5 інноваційних будівельних матеріалів майбутнього

Інноваційні будівельні матеріали можуть зробити великий внесок у ефективність використання ресурсів. Далі ми покажемо вам декілька обраних прикладів з дослідницької та будівельної практики, які мають великий потенціал у майбутньому.

Інноваційні панелі підлоги зі зниженням ваги на 70 відсотків

Дослідники з архітектурного відділу ETH в Цюріху розробили бетонні елементи підлоги, які не потребують сталевого армування і на 70 відсотків легші за звичайні бетонні підлоги. Секрет зменшення ваги полягає в арочних панелях і панелях з геометричною формою, які базуються на старих техніках будівництва склепінь в соборах.

Несуча плита елементів підлоги товщиною всього два сантиметри і завдяки своїй формі не потребує арматурної сталі для армування. З метою зменшення витрат на виготовлення елементів замість звичних форм для лиття використовували 3D-друк. Однак елементи були зроблені не з бетону, а з піску в поєднанні зі спеціальним в’яжучим агентом. Філіп Блок з ETH Zurich пояснює інноваційну систему наступним чином:

«Це просто пісок, скріплений простим в’яжучим речовиною. Матеріал справді м’який, цей невеликий шматочок легко можна відламати вручну. Але якщо ви сформуєте його так, щоб він поглинав сили - що ми виявили за допомогою розробленого нами алгоритму - тоді ви зможете ходити по цьому м’якому матеріалу. І ви маєте надійну конструкцію, яка на 70 відсотків легша за звичайні стелі ".

Зараз нові плити перекриття випробовуються на даху дослідницької будівлі NEST, де має бути збудований двоповерховий легкий гостьовий пентхаус. Для цього елементи підлоги розміром 5 х 5 метрів модульно виготовляються, а потім встановлюються на місці. У порожнинах між бетонними ребрами можна прокласти кабелі для вентиляції, охолодження та опалення, що також економить простір.

Ви можете знайти детальну інформацію про це на лекції Філіппа Блока:

Невидиме акустичне покриття для круглих поверхонь

Багато акустичні рішення виконують своє призначення, але часто не можуть відповідати естетичним вимогам архітектури. Високоінноваційна та стабільно вироблена система BASWA вирішує цю проблему за допомогою непомітного і невидимого акустичного рішення. Інноваційний будівельний матеріал створює абсолютно гладку стелю, яка має високу акустичну активність і відфільтровує будь-які відбиття. Навіть круглі або криволінійні поверхні можна без проблем покрити звукопоглинанням. У порівнянні зі звичайними рішеннями, система пропонує ще одну значну перевагу, оскільки її можна поєднувати з охолоджувальною стелею.

Фото: Trockenbau Weissmann GmbH, проект: Bellis Bar в Копенгагені

Вуглецевий бетон: висока несуча здатність, легкий та стійкий

Новий композитний матеріал вуглецевий бетон (текстильний бетон) може зробити революцію в цілій архітектурі. Високоефективний матеріал - це поєднання бетону та вуглецевих волокон. Він має більшу міцність, довговічність і легкість, ніж звичайний бетон. Найбільш помітними перевагами матеріалу є:

Вуглець не іржавіє. На відміну від залізобетону, для захисту вуглецю не потрібні товсті шари бетону. Споживання піску та викиди СО2, пов'язані з виробництвом залізобетону, можуть бути значно зменшені.
Будівельний матеріал може бути виготовлений з будь-якої речовини, що містить вуглець. Наприклад, в даний час дослідники використовують лігніни, відходи виробництва, що створюються під час виробництва деревини.
Несуча здатність вуглецю в п’ять-шість разів вища, ніж у залізобетону.
Карбонова версія в чотири рази легша, а термін служби значно довший.

Вартість вуглецевого бетону, як видається, дуже висока - близько двадцяти євро порівняно із залізобетоном, який становить один євро за кілограм. Однак, якщо врахувати економію матеріалу приблизно на 75 відсотків, а також довговічність, міцність та корозійну стійкість матеріалу, витрати компенсують один одного.

Перший вуглецевий будинок повинен бути побудований у кампусі Технічного університету Дрездена у 2019 році. Консорціум "C³ - залізобетонний композит" під керівництвом ТУ оцінив вартість будівництва близько 5 мільйонів євро для двоповерхового еталонного майна.

"C-Cube повинен ілюструвати властивості вуглецевого бетону і бути яскравим прикладом філігранної, легкої та тонкої конструкції", - підкреслює голова правління C³ професор Манфред Курбах, який очолює Інститут твердого будівництва ТУ Дрезден.

Детальніше про виробничий процес ви можете побачити тут:

Несучий дерев’яний бетон для житлових та адміністративних будівель

Нещодавно дослідники швейцарської дослідницької програми "Resource Wood" (NRP 66) представили чергове нововведення у галузі виробництва бетону з новим стійким будівельним матеріалом "деревний бетон". Вміст гравію та піску замінюється дрібно подрібненою деревиною, тобто тирса замішується в цемент замість дрібних каменів. У деяких сумішах будівельний матеріал має об'ємну частку понад 50 відсотків деревини. Це робить його значно легшим, ніж звичайний бетон.

В даний час в Університеті технологій та архітектури у Фрайбурзі тестується вісімметрова композитна панель із дерева та цементу. Хоча він важить лише третину настільки ж еластичної, нормальної бетонної плити, цей новий тип композитного матеріалу в принципі може бути використаний у житлових та офісних будівлях.

Фото: Дая Цвікі, Інститут будівельних та екологічних технологій iTEC, Університет технологій та архітектури HES-SO Фрібур

"Вони важать не більше половини звичайного бетону - найлегший навіть плавати. Мине кілька років, перш ніж перші будівлі, в яких полегшений з дерева бетон буквально відіграє важливу роль. Знання для практичного застосування у великих масштабах все ще є занадто низький ", пояснює Дая Цвікі, керівник Інституту будівельних та екологічних технологій Університету технологій та архітектури у Фрібурзі.

Перші випробування навантаження в масштабі 1: 1 показали, що інноваційний деревний бетон також може використовуватися в стельових та стінових елементах і може приймати несучу функцію в будівництві. В даний час дослідники випробовують, які суміші найкраще підходять для того чи іншого застосування. Команда також працює над ефективними виробничими процесами.

Супер матеріал: надлегкий і в десять разів твердіший за сталь

Інноваційний будівельний матеріал розроблений вченими з Массачусетського технологічного інституту (MIT). Матеріал легший за пластик і складається з шару стільникових атомів вуглецю.

«Наш новий суперматеріал складається з графенових пластівців, які стискаються і стискаються, утворюючи велику мережу, вкриту павутиною. Матеріал має пухнасту структуру, яка трохи схожа на психоделічну морську істоту. Коралоподібна структура майже повністю порожниста і має щільність, яка становить лише п’ять відсотків звичайних графіків », - пояснює відповідальний керівник проекту MIT Маркус Дж. Бюлер .

У майбутньому високотехнологічний матеріал може, наприклад, створювати надміцні, легкі та надзвичайно жароміцні мости.

Висновок: інноваційні будівельні матеріали майбутнього

Будівельній галузі потрібні інноваційні будівельні матеріали та стійкі рішення, щоб задовольнити складні екологічні та економічні вимоги 21 століття. Попитом користуються високоефективні та довговічні будівельні матеріали, що економлять ресурси та одночасно підвищують продуктивність праці. Окрім високотехнологічних будівельних матеріалів та розумних будівельних матеріалів, сюди входять також інноваційні фасадні матеріали та нові типи будівельних технік, такі як 3D-друк будинків .