Новые строительные материалы: Самые прогрессивные инновационные строительные материалы
Пять инновационных материалов, которые могут изменить процесс строительства
Опубликовано 17 января 2019, четверг
Производство большинства современных строительных материалов негативно влияет на окружающую среду. Поэтому инженеры по всему миру, занимающиеся инновационными технологиями, разрабатывают новые альтернативные материалы.
Какой самый популярный строительный материал? Он окружает нас днем и ночью, дома и в офисе, в спортзале и в театре. Это цемент.
Цемент, так же как кирпич, дерево, сталь и стекло, повсеместно используется в строительстве. Эти строительные материалы стали популярными благодаря своей универсальности, низкой стоимости и практичности. Тем не менее, у них есть недостатки.
При производстве кирпича происходит деградация почвы, связанная с добычей сырья. Древесина пожароопасна, стекло хрупкое, сталь ржавеет.
Чтобы снизить влияние этих недостатков инженеры, ученые и стартапы предлагают альтернативные материалы, которые помогают повысить эффективность основных элементов зданий.
1. 3D-печать биопластика
Серьезной проблемой в строительной отрасли являются отходы. Различные исследования приводят к тому, что 20-30% строительных материалов выбрасываются. Это представляет огромную экологическую проблему и приводит к экономическим затратам.
Голландская фирма Aectual считает, что ее биопластиковые конструкции могут изменить ситуацию. Фирма использует большие 3D-принтеры для создания комплексных сложносоставных конструкций, от полов до фасадов, лестниц и даже целых зданий. Помимо использования 3D-принтеров для строительства зданий, использование биопластиков является инновационным с точки зрения прочности и сокращения отходов.
Компания заявляет, что биопластик, используемый в ее 3D-принтерах, сделан из возобновляемых на 100% растительных полимеров. Также эти принтеры могут использовать переработанную пластмассу. Если принтер совершит ошибку, пластик можно измельчить и вернуть обратно в строительную смесь.
2. «Программируемый» цемент
При смешивании цемента с водой, песком и камнем образуется бетон – основа большинства современных зданий. Но бетон пористый, пропускает воду и химические вещества. Это ухудшает качество бетона, и может привести к ржавчине при его использовании, например, со стальными опорами, которые в него закрепляются. Проблема в том, что на молекулярном уровне бетонные частицы образуются случайным образом, образующееся пространство позволяет проходить жидкости и другим соединениям.
Ученые из Университета Райса, штат Техас, разработали метод «программирования» молекулярной структуры бетона в момент схватывания. Строители могут «настроить» цемент заранее таким образом, что он будет формироваться в более плотно упакованные кубы, сферы или ромбовидные структуры.
Ученые обнаружили, что, добавляя отрицательно и положительно заряженные поверхностно-активные вещества к цементной смеси, им удается контролировать форму, которую частицы цемента принимают во время схватывания.
С практической точки зрения это означает, что бетон будет затвердевать более плотно, будет не таким пористым, и станет значительно прочнее. Более того, ученые предполагают, что для формирования таких усиленных структур потребуется меньше цемента.
3. Гидрокерамика
В жаркий летний день в душном офисе мы включаем кондиционер. Работа систем кондиционирования воздуха приводит к повышенному потреблению электроэнергии. Можно ли создавать здания с помощью материалов, которые сами способны управлять температурой?
Это и стало целью недавнего проекта в архитектурной школе IAAC в Барселоне. Исследователи разработали прототип материала, который они называют гидрокерамикой. Он обеспечивает пассивное охлаждение здания и может снизить температуру в здании на 5°C по сравнению с температурой на улице.
Материал представляет собой фасадное покрытие из керамических панелей. Панели пропитаны гидрогелем, нерастворимым полимером, который может поглощать воду до 500 раз больше своего веса. То есть фасад способен впитывать влагу из воздуха. В жаркие дни вода, скопившаяся в полимере, начинает испаряться и охлаждать здание. IAAC описывает это как «дыхание» здания за счет испарения и конденсации. Исследователи предполагают, что в зданиях, обшитых этим материалом, будет на 5 – 6°C прохладнее, чем снаружи. Таким образом, можно снизить расходы на кондиционирование воздуха на 28%.
4. Кирпичи bioMASON
В мире каждый год производятся триллионы кирпичей. В процессе производства они нагреваются в печах до чрезвычайно высоких температур, что требует большого количества энергии.
Компания BioMASON из Северной Каролины надеется это изменить.
В этом стартапе был открыт способ «выращивания» бетонных кирпичей за счет бактерий.
Это происходит при температуре окружающей среды, что исключает необходимость обжига. Вдохновленная таким явлением как создание коралла – естественной, но очень твердой субстанции – компания разработала метод «выращивания» бетонного кирпича. Компания помещает песок в прямоугольные формы и вводит туда бактерии, которые обволакивают собой каждую песчинку. Затем эта смесь в течение нескольких дней орошается водой, богатой питательными веществами.
В результате образуются кристаллы карбоната кальция, которые «растут» вокруг каждой песчинки, образуя за несколько дней твердое, как камень, вещество. BioMASON заявляет, что ее продукты соответствуют стандартным кирпичам. При этом для их создания требуется значительно меньше энергии, что намного экологичнее.
5. Панели Alusion
Кирпич, листовой металл, бетон и цветная штукатурка являются основными материалами для строительства потолков, полов и облицовки. ALUSION, продукт канадской компании Cymat Technologies, предлагает архитекторам и дизайнерам нечто большее.
Материал считается универсальным и подходит для покрытия зданий, дверей, полов и многого другого.
Сотрудники компании открыли способ впрыскивать воздух в расплавленный алюминий. За счет дисперсии керамических частиц в смеси образуются пузырьки, похожие на пузырьки воздуха в плитке шоколада.
Помимо того, что это очень эффектный материал для дизайна, ALUSION предлагает такое преимущество как снижение шума. Вся продукция на 100% пригодна для вторичной переработки, обладает высокой прочностью и сделана из негорючих материалов.
Несомненно, что многие из новых строительных материалов будут использоваться десятилетиями, возможно веками. Инновации всегда являются перспективным направлением.
ИСТОРИЯ
Бетон Древнего Рима становится только крепче
Загадка древней инженерии заключается в том, как римляне строили бетонные конструкции, которые просуществовали тысячи лет. Римляне вкладывали значительные усилия в разработку бетона.
Исследование римского бетона в 2017 году показало, что он был сделан из вулканического пепла, морской воды, извести и кусков вулканической породы. При первоначальной закладке между этими ингредиентами происходят химические реакции и образуются новые вещества, в том числе такой редкий минерал, как тоберморит. При появлении трещины в бетоне, начинает формироваться еще больше кристаллов тоберморита и тем самым трещина заделывается сама по себе.
Римский бетон изготавливался из редкого вулканического пепла, поэтому не был широко распространен. Тем не менее, эта находка дает возможность по-новому взглянуть на бетон: в то время как современные материалы нацелены только на затвердевание и никогда не изменяются, римский бетон восстанавливается самостоятельно.
Современные строительные материалы
В прошлом номере мы рассказывали о материалах, из которых чаще всего строят частные дома. Это классика жанра – кирпич и дерево. Но строительные технологии не стоят на месте, сегодня традиционным материалам придумали немало альтернатив: газобетон, пеноблоки и керамический кирпич. И они зарекомендовали себя наилучшим образом.
Газобетон
Газобетон получают при помощи добавления газообразующего компонента в смесь из воды и кремнеземистого материала. В процессе химической реакции в составе образуются поры, заполненные воздухом, которые значительно снижают не только массу плит, но и их прочность. Невысокая прочность газобетонных плит может стать помехой только при строительстве высоких зданий.
Для малоэтажного строительства газобетон – отличный материал.
В связи с низкой массой материала для дома в один-три этажа не требуется укрепленный фундамент. Пористая структура плит хорошо удерживает тепло, что значительно снижает расходы на отопление. Долговечность газобетона гораздо выше по сравнению с другими материалами, к тому же такие плиты огнеупорны и предотвращают распространение огня в случае возгорания.
Помимо чисто технологических плюсов у газобетона есть и скрытые преимущества. Во-первых, он дает широкие архитектурные возможности: блоки легко распиливаются под нужный размер и форму, поэтому любая дизайнерская фантазия может быть свободно воплощена в жизнь.
Газобетон выпускается гладкими плоскими плитами, почти не нуждающимися в выравнивании. За счет этого снижается стоимость внутренней и внешней отделки. Наконец, газобетон, в отличие от обычного бетона, легко просверлить, и для монтажа каких-либо конструкций хозяину не придется всякий раз вызывать специалистов.
К недостаткам этого материала можно отнести низкую механическую прочность.
По сравнению с плотностью фундамента, газобетон имеет более хрупкую текстуру, поэтому, для того чтобы плиты перекрытия не разрушали газобетонные блоки, в месте стыков их необходимо армировать.
Помимо этого, такой материал обладает малой эластичностью, и в случае деформации фундамента, вся конструкция может пойти трещинами. Для того чтобы этого не произошло, нужно, опять же, дополнительно укреплять места стыков или использовать монолитный ленточный фундамент.
Газобетонные плиты имеют довольно большую ширину, которая «съедает» полезную площадь в доме, это необходимо учитывать еще на этапе проектирования.
Дом из пеноблоков
Пенобетон – самый распространенный на сегодняшний день материал для строительства частных домов. Он представляет собой смесь песка, цемента, воды и пены. Легкий и теплый, материал удобен в работе, ему можно придать любой размер, он не требует массивного фундамента, и с возведением стен из такого материала справится даже непрофессионал.
Пеноблоки выпускаются большими прямоугольными плитами серовато-белого цвета, и для постройки стены не требуется большого количества, в отличие, к примеру, от кирпича, который выкладывается в несколько слоев. Временные затраты, соответственно, тоже снижаются.
К очевидным плюсам пенобетона можно отнести его низкую теплопроводность, за счет чего снижаются расходы на отопление дома. В случае пожара легкий пеноблок не взрывается, как обычный бетон, и не выделяет токсичные вещества, поскольку в его составе отсутствуют шлаки и щебень.
Пенобетон экологичен, он поддерживает оптимальный микроклимат в доме, прекрасно вентилируется и не гниет, в отличие от дерева. Наконец, благодаря своей пористой структуре, содержащей крошечные воздушные камеры, пенобетон обладает высокими шумопоглощающими свойствами и позволяет сэкономить на дополнительной звукоизоляции.
Основной недостаток пенобетона – его гигроскопичность, т.
е., способность впитывать влагу. Избыточная влага в стенах приводит к тому, что дом отсыревает, повышается его теплопроводность, а это чревато появлением плесени. Если за лето бетон впитает много влаги, зимой это может привести к тому, что стены потрескаются. Для того чтобы этого не произошло, необходимо прокладывать паровой барьер: грунтовать стены и шпатлевать их внутренние поверхности.
Покупая пенобетон в качестве основного строительного материала, необходимо документально проверить, какое время он подвергался выдержке. Дело в том, что пенобетон медленно набирает прочность, и со временем процесс его затвердевания не прекращается. Если у производителя нет соответствующих помещений, в которых пеноблоки должны выдерживаться, существует риск купить хрупкий материал, который со временем быстро разрушится.
В процессе внутренней отделки таких домов необходимо учитывать все характеристики пенобетона, и подбирать соответствующие материалы. Для лучшей вентиляции стен нужно использовать навесные гипсокартонные конструкции, под которые помещаются пароизоляционные мембраны.
В зависимости от предпочтений можно отделывать внутренние поверхности деревом, МДФ, акриловыми красками по штукатурке и обоями, но следует помнить, что все эти материалы должны быть обработаны влагозащитными составами.
Прозрачный бетон
На первый взгляд, это словосочетание кажется фантастическим и нереальным. Прозрачный бетон, или литрокон – достаточно новый материал, он появился в 2005 году и уже завоевал популярность на рынке строительных материалов благодаря своей прочности и водостойкости.
Прозрачный бетон – композитный материал, который состоит из смеси цементного раствора и стеклянных оптоволоконных нитей, пропускающих свет. Благодаря этому сквозь плиты такого материала можно увидеть силуэты окружающих предметов, и сегодня прозрачный бетон применяется не только для строительства ограждений и суперсовременных зданий, но и для производства аксессуаров: светильников, мебели и т.
д.
Количество оптоволокна составляет всего 5% от общей массы плиты, за счет чего она не теряет в прочности, но приобретает исключительно воздушный вид. Прозрачный бетон отличается высокими огнеупорными, износоустойчивыми характеристиками, не впитывает влагу и не разрушается при низких температурах, что делает его перспективным материалом для строительства частных домов.
Литрокон широко применяется для строительства подвалов, кладовых, ванных комнат, т.е. глухих и плохо освещенных помещений. Из прозрачного бетона строят крыши мансард и фасады с внутренней подсветкой. Единственный минус этого материала – пока еще высокая по сравнению с остальными цена.
Прозрачный бетон был разработан венгерским архитектором Ароном Лосконши. Ему первому пришла в голову идея соединить монументальную прочность бетона с невесомой прозрачностью стекла. В итоге получился почти космический материал, идеальный для строительства экстравагантных домов и зданий в стиле хай-тек.
Кроме того, из прозрачного бетона выкладывают тротуары и дорожки, которые смотрятся совершено нереально и создают ощущение, будто человек ступает по облакам.
Керамический кирпич
Керамический кирпич получают разными способами: методом пластического формования, сухого прессования, обжига с добавлением опилок и т.д. Благодаря этому достигаются различные свойства кирпича, такие, как пористость, морозоустойчивость, влагостойкость.
Керамический кирпич бывает разных видов: полнотелый, пустотелый и лицевой. Полнотелый, или рядовой, кирпич используется при возведении основных стен и фундамента здания. Он отличается высокой прочностью, морозоустойчивостью и не трескается при перепаде температур.
Пустотелый, или поризованный кирпич обладает меньшей плотностью, но более высокими теплоизолирующими свойствами. Этот материал применяют при постройке внутренних стен и несущих конструкций. Кирпич обработан особым способом и имеет желобки на внешних сторонах.
Благодаря этому снижается расход кладочного раствора и появляется возможность идеальной подгонки кирпича друг к другу.
Тепло- и шумоизоляция здания повышается, соответственно, уменьшаются расходы на отопление и дополнительную внутреннюю отделку. Пустотелый керамический кирпич – сравнительно недорогой и доступный материал для частного строительства.
Облицовочный кирпич представлен огромным ассортиментом цветов, форм и фактур. Это декоративный материал, применяемый для отделки фасадов здания и элементов интерьера. При помощи него выкладывают клумбы и дорожки на приусадебном участке, арки и колонны, камины и внутренние стены. Лицевой кирпич может быть стилизован под мрамор, гранит, дерево, гальку и многое другое. Этот материал хорошо знаком и используется в строительстве уже не один десяток лет.
Многообразие строительных материалов на рынке позволяет выбрать оптимальный вариант, подходящий именно вам.
Главное, что стоит помнить, – не нужно отталкиваться только от популярности или цены материала. В строительстве важно учесть все составляющие: от климата и особенностей почвы, на которой будет стоять дом, до возможных расходов на дополнительное утепление или отделку.
К минусам керамического кирпича можно отнести, пожалуй, только его стоимость. Также его необходимо приобретать с существенным запасом, т.к. кирпич из разных партий может отличаться по цвету. В остальном, этот материал отвечает самым высоким требованиям на сегодняшний день.
Если ваш дом уже построен, отделан и приносит радость всей семье, можно поэкспериментировать с экзотикой и соорудить у себя на участке ледяной домик. Разумеется, жить в нем вы не сможете, но представьте, сколько удовольствия в зимнее время он принесет всем окружающим!
Для строительства такого дома вам не потребуются сложные инженерные расчеты, дорогостоящие материалы и аксессуары.
Готический замок или летающая тарелка? Полет фантазии здесь неограничен. А подсветка из разноцветных фонарей сделает его по-настоящему сказочным.
Материалы для отделки
Для наружной отделки дома применяются самые разнообразные материалы. Здесь, опять же, все будет зависеть от материальных возможностей и стилистических предпочтений.
Отделка сайдингом распространена благодаря его невысокой цене и простоте монтажа. Для такой отделки не требуется дополнительное выравнивание наружных стен. Напротив, сайдинг скрывает косметические дефекты и делает стены ровными и аккуратными.
Натуральный или искусственный камень придает экстерьеру дома благородный вид. Такой материал хорош для тех, кто предпочитает классические решения и придерживается традиционных взглядов. Стоимость природного и искусственного камня отличается в разы, но характеристики у них во многом совпадают.
Штукатурку применяют, в основном, для отделки домов, построенных из кирпича или газоблоков. Это наиболее распространенный вариант отделки на сегодняшний день. Оштукатуренный фасад приобретает дополнительную устойчивость к перепадам температур и влажности. Кроме того, при помощи нее маскируются все швы, трещины и неровности. А при помощи декоративной штукатурки можно создавать различные узоры и элементы декора.
Многообразие строительных материалов на рынке позволяет выбрать оптимальный вариант, подходящий именно вам. Главное, что стоит помнить – не нужно отталкиваться только от популярности или цены материала. В строительстве важно учесть все составляющие: от климата и особенностей почвы, на которой будет стоять дом, до возможных расходов на дополнительное утепление или отделку.
Лучшие экологически чистые строительные материалы для построения лучшего будущего
Одним из вопросов, который часто возникает при обсуждении будущего строительства, является устойчивость.
По данным Architecture2030, строительный сектор является одним из крупнейших источников выбросов парниковых газов (ПГ), при этом на занятые здания приходится почти 40% глобальных выбросов ПГ.
Добыча и производство строительных материалов также в значительной степени способствуют изменению климата. Согласно отчету Программы ООН по окружающей среде:
Около 40-50% общего потока сырья в мировой экономике используется в производстве строительных изделий и компонентов, что значительно увеличивает выбросы энергии и парниковых газов на жизненный цикл зданий. Кроме того, озабоченность по поводу нехватки минеральных ресурсов и особенно водных ресурсов обуславливает дополнительную безотлагательность расширения узкого внимания к использованию энергии в зданиях и связанным с этим выбросам парниковых газов.
Очевидно, что строительная отрасль должна лучше защищать окружающую среду. В конце концов, это единственная планета, на которой мы можем жить (которую мы знаем), поэтому содействие устойчивому развитию пойдет на пользу нам — и будущим поколениям.
Хорошие новости? Профессионалы в области строительства уже предпринимают шаги в правильном направлении. Строители сейчас изучают экологичные строительные материалы, чтобы заменить такие вещи, как бетон, который является основным источником выбросов.
В этом посте собраны некоторые известные примеры экологичных строительных материалов. Посмотрите и посмотрите, сможете ли вы использовать их в своих проектах.
1. Сгибаемый бетон
Сгибаемый бетон, также известный как технический цементный композит (ECC), представляет собой тип бетона, который может выдерживать изгиб. В отличие от обычного бетона, который является хрупким и может легко треснуть или сломаться, гибкий бетон в пятьсот раз более устойчив к растрескиванию и более эффективно поглощает удары.
Это связано с тем, что ECC содержит небольшие полимерные волокна, повышающие пластичность материала. Хотя гибкий бетон состоит из тех же ингредиентов, что и его традиционный аналог, именно эти волокна делают ECC более гибким и долговечным.
Гибкий бетон также более устойчив. Он может быть наполнен углекислым газом, который укрепляет бетон при использовании меньшего количества цемента и снижает выбросы углерода.
Пластичность ECC также снижает финансовые и экологические затраты зданий. В то время как традиционный бетон легко ломается и, как правило, требует ремонта, гибкий бетон может выдерживать более высокое давление. Это означает, что его не нужно обслуживать или ремонтировать, поэтому строители тратят меньше времени, ресурсов и выбросов углерода при его использовании.
Сгибаемый бетон существует уже несколько десятилетий и доказал свою прочность и эффективность. Например, соединительная плита ECC, которая использовалась для замены обычного компенсационного шва на настиле моста в Мичигане, прослужила более 10 лет без технического обслуживания или ремонта.
2. Массивная древесина
Источник фотографии: Провинция Британская Колумбия Массивная древесина создается путем механического склеивания различных типов хвойной древесины с образованием крупных сборных деревянных компонентов.
Он может быть в нескольких формах, в том числе из клееного бруса (CLT), из клееного бруса (LSL), из клееного бруса (LVL), из клееного бруса (NLT) и из клееного бруса (GLT).
Массовая древесина набирает обороты в Соединенных Штатах, и строители все чаще используют ее для таких вещей, как крыши, полы, балки, колонны и многое другое.
С точки зрения экологичности массивная древесина служит жизнеспособной заменой традиционных строительных материалов, таких как сталь и бетон, которые имеют более высокий углеродный след. Использование массивной древесины вместо обычных строительных материалов может значительно сократить выбросы.
В исследовании, опубликованном в Journal of Building Engineering, сравнивалось воздействие на окружающую среду между железобетонным зданием и коммерческим зданием с гибридным CLT, и было обнаружено, что «в среднем на 26,5% достигается снижение потенциала глобального потепления в здании с гибридным CLT по сравнению с бетонное здание, исключая биогенные выбросы углерода»..jpg)
Более того, здания из массивной древесины можно строить быстрее и с меньшими потерями, что еще больше снижает воздействие проектов на окружающую среду.
Вы можете увидеть массовую древесину в действии в T3 (Timber, Technology, Transit), офисном здании в Миннеаполисе. Структура построена из массивной древесины и спроектирована как высокоэффективное здание, которое может «реагировать на постоянно меняющийся климат Миннеаполиса».
3. Спасательные материалы
Повторное использование и переработка материалов уже давно являются ключевыми принципами устойчивого развития. Профессионалы в области строительства могут применять эти экологические принципы, решив использовать в своих проектах утилизированные материалы. Это дает строительным материалам вторую жизнь и помогает предотвратить попадание отходов на свалки.
В некоторых случаях покупка переработанных материалов также может снизить затраты и улучшить эстетику и функциональность здания.
Здание Кенеда для инновационного устойчивого дизайна в Технологическом институте Джорджии является одним из примеров проекта, в котором использовались утилизированные материалы.
Менеджер проекта Skanska USA Джимми Митчелл использовал несколько материалов для строительства здания.
Джимми переработал старую сланцевую черепицу с крыши здания Ассоциации выпускников Технологического института Джорджии и использовал ее на стенах и полах душевых и туалетов нового здания. Он также использовал пиломатериалы из поваленных штормом деревьев на территории кампуса и использовал их для изготовления стоек и скамеек внутри здания Кендеда. Между тем, сосновые балки сердца, которые изначально были частью Tech Tower, были преобразованы в нити, используемые в лестнице нового здания.
Узнайте больше об истории здания Кендеда и о том, как оно выводит экологичность на новый уровень, в следующем документальном фильме.
4. Бамбук
Источник фото Еще одна экологичная альтернатива обычным строительным материалам. Бамбук обладает высокой гибкостью, что позволяет строителям использовать его как в строительных, так и в декоративных целях. Бамбук легко найти и достать, так как дерево растет в разных частях мира.
Более того, бамбук производит очень мало отходов. Целый ствол бамбукового дерева можно использовать в строительстве, а любые оставшиеся части можно компостировать, что означает, что они естественным образом разрушаются обратно в землю.
Отель Tiing на Бали использовал бамбук вместе с бетоном для создания текстурированных стен, которые хорошо сочетались с окружающей природой.
В интервью Dezeen архитектор отеля Ник Брансдон сказал: «Материальность этого проекта направлена на работу с местным контекстом, методами строительства, ресурсами и климатом — суровый регионализм… В тропическом климате чистая отделка потребует много усилий. обслуживание; здесь материал будет выветриваться, усиливая характер архитектуры и места».
5. Мицелий
Слова «грибы» и «строительство» обычно не употребляются в одном предложении, но мицелий может изменить это.
Мицелий представляет собой вегетативную структуру гриба и после высыхания становится очень прочным и устойчивым к плесени, воде и огню.
Как и бамбук, мицелий органичен и поддается компостированию, поэтому оставляет мало отходов и практически не оказывает негативного воздействия на окружающую среду.
В сочетании с такими материалами, как древесина, опилки и отходы сноса, мицелий можно формовать в кирпичи, используемые для строительства зданий и их частей.
Мицелий еще не используется в массовом масштабе, но есть несколько примечательных примеров. В 2014 году в Квинсе, штат Нью-Йорк, было построено строение из органического кирпича, известное как Hy-Fi. В здании, созданном в рамках программы MoMA для молодых архитекторов, использовались органические, биоразлагаемые кирпичи, сделанные из мицелия.
6. Сборный железобетон
Источник фото: Jorge Láscar Сборный железобетон изготавливается за пределами строительной площадки перед транспортировкой на строительную площадку. В отличие от монолитного бетона, который заливается, формуется и отверждается на месте, сборный железобетон отверждается на предприятии производителя и доставляется на строительную площадку.
Сборные железобетонные плиты более экологичны, поскольку для их производства требуется меньше энергии и материалов. Вы также можете повторно использовать строительные процессы, такие как пресс-формы и формы, тем самым сокращая количество отходов.
Некоторые из самых известных в мире конструкций используют этот материал. Например, каркасы крыши Сиднейского оперного театра сделаны из сборного железобетона.
7. Бетон, напечатанный на 3D-принтере
3D-печать может оказать существенное влияние на производительность и экологичность строительства. 3D-печать бетоном позволяет спроектировать любую форму в цифровом виде и воплотить — или, скорее, распечатать — ее в реальном мире.
В отличие от традиционного строительства, которое потребляет много энергии из-за необходимости транспортировки материалов и прохождения сложных цепочек поставок, 3D-печать позволяет строителям проектировать и строить быстрее, тем самым экономя время, деньги и энергию. А поскольку опалубку можно использовать повторно, бетон, напечатанный на 3D-принтере, производит меньше отходов.
Этот метод используется для создания самого длинного 3D-печатного моста в мире. Расположенный в городе Неймеген в Нидерландах, мост строится на территории первой в Европе промышленной и коммерческой фабрики 3D-печати, созданной Royal BAM Group nv (BAM) и компанией по производству материалов Saint-Gobain Weber Beamix (Saint-Gobain).
Давайте построим более устойчивое будущее
Существует несколько путей к устойчивому развитию, и лучший способ действий зависит от вашего бизнеса.
Хороший способ начать работу — провести исследование. Выясните, что подходит именно вам, изучив различные строительные материалы на рынке и протестировав их в своих проектах.
15 футуристических строительных материалов, меняющих конструкцию – 1 сборка
Содержание
- Как строители могут улучшить качество и стоимость, используя новые материалы
- Перспективное строительство FTW
Как строители могут улучшить качество и стоимость, используя новые материалы
Добытый камень.
Конкретный. Нержавеющая сталь. Оргстекло. Эти бытовые строительные предметы были изобретены давно, но в свое время произвели революцию в строительной отрасли. Фактически, эти материалы имели такое огромное значение, что в наши дни мы часто не рассматриваем другие варианты при осуществлении строительного проекта. Это отношение, вероятно, изменится, поскольку передовые строительные материалы продолжают поступать в цепочку поставок. Некоторые из них могут быть просто временными тенденциями, но другие настолько инновационны, что просто обязаны выдержать испытание временем. Вот краткий обзор 15 новых материалов, устанавливающих стандарты будущего в строительной отрасли.
1. Самовосстанавливающийся бетон
К настоящему времени в строительной отрасли стало почти законом, что бетон неизбежно растрескивается, поэтому компенсационные швы вырезаются в бетоне, чтобы контролировать, где эти трещины возникают. Но что, если бы бетон мог залечивать непреднамеренные трещины, резко сокращая затраты на техническое обслуживание и ремонт? Самовосстанавливающийся бетон включает активируемые водой бактерии, которые покрывают трещины кальцитом, чтобы запечатать их.
2. Сверхлегкие углеродные соединения
Сталь образует большую часть конструкции, которую мы используем в строительстве, но в некоторых ситуациях она слишком тяжелая, чтобы ее можно было легко поддерживать. Однако некоторые сверхлегкие углеродные соединения, такие как графен, могут обеспечить в десять раз большую прочность стали, а некоторые соединения в 75 раз легче пенополистирола. Эти аспекты делают его идеальным для уменьшения размеров фундамента и ударов, что позволяет строить на более деликатных структурах грунта.
3. Модульные конструкции из бамбука
Бамбук стал очень популярным строительным материалом за последнее десятилетие или два, поскольку он перерос свои корни в Юго-Восточной Азии. Но отчасти причина, по которой он использовался вокруг Огненного кольца на протяжении веков, заключается в его устойчивости к землетрясениям, долговечности и стабильности. Последние достижения позволяют проектировать модульные конструкции из этого динамичного материала, который может быть в два-три раза прочнее стали и расти до четырех футов в день.
4. Полупрозрачная древесина
На протяжении тысячелетий древесина была одним из основных строительных материалов, ее снова и снова находили в местах раскопок древностей. Однако относительно недавний процесс представляет новый динамический процесс, который делает этот обычно непрозрачный материал полупрозрачным, почти прозрачным. Лигнин в древесине удаляется с помощью химического процесса, а затем оставшиеся пространства заполняются прозрачным полимером, что делает материал практически прозрачным.
5. Синтетический шелк паука
Стальные тросы уже более века используются для укрепления самых разных конструкций, несмотря на то, что при этом увеличивается их вес. Благодаря достижениям в области генной инженерии искусственный шелк паука был разработан с использованием бактерий для производства, который имеет прочность на растяжение стали, но является более гибким и легким материалом. Четырехмиллиметровый пучок прядей достаточно прочен, чтобы выдержать вес взрослого мужчины.
6. Прозрачный алюминий
В «Звездном пути IV» Скотти думал, что прозрачный алюминий будет разработан примерно в 2130 году, но цифровая трансформация ускорила процесс, предоставив нам этот продукт более чем на столетие раньше. Эта смесь алюминия, кислорода и азота устойчива к окислению, коррозии и излучению и на 85% прочнее сапфира. Tesla использует этот материал в своих полуприцепах, но он также хорошо работает в зонах с высокой степенью абразивности, таких как пляжи и пустыни, а также в подводных и космических средах.
7. Алюминиевые пенопластовые панели
Металлические алюминиевые панели десятилетиями использовались для привлечения внимания к архитектуре и дизайну современных зданий, но только недавно этот легкий материал стал еще легче и универсальнее в производстве алюминия. вспенивание, процесс, который включает в себя проталкивание воздуха через расплавленный алюминий для получения ряда различных уникальных покрытий. Несмотря на то, что в крупносерийном производстве все еще разрабатываются некоторые изгибы, эти панели имеют большие перспективы для будущего использования в строительстве.
8. Светоотражающий бетон
Бетон в той или иной форме существует со времен римлян, но только в непрозрачной форме. Внедрение широкого спектра материалов изменило свойства этого строительного материала, но ни один из них не изменил этого конкретного аспекта до внедрения стекла в среду. Добавление крошечных шариков из стекла или волоконно-оптических нитей позволяет ввести свет в непрозрачный материал, создавая отличный вариант для освещения вывесок, разметки улиц и тротуаров или создания других уникальных архитектурных деталей.
9. Нанокристаллические «умные» окна
Оконные пленки, покрытия и аналогичные приспособления используются уже более полувека, но появление «умных» окон с кристаллическими наноструктурами вывело эти приспособления на совершенно новый уровень. Введение энергии в эти специально разработанные интеллектуальные окна позволит переключаться между уровнями непрозрачности, улучшая термическую устойчивость к теплу или холоду, сохраняя при этом конфиденциальность тех, кто находится внутри.
10. Кирпич шерстяно-целлюлозный
Стандартные глиняные кирпичи производились на протяжении веков для создания прочных, прочных конструкций, стен и дорожек, но, как правило, с несколько более высокими производственными затратами из-за температур, необходимых для обжига кирпичей. Недавние исследования новых способов переделки этих традиционных материалов привели к разумному сочетанию шерсти и морских водорослей для создания более легкого и прочного кирпича, для сборки которого требуется меньше энергии.
11. Гидрокерамические мембраны
Хотя кондиционирование воздуха существует уже несколько десятилетий, затраты на охлаждение внутренних помещений привели к постоянному поиску более эффективных методов охлаждения воздуха вокруг нас. Одним из недавно разработанных вариантов являются гидрокерамические мембраны, в состав которых входят гидрогели, керамика и ткань. Этот материал использует испарение и адаптацию материала к окружающей среде, чтобы выдерживать температуру и влажность внутри конструкции.
12. Кирпичи для очистки от загрязнений
Кирпич использовался на протяжении многих лет, особенно во время промышленной революции, когда впервые была использована сила пара — и появилась первая серьезная угроза загрязнения воздуха в виде угольного дыма. Но Breathe Brick был разработан, чтобы помочь решить эту проблему, фильтруя наружный воздух через кирпичи, осаждая любые загрязняющие вещества во внутреннем основании конструкции стены и доставляя чистый воздух внутрь конструкции.
13. Прозрачные фотоэлектрические элементы
Людям нравится идея возобновляемой солнечной энергии, но они могут не захотеть или не иметь возможности разумно устанавливать солнечные панели на своей территории. С добавлением больших стеклянных пролетов во многих современных домах и предприятиях некоторые исследователи разработали способ получить больше оконного пространства при одновременном производстве энергии путем включения в окна прозрачных фотоэлектрических элементов, позволяющих оконному пространству генерировать электроэнергию.
в то же время.
14. Терморегулирующие панели из биомассы
Мы обсуждали, как гидрокерамические мембраны помогают охлаждать здания, но что, если вы находитесь в районе с умеренными температурами, требующими обогрева, а не только охлаждения? Одним из многообещающих вариантов является использование панелей из биомассы, которые способствуют терморегулированию. Включая водоросли, они используют гель, который реагирует на внешнюю температуру, чтобы самостоятельно регулировать внутреннюю температуру стеновой системы, нагреваясь, когда холодно, и охлаждая, когда жарко.
15. Сверхлегкие композитные материалы
Подрядчики всегда находили множество различных вариантов экономии на стоимости материалов, от очень хороших до очень странных. Тем не менее, в связи с сегодняшним стремлением перерабатывать как можно больше материалов и сокращать отходы, есть много новых вариантов, которые опробуются. Одним из наиболее креативных вариантов, появившихся в последнее время, стала комбинация поливинилхлорида (ПВХ) и куриных перьев с высоким содержанием кератина, улучшающая свойства механической и термической стабильности комбинации для получения прочных и легких композитов.