10 несподіваних будівельних технологій, які можуть змінити світ

Наслідки перебування людей на Землі посилюються з кожним днем. Наше споживання енергії зростає. Населення також зростає, що створює серйозну нестачу простору, води і їжі. Нарешті, стрімко змінюється навколишнє середовище, і природа чинить серйозний вплив на міста по всьому світу. Для вирішення ряду таких проблем необхідні інноваційні зміни в сфері старих будівельних технологій, які зроблять майбутнє красивим, чистим і, найголовніше, придатним для життя.

Вже сьогодні конструкторам вдалося розробити інноваційні технологіїщо дозволяють кардинально змінити вигляд міст. Список із десяти найбільш просунутих рішень публікує сайт hi-news.ru.

 

      1.  Будівельний бамбук

 

В Південно-Східній Азії одним з найбільш поширених будівельних матеріалів є бамбук. Його деревина відрізняється міцністю, легкістю і стійкістю. Посаджений бамбуковий ліс виростає за три роки, на відміну від північних порід дерев, яким часто потрібно 80-100 років для досягнення потрібної форми.

Архітектурна студія Penda з Пекіна збирається використовувати бамбук в проекті з будівництва до 2023 року міста з населенням 200 тисяч осіб.

  1. Алмазні нанонитки

Алмаз - вуглець з молекулярною структурою, що має форму правильного тетраедра. Його твердість за шкалою Мооса дорівнює 10. Це найбільш незламний матеріал, і його також можна використовувати з архітектурною метою, як наприклад, ультратонкі алмазні нанонитки, які у 20000 разів тонші від людського волосся.

Ці нитки ультратонких алмазів отримали фізики Пенсільванського університету. Вони застосовували різночастотні цикли тиску до ізольованих молекул бензона у рідкому стані. У результаті цього народжувалися кільця атомів вуглецю, які були упорядковані в ланцюзі. Крім тонкості і міцності, алмазні нанонитки неймовірно легкі. Їх можна використовувати, наприклад, при будівництві космічного ліфта. 

  1. Аерогелева ізоляція

Аерогель - суха надлегка речовина, яку отримують методом повного видалення вологи з ланцюга вуглецевих нанотрубок при збереженні самої структури трубок. На 90% матеріал складається з газу. Його вперше синтезували у 30-ті роки ХХ століття. В основному аерогель використовувався в космічній промисловості, в тому числі і для теплоізоляції.

Американська компанія Aspen Aerogels створила продукт під назвою ковдри Spaceloft, з якими досить просто працювати завдяки їх вазі і тонкості. Незважаючи на свою легкість, ці ковдри у два-чотири рази перевершують за ізоляційним властивостями традиційні ізоляції з скловолокна або піни. Spaceloft також дозволяють парам води проходити через них, і при цьому є вогнестійкими.

  1. Дорожній принтер

Головна перевага дорожнього принтера RoadPrinter RPS - це його швидкість. Він може класти до 500 квадратних метрів дороги в день, при цьому має електропривід, є ергономічним і безшумним. Команда з кількох цеглеукладників завантажує лінію, штовхач сортує цеглини у пази візерунка і під дією гравітації відбувається кладка. Валик-каток остаточно підганяє їх до місця.

Дорожні принтери можуть класти цеглу, камінь або плитку, які фільтрують воду, розширюються при замерзанні і служать довше.

  1. Безтросові багатонаправлені ліфти

Більшість виробників ліфтів стикаються з проблемою браку підйомних кабінок. Німецький виробник ThyssenKrupp замість використання кабелів планує пустити ліфти на основі магнітної левітації (маглеви). Тоді вони зможуть пересуватися як вертикально, так і горизонтально. Це також дозволить використовувати більше однієї кабінки на шахту, що заощадить час очікування.

Нарешті, магнітні ліфти будуть споживати менше енергії, що теж добре для оточення. У 2016 році ThyssenKrupp випробує нову ліфтову систему у будівлі в своєму дослідницькому кампусі.

  1. "Фарб-батарея"

Ефективне поглинання енергії електромагнітного випромінювання – наріжний камінь широкого кола практичних завдань. Насамперед, поглинання електромагнітної енергії у видимому діапазоні спектру важливо для перетворення енергії сонячного випромінювання в електричну.

Команда дослідників з Університету Альберти створила сонячні елементи у вигляді спрею з наночастинками цинку і фосфору. Ці сонячні батареї настільки малі і гнучкі, що ними можна буде малювати на поверхні.

Якщо кожен домовласник розпише свій дах такою сонячною фарбою, то зможе виробляти більше ніж достатньо енергії для дому, зменшивши таким чином залежність від викопного палива. Крім того, сонячна фарба дешевша у виробництві, ніж традиційні сонячні батареї. Сонячні батареї, які використовуються у цій фарбі, поки не дуже ефективні, але науковці працюють над цією проблемою.

  1. Вертикальні міста

З історії відомо, що проект багатоповерхових хмарочосів першими запатентували голландські переселенці з Нью-Йорка. У сучасних умовах зростаючої урбанізації проблему нестачі простору можуть вирішити вертикальні міста. Цю ідею активно розробляють в Китаї і ОАЕ. Вже є кілька пропозицій з вертикальних міст, які можна побудувати в Сахарі.

Планується, що "міста-висотки" з гігантськими будівлями забезпечать людей житловими будинками, робочими місцями та магазинами. Наприклад, італійська фірма Luca Curci Architects збирається будувати 189-поверхову будівлю в ОАЕ. Вона зможе вмістити 25 000 людей з магазинами та офісами. 

Такі мегабудівлі будуть підтримуватись самі і мати зелені насадження. Оскільки вони великі, по всій площі стін можна розмістити сонячні батареї. Також вони будуть використовувати геотермальну енергію і збирати дощову воду.

  1. Розумний бетон

Для багатьох міст актуальною залишається проблема підтоплення. Компанія Lafarg Tarmac винайшла дорожнє покриття, яке пропускає через себе воду. Цей водопроникний матеріал назвали бетон Topmix Permeable. Він здатний пропускати через себе до 4000 літрів води в хвилину, практично не залишаючи калюж.

Замість того щоб використовувати пісок для бетону, Topmix включає шматочки гранітного щебеню, запаковані разом. Вода просочується через ці шматочки граніту, а після поглинається грунтом, витікає в каналізацію або збирається у водний резерв. Крім зменшення шансу затоплення, Topmix зможе підтримувати вулиці сухими і безпечними. Крім того, воду можна направити в резервуари і використовувати для потреб.

Проблема проникного бетону в тому, що його можна використовувати лише в місцях, де не надто холодно. Холодна погода призведе до розширення бетону, що його знищить. Він також буде дорожчий від звичайного бетону, але у віддаленому майбутньому міста можуть заощадити гроші за рахунок зниження підтоплень.

  1. Розумна цегла

Датський конструктор Lego подарував свій принцип виробникам будматеріалів. Американська фірма Kite Bricks випускає будівельні цеглини з ручками зверху. Вони з'єднуються між собою за принципом конструктора. Розумні цеглини утримуються на місці за допомогою арматури і бувають різних форм 

Замість використання цементу, такі цеглини скріплюються разом сильним двостороннім адгезивом. Зсередини будівлі до цеглин можна прикріпити знімні змінні панелі. Ці панелі можна забрати при необхідності. Є також кубічні форми для вибудовування підлог і стель. У центрі блоки порожні, їх можна заповнити за необхідності ізоляцією, трубами і електропроводкою.

Такі цеглини можуть привести до кращого контролю тепла, гнучкості у виробництві та зниження вартості виробництва на 50%.

  1. Рой будівельних роботів

Все найкраще людина копіює у природи. Розробники проекту TERMES з Гарварду "підгледіли" ідею у термітів. Терміти можуть будувати великі структури у відсутність центрального управління. З цією метою вони просто несуть шматок бруду на місце першого будівельного майданчика. Якщо він зайнятий, несуть до наступного місця.

Проект TERMES застосовує ту ж ідею ройового будівництва, але використовує маленьких роботів. Ці прості недорогі дрони будують структури, дотримуючись початкового дизайну і викладаючи блоки у перше ж доступне місце, поки структура не буде завершена. Рой зовсім не вимагає втручання людини після первісної постановки завдання.

Ройові структури ідеально підходять для будівництва у важкодоступних і небезпечних місцях. Наприклад, на атомних станціях, глибоко під водою, землею, високо в горах і в космосі. Вони можуть зберегти людині здоров'я і вберегти її від нещасних випадків.

 

 

© Інститут інноваційної освіти КНУБА