Nowoczesne materiały budowlane smart

  Myśląc o nowoczesnych materiałach budowlanych nie sposób nie wspomnieć o zrównoważonym rozwoju i wpisanym w niego zrównoważonym budownictwie.

Ma ono na celu znaczące obniżenie zużycia energii (sektor budowlany zużywa 40% ogółem produkowanej energii w Europie), racjonalne i przyjazne środowiskowo realizowanie inwestycji a także  właściwe oraz ekonomicznie uzasadnione wykorzystanie bogactw naturalnych oraz energii do produkcji materiałów budowlanych.

Nowoczesne materiały budowlane mają ogromne znaczenie przy zrównoważonych inwestycjach. Przykładem może być jeden z największych producentów materiałów budowlanych, grupa Lafarge, która   oferuje beton niskoemisyjny, który charakteryzuje się  zmniejszonym o 48% śladem węglowym, cementy produkowane z surowców pochodzących z recyklingu. Tym samym w realny sposób odpowiada na dwa największe współczesne wyzwania, którymi są z jednej kryzys klimatyczny z drugiej strony urbanizacja.

Materiały to bardzo ważny element w certyfikacji ekologicznej BREEM,LEED które są wprowadzane aby w sposób obiektywny oceniać inwestycje budowlane w zakresie ich zgodności z zrównoważonym rozwojem. Jednym z wielu czynników branych pod uwagę dotyczących materiałów są:

• Skład, im bardziej naturalny tym wyższa ocena
• Trwałość materiałów
• Brak odpadów w czasie wydobycia
• Dostępność- promowane są materiały regionalne, by zmniejszyć długość transportu
• Sposób pakowania-najlepiej z opakowań z recyclingu

Te uwarunkowania mają wpływ na inżynierię materiałową-ważna jest nie tylko funkcjonalność ale także  wpływ na środowisko-zarówno przy ich wykorzystaniu ,ale także produkcji.

Na uwagę zasługują materiały o zmiennym stanie skupienia. Są to substancje które, gromadzą i uwalniają duże pokłady energii. Budynek wykończony takim materiałem mógłby magazynować samoistnie energię w pogodne dni i oddawać ją w pochmurne.

Dużym przełomem będą izolacje próżniowe, które pozwalają zamienić 20cm styropianu na 1 cm powłoki. Ważna jest jednak specjalna technika montażu , aby nie rozszczelnić powłoki. 

Ciekawym materiałem jest aerożel,  złożony w 99% z powietrza, dzięki czemu jest najlżejszym ciałem stałym, co pozwala, że posiada  o  dwa i pół razy mniejszy współczynnik przewodzenia ciepła niż tradycyjne materiały izolacyjne

Ważną cechą nowoczesnych materiałów jest ich interaktywność -zdolność do reagowania na zmiany, pod wpływem impulsu chemicznego, termicznego, elektrycznego. Przykładem mogą być termo-bimetale, które zmieniają kształt pod wpływem promieni słonecznych. Inspiracją do ich powstania była ludzka skóra-naturalny termoregulator.

Obecnie trwają prace nad wdrożeniem do zastosowań inżynierii budowlanej „żywego betonu”. Odkryto, że bardzo trwałe bakterie wytracają ten sam rodzaj kalcytu, który jest także składnikiem betonu. Bakterie umieszczone w betonie, w którym pojawią się pęknięcia budzą się, mnożą wydzielając kalcyt, który zespala się z betonem, wypełniając ubytki i pęknięcia. W ten sposób beton naprawia się sam.

Inspiracją do powstawania nowoczesnych materiałów jest przyroda.

Przykładem jest budowa układu oddechowego konika polnego, który zapewnia efektywną wymianę gazów. Stosując to rozwiązanie w architekturze pozwoliłoby na wentylację budynków przez ściany bez żadnego nakładu energii.

Rogówka oka ćmy o silnych właściwościach antyrefleksyjnych przyczyniła się  do powstania nieprzepuszczającego i antyodblaskowego szkła, które także ma funkcję samooczyszczenia.

Przykładów takich fenomenów natury jest wiele. Zastosowanie ich będzie miało przełomowe znaczenie w inżynierii. Materiały ekologiczne i smart szybko się zmieniają. Z pewnością pojawią się nowoczesne, zgodne z otoczeniem materiały, które pozwolą na realizowanie idei zrównoważonego budownictwa.