Умные строительные материалы
«Умные строительные материалы» – это такие материалы, которые могут поглощать из воздуха различные загрязнения или которые могут давать информацию о техническом состоянии зданий. В настоящее время в мире проходит их апробация и тестирование, а некоторые фирмы уже начали их производство и выпуск (умных штукатурок, цемента, красок, кирпичей).
Умные материалы обещают произвести революцию не только в сфере воздушной экологии, но также и в решении постоянной проблемы городского смога.
Дышите глубже
Уникальное свойство умных штукатурок, строительных смесей и бетона заключается в том, что в их составе присутствует диоксид титана, уменьшающий концентрацию в окружающем воздухе оксидов азота, оксидов серы, аммиака, диоксида углерода, летучих органических соединений (бензола, толуола, хлорсодержащих соединений, альдегидов, поликонденсированных ароматических соединений). Солнечные или искусственные лучи, воздействуя на диоксид титана, вызывают химическую реакцию, в результате которой разрушаются молекулы, загрязняющие атмосферу. Бактерии грязи не остаются на поверхности, превращаясь в легко смываемый водой или дождем материал.
Цемент, содержащий диоксид титана (под торговой маркой Bianco TX Millenium), использовался при строительстве церкви в Риме, (2003 г. ), Центра искусств и музыки в Шамбери, Франция (2000 г. ), школы в г. Мортара, Италия, (1999 г. ).
Эффективность применения цемента, содержащего диоксид титана, подтверждена результатами испытаний, проведенных в Милане. Раствор цемента с диоксидом титана был нанесен на поверхность дорожного покрытия площадью около 6 000 кв. м. Интенсивность дорожного движения составляла 1 200 транспортных единиц в час. Установлено, что в солнечный летний день при скорости ветра 0.7 м/с поверхностью раствора поглощалось до 50 % выбросов оксида азота. Эффективность раствора сохранялась через год после его нанесения на поверхность дорожного покрытия.
В ближайшее время шведская компания Skanska примет участие в проекте «Нанокрит», одной из целей которого является разработка бетона, способного эффективного очищать окружающую среду. Кроме того, Skanska хочет участвовать в строительстве бетонных стен в тоннелях и производить «умное» дорожное покрытие для использования в городах. 14 июня 2007 г. Skanska начала строительство первого экологичного дома «Лебедь» в Скандинавии.
Другой тип «умных материалов» – умные краски. Так, краска фирмы DYO для покрытия наружной части стен самоочищается под воздействием солнечного света. Кроме того, она является водоотталкивающей и «дышащей». А грунтовка на основе эмульсии DYO «Наносон» устойчива к возгоранию: при контакте с открытым огнем она взбухает, расширяется и препятствует проникновению тепла в основной нижний слой.
Краска DYO, предназначенная для внутренних работ, способна самоочищаться под воздействием искусственного света, а на ее поверхности не остается следов копоти и никотина.
Все под контролем
Помимо строительных материалов, которые очищают окружающую среду, разрабатываются материалы, которые способны давать информацию о зданиях (о трещинах, деформациях, температуре, вибрациях, движениях, могут также указывать места возгорания).
Так, компания Sumitomo приступила к разработке, так называемого, кибер-бетона, который может хранить информацию о себе: где, когда и как изготовлен, данные о прочности, качестве.
Общественный интерес к надежности сооружений повысился после скандала с участием строительной инспекции по технике безопасности, когда была обнаружена сфальсифицированная информация о защищенности строений от землетрясений в нескольких зданиях Токио и близлежащих регионов. С кибер-бетоном таких проблем не будет, он будет передавать информацию о реальном состоянии зданий. Профессор Иллинойского университета Чанг Лью, специалист в области вычислительной техники, вместе со своим аспирантом Джоном Инджелом изобрели «интеллектуальный» кирпич, содержащий терморезистор, двухосевой акселерометр, передатчик, антенну и блок питания. Этот пакет датчиков заключен в обычный глиняный кирпич. Устройство встраивается в стену и способно фиксировать температуру, движение или вибрацию окружающей кладки. Передача данных осуществляется беспроводным путем посредством радиоволн. С целью продления жизни батарей, питающих кирпич, трансляция сигнала будет осуществляться не постоянно (хотя возможно и обратное), а через определённые интервалы. Кроме того, возможна также подзарядка батарей непосредственно сквозь слой кирпича с помощью индукционной катушки, аналогично тому, как это делается с мобильными устройствами.
Исследователи британского университета в Ньюкасле, изобрели умную краску, которая благодаря частицам свинца может передавать сигналы о деформациях, сжатиях, трещинах задолго до их появления. Причем, сила электрического сигнала пропорциональна размерам трещин. На данном этапе технология производства этой краски проходит доработку.
Что в перспективе?
Некоторые умные материалы такие, как краски фирм DYO и STO AG уже поступают в продажу. Краски DYO – 5–6 долл. за литр; краски STO AG –от 20–25 долл. за литр. Что касается диоксида титана – основной составляющей умных покрытий – то цены на него колеблются от 4 до 15 долл. за 1 кг.
Разработка новых технологий, уменьшающих количество вредных выбросов, поддерживается Евросоюзом, вложившим в проект значительные средства (около 2.5 млрд. долл.).
Умные строительные материалы, которые отвечают за техническое состояние зданий, пока не встречаются в открытой продаже, но будут обязательно востребованными при современных темпах строительства и все возрастающей обеспокоенности людей за безопасность своей жизни.
ТОП-10 новинок строительных и отделочных материалов 2018
Технологии строительства непрерывно совершенствуются. Новые открытия отличаются по сфере использования, но разработчики преследуют общую цель: сделать процесс строительства легче, а жизнь в постройках нового образца – более комфортной и современной. Давайте рассмотрим самые интересные ноу-хау 2017 года.
Солевые блоки
Автором идеи стал архитектор из Нидерландов Эрик Джоберс. Выглядит строительный материал необычно, но очень эффектно. Соль из воды извлекается с использованием солнечной энергии. Для скрепления частиц используется натуральный крахмал, полученный из водорослей. По сути, безотходное производство. Такие блоки могут применяться даже в странах с засушливым климатом. Смесь подходит и для проектирования гибких арочных конструкций. Для защиты от внешних факторов блоки покрываются составом на основе эпоксидной смолы. Остается ждать, получит ли новинка широкое распространение.
Плиты Изоплат
Изобретены в Эстонии специалистами компании Skano Fibreboard. Это натуральный теплоизоляционный материал, выполненный из волокон деревьев хвойных пород. Их предварительно вымачивают в кипятке, прессуют и разрезают на листы разной толщины. Для придания влагостойкости плиты обрабатывают парафином. Изоплат имеет высокую паропроницаемость и звукоизоляцию, защищает от ветра, сохраняет тепло. Благодаря волокнистой структуре плиты пожаробезопасны, устойчивы к воздействию вредителей и простейших (плесени, грибков). Элементы соединяются между собой по типу «шип-паз», подходят для утепления кровли, напольного покрытия и каркаса. Ширина варьируется от 60 до 120 см, толщина – от 12 до 50 мм.
Лего-блоки EverBlock
Внешне они и правда похожи на элементы популярного детского конструктора. Возможно, им и вдохновился инженер из США Арнон Росан. Блоки выполнены из пенобетона и соединяются по типу «шип-паз» без использования клеящих составов. Обрабатывать нужно только вертикальные швы. Водопроницаемость материала составляет менее 3%. Для возведения двухэтажных и более зданий лего-блок армируется через технологические отверстия. Самый распространенный размер блока 25х25х50 см.
Светоблокирующий стеклянный фасад
Фасады из прозрачного стекла легко пропускают солнечные лучи, увеличивая температуру в помещениях. Разработка ученых из института Франкфурта позволяет регулировать светопроницаемость стекол. Теоретически фасад состоит из множества круглых сегментов. Каждый из них содержит тканевый диск с проводами из сплава титана и никеля – они обладают памятью формы и реагируют на температуру окружающей среды. Если в помещении температура падает, материал сворачивается, возвращая стеклу прозрачность, при повышении температуре он затемняет стекла.
«Живая плитка»
Жидкая плитка, которая реагирует на шаги или прикосновения, меняя рисунок. Поверхность выполнена из закаленного стекла. Ею можно отделать не только напольные покрытия, но и стены, столешницы. Она хорошо поглощает звуки, подавляет вибрацию. Ступать по такой плитке можно почти бесшумно. Из недостатков – неустойчивость к высоким нагрузкам, боязнь острых предметов (могут остаться сколы). Но выглядит такая плитка замечательно.
Токопроводящий бетон Shotcrete
Детище команды ученых из университета Небраски-Линкольна. Токопроводящий бетон, который поглощает и отражает электромагнитные волны разного происхождения. На замену стандартному наполнителю бетона пришел магнетит – минерал природного происхождения, имеющий отличные ферромагнитные свойства. Также присутствуют металлические и углеродные компоненты. Изначально материал проектировался для взлетно-посадочных волос, но может быть использован и в жилых помещениях. Может быть нанесен путем напыления.
Тепловые обои
Их фишка в том, что при изменении температуры воздуха в помещении меняется и рисунок на полотне. Изобретение дизайнера из Китая реагирует на смену теплового режима. Под воздействием тепла на стене появляются бутоны, а затем распускаются цветы. На поверхность изобретатель наносит специальные термочернила. Обои реагируют и на солнечные лучи, и на прикосновение, однако боятся влаги, их нельзя мыть.
Гибкое дерево WoodSkin
Удивительно гибкий материал, которому можно придавать любые абстрактные формы. Состоит из сэндвич-плиток. Применяется полимерная сетка, композитный нейлоновый состав и фанера. Новинка выпускается в рулонах и листах. Форму придают при помощи специальных трехмерных станков, соединяя между собой небольшие элементы. Толщина листа может варьироваться от 4 до 30 миллиметров.
Утеплитель с овечьей шерстью
Новинка, которая с ноября 2017 года доступна и в России. Экологически чистое волокно хорошо изолирует шумы, не горит, подходит для утепления любых помещений. Компания Oregon Shepherd пока производит два типа утеплителя – Batt и Loft. Также утеплитель хорош тем, что поглощает вредные вещества, выделяемые мебелью, синтетическими отделочными материалами и прочими элементами интерьера.
Штукатурка, которая регулирует влажность
Конденсат – проблема, знакомая многим. Разработчики из швейцарской фирмы STO AG представили инновационный материал. Штукатурка эффективно поглощает лишние водяные пары из воздуха (на 1 кв.м. около 90 г). Толщина наносимого слоя – до 2 сантиметров. Нет конденсата, нет плесени и грибков, зато есть ровное экологичное покрытие.
Естественно, разработчики не собираются останавливаться на достигнутом и впереди нас ждут новые интересные открытия. Возможно, они изменят жизнь к лучшему!
10 инновационных материалов, которые изменят ваш взгляд на строительство и отделку
Новые материалы и технологии появляются сегодня едва ли не каждый день. Какие-то вызывают лишь улыбку, а какие-то способны изменить мир. В этой статье мы собрали 10 разработок последних лет, которые наглядно доказали нам, что невозможное — возможно
Самовосстанавливающийся бетон
Бетон — материал, без которого не обходится, наверное, ни одна стройка. Он обладает огромной прочностью и способностью выдерживать колоссальные нагрузки. Но под воздействием влаги, ветра и других внешних факторов монолит постепенно разрушается. Казалось бы, решить эту проблему невозможно. Но специалисты из Голландии разработали удивительную технологию, благодаря которой бетон восстанавливаться без участия человека. Он в буквальном смысле реставрирует сам себя.
Как это работает? В состав бетона вводят молочнокислый кальций, а потом заселяют его живыми бактериями, которые питаются этой добавкой. Перерабатывая ее в известняк, эти микроорганизмы заделывают трещины и каверны. Пока эта разработка еще не получила широкого распространения, но возможно, в будущем она совершит революцию в строительстве, позволив отказаться от ремонтных работ.
Стеклянная черепица
Продукт, изготовленный швейцарской компанией SolTech Energy, способен удивить даже взыскательного архитектора. Стеклянная черепица станет прекрасным украшением дома, но есть от ее использования и реальная польза. Этот материал способен накапливать солнечную энергию, благодаря чему даже ночью поверхность крыши остается теплой. А значит, на ней не собирается снег. Подходит ли такое решение для северных регионов — вопрос спорный. Но в странах с умеренным климатом стеклянная черепица показывает себя наилучшим образом.
По прочности стеклянная черепица не уступает керамической. И хорошо с ней комбинируется, так как совпадает по размерам, толщине и форме
При укладке под черепицу подстилают полотно из черного нейлона. Когда солнце нагревает стеклянную поверхность, нагревается и воздух под ней. И эту энергию можно использовать не только для обогрева крыши, но и для других нужд. Так, если проложить под кровлей трубы и пустить по ним воду, система станет дополнительным источником тепла для мансарды.
Смарт-стекло
Продолжая «стеклянную» тему, расскажем о разработке, позволяющей сделать прозрачный материал непрозрачным одним прикосновением руки. Этот волшебный эффект достигается довольно просто. Между двумя стеклянными панелями помещают жидкокристаллическую пленку и пропускают через нее электричество. При подаче энергии кристаллы меняют ход движения, выстраиваясь перпендикулярно поверхности стекла, и оно становится прозрачным. Но стоит выключить ток, как частицы возобновляют броуновское движение, и материал мутнеет, делаясь непроницаемым для взгляда.
Несмотря на наличие токопроводящего слоя, «умное» стекло можно использовать в помещениях с высокой степенью влажности
Токопроводящий бетон
Попытки сделать бетон токопроводящим предпринимались давно, но заметных успехов в этой области удалось достичь лишь недавно. Уникальная разработка под названием Shotcrete принадлежит ученым университета Небраски. Используя особый минерал (магнетит), а также добавки из металлической и углеродной пыли, специалисты придали бетону новые полезные свойства. Теперь он может не только отражать, но и поглощать электромагнитное излучение.
Новый материал предназначен в первую очередь для строительства дорог, тротуаров и взлетно-посадочных полос, которые не будут покрываться льдом даже в самые сильные морозы. По сути, речь идет о «теплых полах» неограниченной площади.
Светопрозрачный бетон
Светопрозрачный бетон — звучит, как нечто взаимоисключающее. Но, как ни удивительно, такой продукт существует. Материал пронизывают оптоволоконные нити, способные пропускать свет и при этом выдерживающие довольно большие нагрузки.
Разработчики утверждают, что светопрозрачный бетон можно использовать в самых разных сферах — при возведении стен с подсветкой, строительстве бассейнов и создании ландшафтных композиций. Материал отличается высокой прочностью на сжатие — от 70 МПа, а его водопоглощение не превышает 1%.
Сегодня светопрозрачный бетон стоит довольно дорого — плита площадью 2 м² толщиной 2 м обойдется в 15 000 руб. Но в дальнейшем планируются удешевление.
Гибкая керамическая плитка
Еще одно противоречивое словосочетание — гибкая керамическая плитка. Речь идет о композитном изделии под названием Flexi Clay. Он изготавливается из традиционной глины, в которую замешивают пластификатор, придающий изделию эластичность. А для армирования служит прочное стекловолокно.
Размеры плитки варьируются от 253×40 до 2400×1200 мм. Толщина же составляет 2-4 мм. Внешне материал не отличается от обычной жесткой облицовки. Новинку можно использовать как для внутренней, так и для внешней отделки. Средний срок службы составляет 20 лет.
Гибкую плитку можно изгибать под прямым углом, не опасаясь растрескивания. Но для ее укладки необходимо использовать особопрочный клей
Деревянные гвозди
Металлический гвоздь, известный нам с древнейших времен, прекрасно справляется со своими задачами. Но назвать его идеалом нельзя. Проблемы возникают при необходимости разобрать деревянную конструкцию. Приходится тратить много времени и сил на выдергивание крепежных элементов, которые часто гнутся и застревают намертво. Есть и еще одна неприятность — железные гвозди подвержены коррозии. Ржавея, они не только разрушаются сами, ослабляя соединение, но и оставляют на поверхности доски неряшливые рыжие пятна.
Изобретение Beck Fastener Group решает все вопросы разом. Это гвозди из. дерева, точнее, массива бука. При разборе деревянной конструкции их не нужно выдергивать — можно просто распилить или сломать. И конечно же, ни о какой коррозии не может быть и речи.
Деревянные гвозди забивают при помощи пневматического пистолета. Предварительное засверливание не требуется
Крепежные элементы, получившие название LignoLoc, имеют диаметр 3,7 мм и длину от 50 до 65 мм. Стоит отметить, что по прочности деревянные гвозди уступают металлическим. Использовать их в капитальном строительстве нельзя. Но они прекрасно подходят для внутренней отделки, а также могут пригодиться при изготовлении мебели.
Самый теплый кирпич
Казалось бы, усовершенствовать кирпич уже просто невозможно — рынок предлагает множество вариантов этого стенового материала под все случаи жизни. Но специалисты швейцарского исследовательского института Empa смогли нас удивить, совместив в одном изделии керамику и теплоизоляцию. Так получился самый теплый кирпич в мире — «Аэробрикс». Его полости заполнены так называемым аэрогелем — синтетическим веществом, похожим на легкую пену.
Благодаря этой инновации кирпич сопротивляется холоду в 8 раз лучше, чем обычный, аналогичного размера. Кроме того, он достойно выдерживает нагрев до 300°C. К сожалению, на настоящий момент «Аэробрикс» не используют массово — слишком уж это дорого. Один квадратный метр стены обходится в сумму порядка 30 000 руб. Но со временем технология будет дешеветь, становясь все более доступной.
Хвойные панели
Этот материал появился благодаря тенденции к использованию экологически чистых продуктов. Сырьем для него служит спрессованная еловая хвоя. В качестве связующего выступает содержащаяся в иглах клейкая смола. Никакие другие химические вещества в производстве не задействованы. В результате получается листовой материал, который используют в качестве подложки под ламинат и паркетную доску.
Размер хвойных панелей — 590 × 850 мм, толщина же может составлять 3-7 мм. На пол их укладывают по диагонали, встык, и фиксируют скотчем, чтобы предотвратить расползание.
Хвойный агломерат хорошо сохраняет тепло, но не отличается высокой прочностью. Кроме того, во влажной среде он может покрываться плесенью
Гибкое дерево
Это словосочетание не следует понимать буквально. Сделать древесный массив по-настоящему гибким пока еще не удалось. Зато удалось найти элегантное компромиссное решение, наклеив треугольные деревянные дощечки на полимерную сетку. В результате получились своего рода обои, которыми можно отделывать криволинейные поверхности — ниши, колонны, арки и проч.
Отделочный материал под названием Wood-Skin выпускается в панелях размером 2500 x 1250 см и 3050 × 1525 см. Толщина варьируется в диапазоне от 3 до 30 мм. Лицевая поверхность плитки может быть выполнена из различных видов шпона, а также керамики, металла, пластики и даже камня. Но наибольшей популярностью пользуется, конечно же, дерево.
Панели из «гибкого дерева» позволяют использовать точечную подсветку. Монтаж материала производят при помощи встроенных крючков и натяжных тросов