Zum Alterungsverhalten von ETFE-Konstruktionen in der Architektur

Das Alterungsverhalten von ETFE-Folien in Gebäudeanwendungen wurde sowohl unter dem Gesichtspunkt der chemischen Struktur als auch hinsichtlich möglicher Änderungen der mechanischen Eigenschaften untersucht. Die vergleichende Untersuchung von neuen und gealterten Folien mit Hilfe der Raman-Spektroskopie zeigte keine Änderungen der chemischen Struktur. Auch unter Einsatz einer speziellen statistischen Methode konnte kein Unterschied zwischen alten und neuen ETFE-Folien festgestellt werden.
Der durch einen Hagelschaden bedingte Austausch des ersten jemals gebauten ETFE-Foliendaches ermöglichte erstmals die vergleichende Untersuchung des Einflusses von natürlichen Umwelteinflüssen einschließlich mechanischer Belastungen an ETFE-Folienproben mit Folien aus dem Archiv bzw. mit neuen Folien aus aktueller Produktion. Mono-Axial-Tests zeigten für ETFE-Folien aus realen Projekten eine signifikant erhöhte Steifigkeit bei 10 % Dehnung. Um dieses für Bauprodukte ungewöhnliche Alterungsverhalten zu verstehen, wurde ein Verfahren entwickelt, mit welchem unter Einsatz von zyklischen bi-axialen Belastungen das Alterungsverhalten von ETFE-Folien simuliert werden kann. Diese Methode wurde sowohl auf Proben aus realen Projekten wie auch auf neue Folienproben aus laufender aktueller Produktion angewendet.

Ageing behaviour of ETFE systems in architectural applications.
The ageing behaviour of ETFE foils in architectural application has been analysed in terms of characterization of the chemical structure as well as in terms of potential changes of the mechanical performance. The comparison of Raman spectra of new and aged ETFE film samples did not allow to identify any difference regarding the chemical structure. For validation of the chemical stability of ETFE a statistical tool was employed. Even application of this tool did not allow for identification of aged samples.
Due to damage caused by a massive hailstorm the foil cushions of the first roof that has ever been built by applying ETFE film technology for a building cladding system had to be exchanged. Samples taken from the foil cushions of that roof for the first time allowed for a comparison of ETFE samples that have been exposed to environmental mechanical stress with samples from the archive as well as with samples from current production. Mono-axial tests did show an enhanced stiffness at 10 % elongation for ETFE samples that have been exposed to outside weathering including mechanical stress. In order to better understand the ageing behaviour a procedure for simulation of mechanical ageing by means of bi-axial tensile tests has been developed. This test methodology has been applied on samples from real projects as well as on new samples from actual production.