Nowoczesne materiały budowlane i technologie w innowacyjnym budownictwie
Fakt, że obecnie budynki wznoszone są tak szybko, jest zasługą zaawansowanej technologii i najnowszych materiałów. Rynek od dawna zna takie rozwiązania w budownictwie jak pozyskiwane metodą druku 3D panele, szalunki tracone, komponenty modułowe czy konstrukcje szkieletowe. Jednak w ostatniej dekadzie szczególny nacisk położono na energooszczędne i przyjazne dla środowiska technologie i materiały budowlane.
Obecnie stosuje się już zaawansowane technologicznie materiały zdolne do magazynowania ciepła i posiadające właściwości samoregeneracyjne. Co więcej, istnieją też rozwiązania umożliwiające budynkom filtrowanie miejskiego powietrza ze smogu. Nowoczesne materiały budowlane stanowią doskonałą alternatywę dla tradycyjnych rozwiązań i otwierają nowe możliwości w projektowaniu inwestycji budowlanych.
1. Drewno
Drewno to jeden z najbardziej przyjaznych dla środowiska materiałów budowlanych, który dzięki technologii uzyskuje dodatkowe właściwości w zakresie wytrzymałości i trwałości, nie tracąc przy tym właściwości ekologicznych.
W budownictwie powszechnie znana jest skandynawska technologia szkieletowa stosowana przy wznoszeniu drewnianych domów. Istnieje też rosyjska metoda budowania domów z bali drewna, w której nie wykorzystuje się gwoździ. Cała struktura oparta jest na odpowiednim dopasowaniu złączy, przypominającą budowanie obiektów z klocków.
W Austrii, Francji i Niemczech stosowana jest metoda Naturi. Jej istota polega na pionowym układaniu drewnianych belek. Rozwiązuje to problem kurczenia się, izolacji termicznej i stabilności konstrukcji.
W nowoczesnym budownictwie stosuje się również technologię CLT, która wykorzystuje wieloformatowe, konstrukcyjne płyty z drewna klejonego krzyżowo. Jest to nowa technologia w budownictwie wysokościowym – przy jej zastosowaniu w Londynie powstał 9-piętrowy budynek o 30 metrach wysokości. Technologia to dowodzi, że drewno nie musi być materiałem wykorzystywanym tylko do budowy tradycyjnych domów, ale może służyć jako zastosowany na szeroką skalę budulec obszarów miejskich.
2. Beton
Beton jest jednym z popularniejszych materiałów w budownictwie. Niestety, z uwagi na to, że zawiera on cement, jest pośrednio odpowiedzialny za emisję dwutlenku węgla. Istnieją jednak technologie, które potrafią zminimalizować jego szkodliwy wpływ.
Takim przykładem jest Kanadyjska firma CarbonCure Technologies, która opracowała metodę umożliwiającą wykorzystanie emitowanego CO2 przy produkcji bloków betonowych. Pochłanianie dwutlenku węgla sprawia, że beton staje się w pełni przyjazdy dla środowiska, zachowując przy tym swoją funkcjonalność.
Beton samonaprawialny
Jest to przykład inteligentnego materiału budowlanego. Został on opracowany w oparciu o obserwacji samoregenerujących się organizmów w naturze. Beton sam w sobie jest materiałem kruchym, jednak poprzez uzupełnienie go odpowiednimi składnikami (np. mikroorganizmami), można doprowadzić do jego samonaprawienia.
Beton zginalny
Jest to wynalazek naukowców z Uniwersytetu w Swinburne. Technologia tworzenia takiego betonu opiera się na dodaniu popiołu lotnego, powszechnego odpadu przemysłowego. Dzięki obecności tego kompozytowego polimeru w składzie betonu nowy materiał uzyskuje niesamowitą wytrzymałość przy wysokich (400-krotnych) właściwościach zginania. Produkcja tego typu betonu jest również przyjazna dla środowiska – zużycie energii potrzebne do jego powstania jest o 36% niższa, a emisja dwutlenku węgla o 76% mniejsza.
3. Cegła
Cool Bricks, to produkowana z wykorzystaniem druku 3D cegła, która posiada własny system chłodzenia. Ze względu na jej porowatą strukturę powietrze może swobodnie przepływać przez nasycone wilgocią otwory, która w efekcie odparowuje i powoduje ochładzanie materiału. W efekcie wystarczy deszcz lub po prostu oblanie wodą zbudowanej z nich ściany. Materiał ten doskonale sprawdza się w rejonach o gorącym klimacie, umożliwiając zminimalizowanie wykorzystania energochłonnych systemów HVAC. klimacie.
Niedawno, chemicy z Uniwersytetu Waszyngtona w St. Louis opracowali cegłę, która może być źródłem światła. Zostały one pokryte polimerem PEDOT, dzięki czemu mogą stanowić samodzielne źródło energii lub zostać wykorzystane do oświetlenia awaryjnego.
4. Robotyzacja, drony i egzoszkielety
Choć zastąpienie ludzi maszynami w branży budowlanej niesie ze sobą dużo korzyści, tak nadal to siła ludzkich rąk jest najistotniejszym (a czasami i jedynym) czynnikiem odpowiedzialnym za produktywność na etapie realizacji projektu. Place budowy to charakteryzujące się dużą dynamicznością i zmiennością środowisko pracy, któremu sprostać mogą tylko najbardziej zaawansowane rozwiązania technologiczne.
Pomimo tego w budownictwie udało się jednak zaadaptować także technologie o mniejszym poziomie skomplikowania. Takim przykładem są chociażby drony, które w budownictwie wykorzystuje się między innymi do:
- kontroli bezpieczeństwa. Drony z zamontowanymi kamerami mogą zidentyfikować niebezpieczne obszary i monitorować obiekty. W ten sposób można wyeliminować konieczność przeprowadzania osobistych inspekcji placu budowy;
- zaopatrzenia. Drony mogą zajmować się dystrybucją potrzebnych materiałów budowlanych;
- dokumentacji fotograficznej. Jeden z podstawowych sposobów wykorzystania dronów znajduje szerokie zastosowanie w budownictwie. Nowe perspektywy ujęcia projektu, możliwość dotarcia do trudno dostępnych miejsc czy rejestracja procesu wyburzania w celach jego późniejszej analizy – w tym względzie drony okazują się być doskonałym rozwiązaniem.
Choć wciąż bardziej kojarzą się z fikcją fantastycznonaukową, tak wśród nowoczesnych technologii w budownictwie zaczyna stosować się egzoszkielety. Ich zadaniem jest wspieranie i odciążanie pracowników w trakcie wykonywania robót fizycznych, co zmniejsza ryzyko wypadków i urazów.
5. Druk 3D
Druk 3D już od dłuższego czasu jest obecny w branży budowlanej, jednak dopiero w ostatnich latach zaczął być powszechniej stosowany. W efekcie przewiduje się, że rynek drukowania 3D z betonu w budownictwie zwiększy się o 58 milionów dolarów do 2024 roku. Duży wpływ na popularność tej technologii ma jej wysoka wydajność, a także łatwość w tworzeniu konstrukcji o różnym stopniu złożoności.
Drukowanie gotowych elementów budowy (ściany, płyty) lub innych komponentów bezpośrednio na placu budowy obniża nie tylko koszty produkcji, ale również wydatki związane z logistyką czy personelem. Ponadto, dzięki technologii ekstruzji w druku 3D, możliwe jest ich tworzenie z różnego rodzaju materiałów – betonu, geopolimeru, cementu, gipsu czy gliny.
Zalety drukowania 3D w budownictwie:
- szybkość
- dokładność (minimalizacja błędów);
- wysoka wydajność;
- redukcja dodatkowych kosztów transportu i personelu;
- przyjazność dla środowiska.
Wiele wskazuje na to, że technologia druku 3d będzie cieszyć się coraz większą popularnością. Na przykład w Holandii firma BAM rozpoczęła drukowanie obiektów 3D z betonu na szeroką skalę, dostarczając m.in. pierwszy na świecie most rowerowy stworzony z pomocą tej technologii. Z kolei w Rosji, w 2017 roku, specjalnie opracowana przez firmę Apis Cor drukarka 3D wydrukowała pierwszy dom mieszkalny w zaledwie 24 godziny. Konstrukcja powstała bezpośrednio na placu budowy, a maszyna sama przygotowywała proporcje mieszanek materiałów.
Podsumowanie
Nowoczesne technologie w budownictwie są stale opracowywane i wdrażane na placach budów. Nie ulega wątpliwości, że cyfryzacja na dużą skalę oraz implementacja technologii BIM w sektorze budowlanym będzie postępować. Wynika to z zapotrzebowania rynku, gdzie priorytetem staje się wydajność i redukcja czasu oraz kosztów.
Dlatego budownictwo staje się inteligentne nie tylko w zakresie projektowania komputerowego, ale także w bezpośrednim procesie powstawania obiektu – poprzez wykorzystanie robotów, druku 3D, czujników czy innowacyjnych materiałów i technologii. Ponadto nowoczesne technologie w budownictwie z pewnością wpłyną na zyski firm w branży, ponieważ ich założeniem jest optymalizacja pracy na wszystkich etapach realizacji projektu – od początkowych pomiarów inżynieryjnych po etap eksploatacji.
Materiał zaczerpnięty z : https://www.planradar.com/pl/nowoczesne-technologie-w-budownictwie/