entro i limiti desiderati, risulta inferiore grazie alla capacità autoportante del materiale, capace
di fornire un contributo anche dal punto di vista della resistenza flessionale. Nelle tendostrutture,
specialmente se curve (conformazione in cui il materiale riesce ad esprimere le massime prestazioni
strutturali), risulta addirittura possibile eliminare gli elementi in alluminio ed acciaio resistenti a
compressione, facilitando enormemente la messa in opera, con evidente risparmio di tempo e costi.
Settore architettonico
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Per la copertura di tetti curvi, il MadFlex può essere termoformato nella forma desiderata, trasportato in
forma di lastre piane o di rotoli, per poi essere facilmente adagiato sulla travatura esistente, recuperando la
forma iniziale, con risparmio nel trasporto e nella manodopera. Risulta infine ideale anche laddove vi siano
esigenze di coperture rimovibili o estensibili (anche parzialmente), che possano essere richiuse o aperte in
base alle condizioni metereologiche o alla temperatura esterna.
Pannelli per facciate ed involucri architettonici
In virtù delle sue proprietà coibentanti, della libertà di design che conferisce ai progettisti, del basso impatto
ambientale e della leggerezza, il MadFlex può essere utilizzato per realizzare involucri architettonici e facciate
ventilate.
Nel rivestimento delle facciate, la capacità coibentante fortemente superiore del MadFlex rispetto a quella
dei materiali lapidei o dei metalli, consente un evidente risparmio per il condizionamento climatico
dell’edificio sia in estate, quando la facciata può risultare per giunta ventilata, così come in inverno, durante
il quale può essere creata una camera d’aria stagna tra parete dell’edificio e ambiente esterno, amplificando
il naturale potere isolante del Madflex. D’altra parte il MadFlex presenta prestazioni di schermatura termica
superiori a quelle delle membrane architettoniche tradizionali.
È possibile inoltre integrare celle fotovoltaiche e creare facciate che modifichino la loro forma, attraverso
pannelli di rivestimento ritraibili e/o curvabili.
Settore architettonico
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Strutture gonfiabili e di tipo Tensairity
Il MadFlex consente di creare gusci protettivi e irrigidenti per camere d’aria con ruolo strutturale, utilizzabili
per sostenere strutture temporanee ed espositive, coperture invernali per strutture sportive, o per allestire
velocemente ed in sicurezza palchi per spettacoli, rifugi d’emergenza e strutture per eventi.
Il MadFlex conferisce maggiore rigidità alla struttura, permettendo di ridurre le dimensioni della camera
d’aria e la pressione di gonfiaggio, nonché proteggendola da fori e lacerazioni. L’aiuta inoltre ad assumere la
forma desiderata, facilitando l’allestimento della struttura. Anche insieme risultano arrotolabili e leggeri,
nonché adatti a creare lunghi elementi strutturali, anche di forma arcuata, che possono essere facilmente
trasportati e messi in opera anche in aree impervie, riducendo notevolmente tempi e costi di allestimento.
La camera d’aria contribuisce inoltre ad evitare fenomeni d’instabilità o buckling locale del guscio in MadFlex,
creando una struttura più resistente a compressione e momento flettente di quanto lo potrebbe essere la
semplice somma di tale struttura con una camera d’aria.
Settore architettonico
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Il MadFlex potrebbe infine risultare molto interessante anche per applicazioni in Tensairity, concetto
recentemente introdotto in architettura e ingegneria, che prevede l’impiego di camere d’aria per realizzare
elementi resistenti a compressione.
Tapparelle, sistemi oscuranti
Il MadFlex può essere utilizzato per creare sistemi oscuranti sostitutivi a scuri e tapparelle tradizionali.
L’attenzione per il risparmio energetico conferisce peraltro a questi elementi anche un’importante funzione
coibentante nelle ore notturne, cosa che gli oscuranti in MadFlex possono svolgere al meglio.
Essendo la superficie del MadFlex liscia e regolare, la pulizia risulta estremamente facilitata rispetto ai sistemi
tradizionali e può essere automatizzata prevedendo una spazzola nelle fessure di fuoriuscita del sistema
oscurante. Sulla superficie del materiale può essere facilmente applicato in produzione un layer antistatico,
repellente per la polvere. La superficie continua permette inoltre di creare una camera stagna tra sistema
oscurante e finestra che, unita alla capacità coibentante del materiale e all’assenza di ponti termici (presenti
alla giuntura degli elementi delle tapparelle tradizionali), assicura la massima coibentazione notturna. Al
contempo, la sua capacità di attenuare rumori e vibrazioni garantisce confort ed isolamento dall’ambiente
esterno.
Ulteriori vantaggi del MadFlex sono la sua notevole resistenza, che può essere ulteriormente accresciuta in
caso di richiesta, creando prodotti antiscasso, e la sua leggerezza, che ne facilita il montaggio e l’automazione.
Da un punto di vista delle finiture, invece, è possibile realizzare delle soluzioni altamente innovative e di
sicuro impatto. Alcuni esempi sono il rivestimento di tessuto in alluminio semi-riflettente, ideale per strutture
moderne, la variante con effetto legno a bassissimo impatto ambientale e quella traslucida, che consente
uno scambio di luce soffusa tra interno ed esterno dell’edificio, pur garantendo la massima privacy.
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Pareti scorrevoli ed elementi architettonici a scomparsa
Il MadFlex permette di creare e reinterpretare pareti scorrevoli o a scomparsa, separé ed altri elementi per
l’architettura d’interni. Tali elementi possono essere prodotti facilmente in forma curva e non presentano
limiti di dimensioni legate alla trasportabilità, fino al punto di messa in opera. Grazie alla capacità del
materiale di flettersi verso una delle due superfici, possono essere realizzati porte ed elementi scorrevoli,
capaci di superare gli angoli delle stanze e scivolare su pareti adiacenti.
La leggerezza del MadFlex consente inoltre di risparmiare sull’intelaiatura e di ridurre i rischi in caso di eventi
sismici. Essendo una delle due superfici del MadFlex morbida e capace di attutire urti e colpi, questa risulta
adatta a creare aree sicure per i bambini.
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