Технологии будущего в строительстве

Новые технологии в строительстве: тенденции и современные методы

Специальные цели применения техник современного строительства

Некоторые потребности являются более индивидуальными. Рассмотрим эти нужды.

Охлаждение помещения и защита от влаги

Для возведения домов в жарких и влажных, субтропических или прибрежных климатических условиях была разработана технология 3D-печати пористых кирпичей из керамики. Такой строительный материал имеет структуру сетки, что позволяет впитывать воду, защищая помещение внутри от повышенной влажности снаружи. Заполненные каплями поры блоков обеспечивают отражение солнечных лучей – в комнаты проникает гораздо меньше тепла. Обычная кирпичная кладка, наоборот, подвергается естественному нагреванию, поэтому в здании из классического кирпича обычно тепло.

Поглощение смога

Функции биодинамического белого бетона, который лежит в основе этой инновации, были применены впервые в крупных японских мегаполисах, где внимательно следят за атмосферой. Такие конструкции выглядят довольно странно, зато они впитывают в себя все примеси из воздуха, которые просто оседают на строительном материале, превращаясь в инертную соль. Пример здания на фото.

Энергообеспечение

Всем уже давно известны солнечные батареи, которые устанавливаются на крышах домов, чтобы снабдить энергией жильцов если не полностью, но хотя бы отчасти. Так реализуются в том числе и нужды отопления. Преимущества новой технологии:

  • Экологичность. В процессе переработки УФ-лучей в необходимый нам ресурс не происходит сжигания топлива, как при реализации угольной, газовой энергетики, а также минимален риск аварии, как на опасных АЭС.
  • Полный цикл энергообеспечения. Полностью покрытая крыша панелями из солнечных батарей снабжает энергией весь дом, при условии благоприятных погодных условий. Технология обычно применяется на тех географических полосах, где световой день значительно превышает ночь. Однако фотоэлементы, которые встраиваются в блоки, позволяют системе функционировать даже при высокой облачности.
  • Минимальный риск пожара. Если проводка выполнена правильно, то риск возгорания сводится к минимуму, так как нет пожароопасных элементов, газового котла, к примеру.
  • Длительная эксплуатация. Однажды установленное покрытие на крыше надолго предупредит необходимость вмешательства в работу посторонних.
  • Автономность. Такой проект может позволить пользователям быть независимыми от центрального энергетического обеспечения города.

Солнечные батареи стали уже привычными для строителей, но есть уникальная разработка добычи электроэнергии, которая еще не прижилась среди населения. Это электрификация с помощью живущих на фасаде здания водорослей. Такое биологически активное строение было возведено в Гамбурге. Сами растения содержатся в блоках с жидкостью и с постоянным снабжением воздухом – это, а также постоянное попадание солнечных лучей, особенно в летнее время, провоцирует активный рост водорослей, а вместе с тем и индуцирование энергии. Пока такой пример альтернативной добычи электричества только один, однако, гамбургские ученые уже думают над тем, как снабдить ресурсом весь город.

Еще одной альтернативой солнечным батареям является стеклянная черепица. Дорогостоящая в установлении, но практичная в использовании, она позволяет солнечным лучам нагревать фотоэлементы, которые прослойкой размещены под основным слоем стекла. Эта энергия уходит на подогрев воды, а также на отопление дома.

Реконструкция здания

Для голландской разработки больше подходит термин из биологии – регенерация. Ученые из Голландии создали бетон с высоким уровнем кальция, а также с нахождением в пористой структуре микроорганизмов. Когда на фасаде появляется трещина, бактерии генерируют кальций, превращают его в известняк. Щель постепенно заполняется материалом, пока не станет практически незаметной. На фото показан процесс такого самостоятельного восстановления.

Какими будут дома будущего: взгляд в 2040 год

В 2017 году была произведена первая доставка заказанного в интернет-магазине товара на дом с помощью дрона-беспилотника. А в 2040 году абсолютно все доставки покупок в дома будущего будут проводиться только так – мириады дронов будут сновать над городами и их окрестностями. И это не единственное технологическое изменение, которое нас ждёт!

Дома в будущем обзаведутся искуственным интеллектом, подобным тому, которые мы видим в фантастическом кино на борту космолётов со спящей в анабиозе командой – своеобразным компьютерная Мать-хозяйка, которая следит за порядком в доме и всеми его показателями, от температуры воздуха и влажности до энергопотребления и безопасности помещений. А всю информацию реальные хозяева дома смогут наблюдать на многочисленных дисплеях, предназначенных для постоянного вывода прогнозов погоды.

«Умные» одежные шкафы, подключённые к центральной компьютерной системе, опираясь на данные о своем содержимом и текущем метеопрогнозе, передают на электронные зеркала предложения хозяевам одеть ту или иную одежду по погоде. А сами зеркала позволят людям не утруждать себя реальной примеркой и виртуально «одеть» своё отображение в те или иные предметы гардероба.

Фото: news.com.au

Дома будущего будут оснащены постирочными комнатами, в которых стирка одежды сможет проводиться без воды и где даже глажка будет максимально автоматизирована.

Возможно, сегодня всё это и звучит как выдумки, однако эти изобретения уже находятся на разных этапах развития и рано или поздно станут составными частями жилья не слишком отдаленного будущего, уверена специалист компании Property Buyer Expo Кайли Майер.

Кайли входит в команду дизайнеров и архитекторов из Австралии, создавших интерактивную инсталляцию под названием «Дом будущего», задача которой – на основе существующих у современников представлений показать, какими будут дома в будущем – в 2040 году и позже.

Фото: news.com.au

«Мы находимся в Сиднее, но среди нас и австралийские, и французские, и русские, и итальянские специалисты, которые изучали работы футурологов, экономистов и прочих экспертов в различных областях науки и техники, чтобы понять, как будет со временм развиваться та или иная технология или идея», – говорит Кайли.

По её словам, самое первое, что получат дома будущего – это централизованную компьютерную систему управления а-ля Умный дом, но значительно усовершенствованную – она сможет не только управлять домом, но и объединять в единую домашнюю сеть все электронные приборы и гаджеты хозяев.

Фото: news.com.au

Некоторые из идей, воплощённые в домах будущего могут оказаться и вовсе революционными – в первую очередь касающиеся здоровья. Так, унитазы смогут проводить простейшие медицинские тесты, позволяющие обнаружить первые признаки проблем со здоровьем – например, измерять уровень сахара или жидкости в организме.

Компьютер будет заботиться о жильцах, даже когда они спят – кровати будут максимизировать цикл сна, мониторя ритм дыхания и сердцебиение спящих. И даже смогут оказывать первую помощь некоторым людям, у которых проблемы со сном – например, кто страдает от апноэ (задержка дыхания во сне): для этого, правда, спать нужно будет в специальном браслете.

«Многие из этих технологий будут представлены публике в ближайшие 5-15 лет, – утверждает Кайли Майер. – Их развитие сдерживается отсутствием инфраструктуры длоя поддержки, но это всего лишь вопрос времени и то, что нас удивляет сегодня, уже завтра может оказаться обыденностью!»

Современные экодома пока не могут считаться полностью экологичными. Ведь для их строительства применяются синтетические материалы, производство которых иногда наносит вред природе. Однако новые практичные решения уже готовы потеснить эти технологии.

Скоро дома будут напоминать скорее овощные склады, нежели привычные массивные строения из дерева и кирпича. На смену хорошо знакомым строительным материалам придут натуральные компоненты, дарованные самой природой. По желанию фасад можно будет украсить любыми видами цветущих трав, а окна будут аккумулировать энергию ветра и дождя. На самом деле это не научная фантастика, а вполне доступные сегодня технологии.

Кирпичи… из риса

Построить дом из экологически чистых материалов – вполне естественное желание владельца современного участка. При этом важно не только то, чтобы выстроить инновационное жилище со «здоровой атмосферой», но и получая сырье для его возведения, сэкономить невосполнимые природные ресурсы, нанеся экологии наименьший урон.

В бедных районах Индии большинство домов уже несколько лет возводят из отходов рисовой шелухи

Самое очевидное, что приходит на ум – это использование переработанных ресурсов. Например, компания Oryzatech из Калифорнии (США) решила использовать в качестве строительных блоков кирпичи из спрессованной рисовой шелухи. Сотни тонн этих «отходов» ежегодно сжигаются или выбрасываются после обработки злака. В компании решили пойти простым путем – смешали шелуху с клеем и отправили ее на формовочные станки. В результате получились милые кирпичики, напоминающие детали игрушек Lego. Параметры блоков – 0,3х0,3х0,6 м при весе 30 кг. Во время строительства их укладывают на бетонный фундамент и обшивают снаружи влагоустойчивыми панелями. Изнутри «рисовый дом» утепляют фанерой или гипсокартоном.

Дерево и текила

Оригинальное решение пришло из Мексики – страны, известной производством крепкого алкогольного напитка текила. Для его изготовления используется сок агавы – растения, отходы которого и раньше шли на различные нужды. Выяснилось, что если добавить к волокнистой структуре переработанный пластик, получается материал, напоминающий свойствами древесину. При этом он обладает повышенной прочностью, и из него можно изготавливать опалубку, стропильные конструкции, арки и мебель.

В настоящее время сразу несколько фирм работают над улучшением свойств «текиловых досок». В частности, решено заменить агаву кокосовым волокном – еще более прочным и дешевым материалом. Все-таки агава имеет важное хозяйственное значение, и расходовать ее «на доски» было бы слишком расточительно. В окончательном виде материал будет выглядеть как небольшие доски размером 120х10х1 см.

Баклажаны для отделки стен

Компания из Нидерландов Nova Lignum разработала уникальный материал Ceranex, который применяют для облицовки фасадов. Этот продукт воплотил в себе достоинства волокнистого цемента, древесины и пластика. Кроме того, он на 85-90% состоит растительных волокон баклажанов или тростника.

Скоро баклажаны можно будет выращивать прямо на стенах собственного дома

Природные волокна обладают массой достоинств – они огнеупорные, невосприимчивы к агрессивным средам, плесени и легко переносят обильные ливни. Их легко обрабатывать любыми инструментами и устанавливать на строения любой конструкции.

Окно, «питающееся» непогодой

Это сейчас мы воспринимаем непогоду, как что-то негативное, но, возможно, совсем скоро будем ждать ее с нетерпением. В университете Атланты (США) придумали «умное стекло» с автономным источником питания, собирающее энергию ветра и дождя. «Сердцем» технологии является трибоэлектрический наногенератор (TENG).

Умные стекла со временем станут вырабатывать все больше энергии для питания дома

В смарт-стекло интегрированы сложные устройства, которые активируются при сложных погодных условиях. Вырабатываемый наногенераторами ток участвует в электрохимических и окислительно-восстановительных реакциях. Они регулируют светонепроницаемость стекла – с прозрачного оно меняется на темно-синее. Но это еще не все – стекло накапливает энергию, которую впоследствии можно использовать для зарядки смартфона или кардиостимулятора. Прототипы «умных» стекол еще требуют доработки, однако уже сейчас стало ясно, что потенциал у них огромный.

«Строительная кожа»

Человеческая кожа – одна из сложнейших систем, существующих во Вселенной. Ее уникальные характеристики издавна привлекали внимание ученых, особенно свойство, позволяющее ей «дышать» и тем самым регулировать температуру тела и влажность.

Дом с дышащим фасадом не будет нуждаться в кондиционерах

По аналогии с внешним покровом тела ученые из университета Беркли (США) разработали строительную оболочку SABER для создания уникального микроклимата в зданиях. Оболочка изготовлена по принципу мембраны, заполненной миниатюрными линзами и запорными клапанами. Встроенные датчики реагируют на температуру воздуха, свет и влажность, открываясь и закрываясь в соответствии с меняющимися условиями окружающей среды. Если в помещении слишком жарко, клапаны приоткрываются, пропуская воздух внутрь. Если становится прохладнее – закрываются, сохраняя тепло.

Гибкая «кожа» может быть любого размера – ею можно будет «укрыть» как футбольное поле, так и фасад небольшого здания. В скором будущем мембрана станет важным и обязательным компонентом системы «умный» дом.

Сады на стенах

Вертикальным озеленением зданий сегодня никого не удивить. Швейцарская компания Creabeton Matériaux AG внесла свой вклад в развитие этой набирающей популярность технологии. Озеленители придумали систему SKYFLOR, состоящую из панелей, в которые можно высадить практически любые растения. Такой «вентилируемый фасад» не только прекрасно смотрится снаружи, но и служит дополнительной звукоизоляцией.

Со временем ученые научатся использовать зеленые фасады для получения дополнительной энергии

Стандартная панель состоит из 4 слоев. Нижний слой, примыкающий к фасаду, изготовлен из бетонного блока, армированного волокном. На нем лежит питательный слой, помогающий развитию растений. Вторым рядом уложена стильная керамическая панель с пористой поверхностью. И, наконец, внешний слой представлен красивоцветущими растениями.

До появления по-настоящему «природных» домов остается совсем немного времени. Возможно, очень скоро мы будем жить в зданиях, целиком состоящих из натуральных волокон, растительных отходов, и получать энергию просто потому, что идет дождь. Дача нового тысячелетия приобретет совсем иной вид.

Какой пластик?

Первый в мире синтетический пластик был получен в Нью-Йорке в 1907 году учёным Лео Бейклендом. А утвердиться в качестве дизайнерского и архитектурного материала ему удалось в 1961 году во время промышленной выставки в Лондоне, где он впервые выступил не в качестве мутного бесформенного куска пластмассы, а как дизайнерский материал нового поколения с широкими возможностями и рассчитанный на массового потребителя.

Современную промышленность и промышленный дизайн невозможно представить без пластика. В прямом соответствии с названием он пластичен и способен подстроиться практически под любые потребности человека: от пластиковых бутылок до объектов ландшафтного дизайна.

Кроме того, у пластика есть ещё одна ключевая черта, делающая его устойчивым к колебаниям моды: он умеет имитировать практически любой другой материал, будь то стекло, камень или керамика.

Прошлый фестиваль промышленного дизайна в Лондоне был посвящён возможностям современных полимерных материалов. Зрители могли видеть дизайнерскую одежду, обувь, посуду, мебель, объекты ландшафтного дизайна и даже целые дома, которые даже с близкого расстояния не выглядели как «пластиковые».

Или пластиковая посуда, выглядящая как керамическая даже с близкого расстояния.

Архитектор Амалия Тальфельд также считает, что за пластиком, как материалом для дизайна и архитектуры, будущее. Все остальные материалы по сравнению с ним сегодня вне конкуренции. Единственный и самый главный вопрос к производителям пластика лежит в области этики – удастся ли сделать его производство экологичным и какой способ переработки полимерных отходов придумают в будущем?

— Пластика будет всё больше и больше, несмотря на огромный тренд натуральных продуктов и материалов, который мы сейчас наблюдаем. Всё дело в дешевизне и практичности, а с учётом последних технологий пластик как материал становится вечным. И адекватной замены ему нет. Для печати на 3D-принтерах в 90% случаев используются полимеры. Главный вопрос, как его потом утилизировать, как перебарывать, чтобы вред для окружающей среды был минимальным.

Уже существуют пластиковый паркет или пластиковая плитка, которые невозможно отличить от дерева и керамики. К тому же, в повседневной жизни у них лучшие показатели, они не гниют, как дерево, и не так сложны в эксплуатации, как керамика. На мой взгляд, сегодня дизайнеры и архитекторы использовали далеко не все возможности пластика.

Например, на последней интерьерной выставке в Милане было представлено множество слэбов (пластиковый массив, мастерски имитирующий дерево или камень), которые уже невозможно отличить от натурального камня, причём даже профессионалам, — рассказала Лайфу дизайнер.

К слову, в симпатии к пластику в качестве строительного материала успели отметиться и российские дизайнеры. Например, в 2011 году дизайн-бюро Za Bor в рамках Московской архитектурной биеннале представило трёхэтажный пластиковый дом на 5-й Кожуховской улице. Проект так и не был реализован.

А с камнем что?

Несмотря на популярность пластика, традиционный в строительстве камень остаётся востребованным у современных дизайнеров. Природный камень по-прежнему популярен для наружных и внутренних отделочных работ. Правда, его цена значительно выше, чем пластика, имитирующего аналогичную каменную поверхность.

Например, на последней архитектурной биеннале в Венеции Швейцарские архитекторы представили макет дома из известняка, чья структура сложена таким образом, чтобы поддерживать саму себя без специальных растворов и клея.

По словам авторов проекта, дом должен продемонстрировать будущее экологически чистого строительства, где не используются токсичные и не подлежащие переработке материалы.

К последним архитектурным проектам относится также жилой квартал в китайском Ханчжоу вдоль канала реки, созданный полностью из природного камня.

Британский архитектор Дэвид Чипперфилд говорит, что поскольку квартал находится на окраине города и полностью вписан в болотный ландшафт, окружён садами, поэтому другой материал, кроме серого минималистичного камня, выглядел бы просто странно.

Дерево как признак роскоши

Пожалуй, наиболее интересная судьба в качестве материала будущего уготована дереву. С одной стороны, любая идея строительства из натуральной древесины упирается в вопрос об ограниченности природного ресурса, с другой, вот уже несколько лет подряд мы наблюдаем мощный экологический ренессанс, связанный с потребительским выбором в пользу натуральных продуктов и материалов.

Именно с последними экотрендами связан небывалый подъём спроса на мебель и предметы интерьера из дерева. Их цена значительно выше мебели и отделочных материалов из прессованной древесины или картона.

Вероятно, из всех строительных материалов именно дерево имеет наиболее высокие шансы на исчезновение. Поскольку оно, в отличие от пластика, ограниченный ресурс. И даже высокая стоимость деревянных дизайнерских вещей или архитектурных форм не способна снизить желание потребителя окружить себя натуральными и ароматными (как известно, запах дерева часто используется при создании селективной парфюмерии) изделиями.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *