5 materiale de construcție inovatoare ale viitorului

Materialele de construcție inovatoare pot aduce o contribuție majoră la eficiența resurselor. În cele ce urmează, vă vom arăta câteva exemple selectate din practici de cercetare și construcții care dețin un mare potențial viitor.

Panouri inovatoare de pardoseală cu o reducere a greutății de 70%

Cercetătorii de la Departamentul de Arhitectură de la ETH Zurich au dezvoltat elemente de pardoseală din beton care nu necesită armături din oțel și sunt cu 70% mai ușoare decât pardoselile convenționale din beton. Secretul reducerii greutății constă în panourile arcuite și de formă geometrică, care se bazează pe vechile tehnici de construcție a bolților din catedrale.

Placa portantă a elementelor de pardoseală are o grosime de doar doi centimetri și, datorită formei sale, nu necesită oțel de armare pentru armare. Pentru a reduce costurile de producție a elementelor, s-a folosit imprimarea 3D în locul matrițelor obișnuite de turnare. Cu toate acestea, elementele nu au fost realizate din beton, ci din nisip în combinație cu un agent de legare special. Philippe Block de la ETH Zurich explică sistemul inovator după cum urmează:

„Este doar nisip legat de un liant simplu. Materialul este foarte moale, această mică piesă ar putea fi ușor ruptă manual. Dar dacă îl modelezi astfel încât să absoarbă forțele - pe care le-am descoperit printr-un algoritm pe care l-am dezvoltat noi înșine - atunci poți merge pe acest material moale. Și aveți o structură sigură, care este cu 70% mai ușoară decât plafoanele convenționale. "

Noile plăci de podea sunt acum testate pe acoperișul clădirii de cercetare NEST, unde urmează să fie construit un penthouse ușor cu două etaje pentru oaspeți. În acest scop, elementele de pardoseală de 5 x 5 metri sunt prefabricate modular și apoi sunt instalate pe șantier. Cablurile pentru ventilație, răcire și încălzire pot fi așezate în cavitățile dintre nervurile de beton, ceea ce economisește și spațiu.

Puteți găsi informații detaliate despre acest lucru în prelegerea susținută de Phillippe Block:

Acoperire acustică invizibilă pentru suprafețe rotunde

Multe soluții acustice își îndeplinesc scopul, dar adesea nu pot îndeplini cerințele estetice ale arhitecturii. Sistemul BASWA extrem de inovator și produs în mod durabil rezolvă această problemă cu o soluție acustică discretă și invizibilă. Materialul de construcție inovator creează un tavan complet neted, acustic extrem de activ și filtrează orice reverberație. Chiar și suprafețele rotunde sau curbate pot fi acoperite fără absorbție fonică. Comparativ cu soluțiile convenționale, sistemul oferă un alt avantaj semnificativ, deoarece poate fi combinat cu un tavan de răcire.

Foto: Trockenbau Weissmann GmbH, proiect: Barul Bellis din Copenhaga

Beton carbon: capacitate portantă mare, ușor și durabil

Noul material compozit din beton carbon (beton textil) are potențialul de a revoluționa întreaga arhitectură. Materialul performant este o combinație de beton și fibre de carbon. Are mai multă rezistență, durabilitate și ușurință decât betonul convențional. Cele mai importante avantaje ale materialului sunt:

Carbonul nu rugineste. Spre deosebire de betonul armat, nu sunt necesare straturi groase de beton pentru a proteja carbonul. Consumul de nisip și emisiile de CO2 asociate fabricării betonului armat pot fi reduse semnificativ.
Materialul de construcție poate fi realizat din orice substanță care conține carbon. De exemplu, cercetătorii folosesc în prezent lignine, un produs rezidual care este creat în timpul producției de lemn.
Capacitatea portantă cu carbon este de cinci până la șase ori mai mare decât la betonul armat.
Versiunea carbon este de patru ori mai ușoară și durata de viață este semnificativ mai lungă.

Costul betonului carbon pare a fi foarte mare, în jur de douăzeci de euro, comparativ cu betonul armat cu un euro pe kilogram. Cu toate acestea, dacă includeți economii de material de aproximativ 75%, precum și durabilitatea, rezistența și rezistența la coroziune a materialului, costurile se compensează reciproc.

Prima casă de carbon va fi construită în campusul Universității Tehnice din Dresda în 2019. Consorțiul condus de TU „C³ - Carbon Beton Compozit” a estimat costuri de construcție de aproximativ 5 milioane de euro pentru proprietatea de referință cu două etaje.

„Cubul C ar trebui să ilustreze proprietățile betonului carbon și să fie un prim exemplu de construcție filigranată, ușoară și subțire”, subliniază președintele consiliului de administrație al C³, prof. Manfred Curbach, care conduce institutul pentru construcții solide la TU Dresda.

Puteți vedea mai multe despre procesul de fabricație aici:

Beton din lemn portant pentru clădiri rezidențiale și de birouri

Cercetătorii din programul de cercetare elvețian „Resource Wood” (PNR 66) au prezentat recent o altă inovație în domeniul producției de beton cu noul material de construcție stabil „beton din lemn”. Conținutul de pietriș și nisip este înlocuit aici de lemn fin măcinat, adică Rumegușul este amestecat în ciment în loc de pietre mici. În unele amestecuri, materialul de construcție are o proporție de volum de peste 50% lemn. Acest lucru îl face mult mai ușor decât betonul convențional.

Un panou compozit din lemn și ciment din lemn lung de opt metri este în prezent testat la Universitatea de Tehnologie și Arhitectură din Freiburg. Deși cântărește doar o treime dintr-o placă de beton normală care poate rezista la aceeași sarcină, acest nou tip de material compozit ar putea fi utilizat în principiu în clădirile rezidențiale și de birouri.

Foto: Daia Zwicky, Institutul pentru construcții și tehnologii de mediu iTEC, Universitatea de tehnologie și arhitectură HES-SO Fribourg

"Nu cântăresc mai mult de jumătate din betonul normal - cel mai ușor chiar plutește. Probabil vor trece câțiva ani înainte de primele clădiri în care betonul ușor din lemn joacă literalmente un rol major. Cunoașterea aplicării practice pe scară largă este încă acolo prea scăzut ", explică Daia Zwicky, șeful Institutului pentru construcții și tehnologii de mediu de la Universitatea de tehnologie și arhitectură din Fribourg.

Primele teste de încărcare pe o scară de 1: 1 au arătat că betonul din lemn inovator poate fi utilizat și în elemente de tavan și perete și poate avea o funcție portantă în construcție. Cercetătorii testează în prezent ce amestecuri sunt cele mai potrivite pentru ce aplicație. Echipa lucrează și la procese de fabricație eficiente.

Super material: ultra ușor și de zece ori mai greu decât oțelul

Materialul de construcție inovator a fost dezvoltat de oamenii de știință de la Massachusetts Institute of Technology (MIT). Materialul este mai ușor decât plasticul și constă dintr-un strat de atomi de carbon fagure.

„Noul nostru super material constă din fulgi de grafen care sunt strânși și strânși împreună pentru a forma o rețea mare acoperită cu pânze de păianjen. Materialul are o structură pufoasă care seamănă un pic cu o creatură psihedelică de mare. Structura asemănătoare coralului este aproape complet goală și are o densitate de doar cinci procente din graficele convenționale ”, explică managerul de proiect responsabil MIT, Markus J. Buehler .

În viitor, materialul de înaltă tehnologie poate crea, de exemplu, punți ultra-dure, ușoare și extrem de rezistente la căldură.

Concluzie: materiale de construcție inovatoare pentru viitor

Industria construcțiilor are nevoie de materiale de construcție inovatoare și soluții durabile pentru a face față cerințelor ecologice și economice complexe din secolul XXI. Sunt solicitate materiale de construcție performante și durabile, care conservă resursele și cresc în același timp productivitatea. Pe lângă materialele de construcție de înaltă tehnologie și materialele de construcție inteligente, acestea includ și materiale inovatoare pentru fațadă sau tehnici noi de construcție, cum ar fi imprimarea 3D a caselor .