5 udržitelných stavebních materiálů

S přechodem do éry ekologicky uvědomělého stavebnictví se stanou normou materiály, které kombinují to nejlepší z tradičních stavebních prvků s nejmodernějšími vylepšeními udržitelnosti. Od betonu vyztuženého uhlíkovými vlákny až po revoluční koncept konopné výztuže - tento příspěvek ukazuje, jak inovace posilují, zlepšují a rozšiřují udržitelnost i schopnosti dobře známých materiálů. Čtěte dále a dozvíte se, jak těchto pět materiálů nejen rozvíjí stavební postupy, ale také pokládá základy udržitelnější budoucnosti.

CUBE, průkopnický architektonický projekt společnosti Henn Architekten a Technické univerzity v Drážďanech, je ukázkou pozoruhodných schopností betonu vyztuženého uhlíkovými vlákny (nezaměňovat s uhlíkovým betonem). Tento inovativní materiál, který integruje vlákna z uhlíkových vláken do betonu, výrazně zvyšuje pevnost konstrukce a umožňuje výrazně snížit množství betonu potřebného pro stavbu. Tato spolupráce vyvrcholila vytvořením první budovy na světě vyrobené výhradně z betonu vyztuženého uhlíkovými vlákny, která slouží jako laboratoř i jako prostor pro pořádání akcí na univerzitě.

Konstrukce modelu Cube využívá nízkou hmotnost a vynikající pevnost uhlíkových vláken, což umožňuje vytvořit štíhlou, zkroucenou fasádu, které by nebylo možné dosáhnout s použitím tradičních materiálů. Kromě toho odolnost proti korozi a vodivost uhlíkových vláken zavádí nové funkce, jako jsou zabudované topné prvky a monitorování integrity konstrukce. Tato technologie slibuje nejen snížení dopadu výstavby na životní prostředí díky úspoře materiálu, ale také prodloužení životnosti konstrukcí a nabízí udržitelnou alternativu k běžným stavebním metodám.

 

Vědci z MIT a Harvardu odhalili dlouho skrývané tajemství odolnosti starořímského betonu a zjistili jeho "samoregenerační" vlastnosti, které se snaží přizpůsobit modernímu použití. Na rozdíl od moderního betonu, který používá hašené vápno, římský beton obsahoval pálené vápno. To reaguje s dešťovou vodou a vytváří roztok nasycený vápníkem, který postupem času účinně opravuje praskliny. Tento objev by mohl nabídnout udržitelnou alternativu k ocelové výztuži, která je náchylná ke korozi a přispívá k předčasné degradaci betonových konstrukcí. Používání páleného vápna nejen prodlužuje životnost betonových konstrukcí, čímž se jejich trvanlivost může ztrojnásobit, ale nabízí také výhody pro životní prostředí tím, že snižuje emise uhlíku spojené se stavebními materiály. Kromě toho tato inovace zahrnuje proces "míchání za tepla", který zvyšuje schopnost materiálu se samoopravovat.

Podívejte se také na dřevobeton - další "starý" materiál, který byl znovuobjeven.

 

Výzkumníci z Rensselaer Polytechnic Institute vyvinuli konopnou výztuž, průlomovou alternativu k ocelové výztuži, která odolává korozi a nabízí výrazné snížení emisí uhlíku ve stavebnictví. Tato inovativní výztuž vyrobená z konopných vláken obalených termoplastem by mohla výrazně prodloužit životnost betonových konstrukcí, která je v současnosti omezena náchylností ocelové výztuže ke korozi. Díky svému potenciálu ztrojnásobit životnost budov, mostů a dalších infrastruktur, zejména v prostředí s vysokým obsahem solí, a také díky schopnosti zachycovat uhlík představuje konopná výztuž udržitelné řešení s nižším obsahem energie ve srovnání s tradičními materiály.

 

Chemičtí inženýři z Massachusettského technologického institutu (MIT) vynalezli superpevný plast, který je lehký a tvarovatelný, ale zároveň je jeho pevnost je dvakrát vyšší než u oceli. Tento plast se nazývá 2DPA-1 a jeho jedinečná dvourozměrná struktura vrstev, na rozdíl od jednorozměrných řetězců tradičních polymerů, přispívá k jeho mimořádné pevnosti a odolnosti. Původně byl 2DPA-1 zamýšlen jako ultratenký nátěr pro zvýšení odolnosti různých předmětů, jeho potenciál jako konstrukčního výztužného materiálu pro budovy a infrastrukturu je však obzvláště slibný. S modulem pružnosti několikanásobně vyšším než neprůstřelné sklo a hustotou výrazně nižší než ocel, otevírá novou cestu k vytváření odolnějších a účinnějších konstrukcí. Jeho schopnost vytvářet nepropustnou bariéru proti vodě a plynům by navíc mohla způsobit revoluci v ochranných nátěrech používaných v průmyslu AEC.

 

Inženýři z MIT objevili průlomovou technologii v oblasti obnovitelných zdrojů energie, když vytvořili ultratenké a lehké solární články. Tyto solární články na bázi tkanin nově definují možnosti integrace solární energie do našeho každodenního života, protože prakticky jakýkoli povrch se stává potenciálním zdrojem energie. Tyto články, které váží jednu setinu hmotnosti běžných solárních panelů, ale generují 18krát více energie na kilogram, kombinují účinnost polovodičových barev se škálovatelnými tiskovými procesy. Jejich praktické využití je rozsáhlé, od přenosných tkanin generujících energii až po nouzová energetická řešení v odlehlých oblastech, což zvyšuje přizpůsobivost solární technologie různým prostředím. Pozoruhodná je také trvanlivost článků, které si zachovávají více než 90 % své schopnosti generovat energii i po rozsáhlém mechanickém namáhání, jako je stočení a rozvinutí. Aby však bylo možné plně využít jejich potenciál a zároveň zachovat jejich strukturální integritu, zkoumá tým MIT ultratenká obalová řešení, která by články chránila před vlivy prostředí, aniž by výrazně zvýšila jejich hmotnost.

Tyto materiály ukazují, že budoucnost stavebnictví nespočívá jen v nových objevech, ale také v novém pojetí a zdokonalení materiálů, na které jsme se spoléhali po staletí. Tyto pokroky jsou příslibem pevnějších a odolnějších budov, které budou více v souladu s naší planetou.