جداره خارجی استادیوم آلیانز آرنا مونیخ

جداره خارجی استادیوم آلیانز آرنا مونیخ

معماری استادیوم آلیانز در درجه اول با جداره نیمه شفاف نما که با رنگ های مختلف نورپردازی می شود، شاخص شده است. این پوسته خاص با ساختار متوازی الاضلاع, ساخته شده از ورقه های بسیار کارآمد و با کیفیت ETFE  نمود ویژه ای دارد که با هیچ ماده دیگری حاصل نمی شود. این ورقه ها از نظر تئوری ٪۱۰۰ قابل بازیافت هستند. به دلیل قابلیت عبور درصد بالای نور و اشعه ماورای بنفشUV ، از این ماده ابتدا برای پوشش گل خانه ها استفاده می شد.

تقریبا همزمان با استادیوم آلیانز، استادیوم دیگری در هانوفر آلمان در حال ساخت بود. (استادیوم دیگری برای جام جهانی که سقف آن از ETFE  شفاف است). در چین هم استخر شنا و استادیوم ملی برای بازی های المپیک ۲۰۰۸ در پکن با استفاده از این مصالح ساخته شده است. پوسته ETFE  استادیوم آلیانز و سقف شفاف استادیوم AHD  توسط کمپانی کرتکس اجرا شد که تخصص آن در زمینه پوسته ها و ساخت صفحات لایه های ترکیبی است.

جداره خارجی استادیوم آلیانز در مونیخ و استخر پکن، ساختارهای شفاف چندلایه بادی هستند. پوشش شفاف سکوها در هانوفر و استادیوم المپیک پکن تک لایه بوده و به صورت مکانیکی در حال کشش هستند.

هر گوشه استادیوم آلیانز, یک ایستگاه پمپ، فشار هوای ثابت داخل اجزای بادی (بالشتک ها) را تنظیم می کند. هر بخش به یک چهارم نما و یک هشتم سقف سرویس می دهد. (۴۵۰ پاسکال برای نما و ۳۰۰ پاسکال برای سقف). لایه خارجی استادیوم آلیانز به مساحت تقریبی ۶۶۵۰۰ مترمربع از ۲۷۸۴ قسمت الماس شکل است.

از این تعداد ۲۷۶۰ مورد اجزای بسته با پوسته دولایه ETFE  و با حجم نهایی ۲۵ مترمکعب هستند. با فرض صاف بودن این اجزای منحنی, محدوده پوشیده شده از این ورق ها حدود ۱۴۷۰۰۰ متر و بازشوی شفاف در كل پوسته خارجی پراکنده هستند که به منظور تهویه و برای خروج دود در مواقع آتش سوزی تعبیه شده اند. فرم لوزی شکل الماس ها از سازه نگه دارنده فولادی دوم (سازه ثانویه) مشتق شده است. بیشتر بارها توسط میله های مفصلی از سازه ثانویه به سازه فلزی اولیه منتقل می شوند.

سایر فاکتورهای تعیین کننده در طراحی پوسته خارجی عبارتند از محافظت در برابر آتش، بار برف, باد و جاری شدن آب از روی پوسته هیچ آیین نامه تکنیکی مشخصی برای پوشانیدن ساختمان با ورق های ETFE  وجود ندارد و موافقت و تصویب آن برای هر پروژه, باید به صورت جداگانه کسب شود. در هنگام آتش سوزی, ورق های ETFE  در دمای ۲۷۵ درجه سانتی گراد شروع به ذوب شدن می کنند. این مساله به امکان فرار از دود و حرارت در محل آتش سوزی کمک می کند. ماده ذوب شده به سرعت جامد می شود و به صورت مذاب بر روی سر تماشاچیان نمی چکد از آنجا که این ماده هم در سقف و هم در نما استفاده شده، موارد لازم برای واکنش مناسب در مقابل آتش، با دقت بسیار لحاظ شده اند.

نازکی بسیار ورق ها به معنای کم بودن بار مرده وزن آن هاست. با جرم حجمی 75/ 1 کیلو نیوتن بر متر مکعب، یک عضو بادی دولایه در مجموع کمتر از یک کیلوگرم بر مترمربع وزن دارد (یک ساختار شیشه ای ۴ میلی متری ۱۰ کیلوگرم بر مترمربع وزن دارد). علاوه بر آن این اجزای بادی فواصل ۵-۴ متر را می توانند پوشش دهند. بنابراین در سازه نگه دارنده نیز (در مقایسه با سایر مصالح شفاف) صرفه جویی می شود.

گرچه در مورد استادیوم آلیانز این مساله مطرح نبود. پیش تنیدگی حاصل از فشار هوای داخل پوسته، به ثبات اجزاء هنگامی که در معرض وزش باد قرار دارند. کمک می کند. در استادیوم آلیانز مونیخ فشار اسمی pa ۳۰۰، تنش متوسطی در حدود یک کیلو نیوتن بر مترمربع ایجاد می کند. محاسبات تاثیر بار باد بر پوسته بادی بر اساس مطالعات و آزمایش تونل باد بر روی مدل ها، انجام شد. گروه مهندسی و طراحی برای مشخص کردن فشار داخلی، یک سیستم محاسباتی ارائه کرد که ماه گاز وارده و میزان پیش تنیدگی پوسته را مدنظر قرار داد. سازمان هواشناسی آلمان، بیش از ۵۰ سال، تعادل آب در لایه های مختلف برف روی زمین را محاسبه کرده است.

بر این اساس، بار برف یک کیلونیوتن بر متر مربع برای سقف استادیوم آلیانز در نظر گرفته شد. در زمستان ۲۰۰۵-۲۰۰۴، وقتی استادیوم تقریبا کامل بود سقف باید بار زیاد برف را برای روزهای متوالی تحمل می کرد؛ برف هیچ گاه روی سقف پخش نشده و از نقاط بلند به سمت فرورفتگی ها جمع می شود. در هر حال افزایش فشار داخلی بالشتک ها لازم نبود چون بیشتر بار به سمت مجاری آب انتقال می یافت. آب باران و برف آب شده در فرورفتگی های بین بخش های پوسته جاری شده و از آن جا به سه مجرای آب خارجی جمع کننده انتقال می یابد. برای جلوگیری از تجمع آب روی قسمت های مسطح سقف، ۱۹۰۰ بالشتک ها به سیستم اتوماتیک جمع آوری آب مجهز شده اند. این سیستم متشکل از یک تیوپ است که در میان دو پوسته امتداد یافته و جاری شدن آب را از هر منفذی ممکن یک سیستم هشداردهنده اتوماتیک نیز به آن اضافه شده است.

طرح استادیوم نتیجه ۱۳۲۹ فرم متفاوت ژئومتریک برای اعضای لوزی شکل است. علاوه بر آن هر عضو تحت بارگذاری متفاوتی قرار می گیرد. محاسبات بارگذاری در هر حلقه بر روی عضوی که بیشترین بار بر آن وارد می شود، انجام شده است. ضخامت اجزای پوسته خارجی ۲۵۰-۲۰۰ میکرون و ضخامت اجزای پوسته داخلی ۲۵۰-۱۵۰ میکرون است اما در بعضی موارد ضخامت پوسته ها به میزان ۵۰ میکرون افزایش یافت. خیز زیاد پوسته ها نسبت به درزها, پهنای ورقه ها را تا حداکثر ۱۷۶۰ متر ممکن می سازد.

برای ساخت پوسته ای که از سه جهت انحنا دارد ورقه ها باید به صورت اشکال مورد نظر بریده شده و نصب شوند. (به صورت صاف به عرض ۱۰ سانتیمتر به نظر می رسد.) در استادیوم آلیانز برای اتصال دو پوسته در لبه ها به یکدیگر، گیره به کار رفته و برای جلوگیری از آسیب به پوسته ها، با افزودن مقاطع نئوپرن (ماده لاستیکی عایق) به قطعات ارتجاعی در لبه پوسته ها امکان انقباض، انبساط و دیگر حرکتهای اعضای نگه دارنده فراهم شده است.