Био и зелени технологии: нов материален свят за устойчива архитектура

Biotechnology

Напредъкът в био технологиите и науката за материалите отваря нови възможности с потенциал за фундаментална промяна на връзката между изградената среда и природата. Биоинженерните материали, които растат, произвеждат енергия и се самолекуват, са следващата граница в биологията и науката за материалите и потенциален път към нов вид архитектура. Въпреки че иновациите в тези области все още са далеч от масовата търговска употреба, те обещават драматично да променят образа на изградената среда.

Живите материали за застроената среда са бързо развиваща се област на изследване, която обслужва широк спектър от цели – от намаляване на въглеродния отпечатък, оптимизиране на използването на ресурсите, разработване на иновативни свойства до подобряване на поглъщането на въглерод. Живите строителни материали (LBMs) ​се намират на пресечната точка между дизайна, науката за материалите, химията и биоинженерството. Те съдържат микроорганизми и показват биологични свойства.

Някои изследвания вече показват как LBM могат да променят материалите, с които оперира архитектурата.

Biotechnology

Замяна на традиционното производство с органичен растеж

Лабораторията за живи материали в университета в Колорадо, Боулдър изследва нов жив строителен материал без цимент, който, за разлика от бетона, е напълно рециклируем. Екипът използва цианобактерии – зелени микроорганизми, подобни на водораслите, които използват CO2 и слънчева светлина, за да растат и произвежда биоцимент, който помага за поглъщането на CO2. Използвайки експоненциалния растеж на бактериите, изследователите отглеждат градивните елементи, демонстрирайки нов потенциален метод за производство. Прилагането на тази технология в реалния живот вече е налице, тъй като някои компании напредват с приемането на тези подобрени материали, като включват биоцимент в своите продукти.

Мицелът е друга плодотворна област за изследване, тъй като материалите на базата на мицел имат добри изолационни свойства, забавят горенето и не произвеждат токсични газове. През 2014 г. The Living създава Hy-Fi – първата мащабна структура от тухли с мицел, която може да бъде отгледана за 5 дни. В НАСА материалите, базирани на мицели, се проучват като жизнеспособна възможност за космическа архитектура, именно поради възможността за отглеждането им на място, в контекст, при който обемът на транспортираните материали трябва да бъде сведен до минимум.

Самовъзстановяващи се материали за по-малко потребление на ресурси

Тъй като бетонът е отговорен за почти 9% от глобалните въглеродни емисии, многобройни изследователски усилия се фокусират върху намирането на алтернативи на традиционния бетон, преосмисляне на производствения процес или намиране на решения за намаляване на търсенето. В Политехническия институт Уорчестър изследователите са разработили самовъзстановяващ се бетон, използвайки ензим, който трансформира въглеродния диоксид в атмосферата в кристали калциев карбонат, запечатвайки пукнатини от няколко милиметра и предотвратявайки по-нататъшно увреждане на материала. За разлика от експериментите със самовъзстановяващ се бетон с помощта на бактерии, този процес е по-бърз и не създава проблеми с безопасността.

Biotechnology

Тестване в реалния живот и архитектурни приложения

Хъбът за биотехнологии в застроената среда е изследователски проект, в който участват биолози от университета Нортумбрия и архитекти, дизайнери и инженери от университета в Нюкасъл. Те разработват биотехнологии, които биха помогнали за създаването на сгради, отговарящи на околната среда. Изследванията се фокусират върху производството на живи инженерни материали, които да метаболизират отпадъците си, да помагат за намаляване на замърсяването, да направят строителните процеси по-ефективни и дори да генерират енергия.

Лабораторията за изследване на интегрирания дизайн към Университета на Северна Каролина в Шарлот разработи адаптивна фасадна система от микроводорасли, която подобрява качеството на въздуха в помещенията и произвежда възобновяема енергия чрез интегрирани фотобиореактори. С биохромния прозорец въздухът се вкарва във фасадната система, а кислородът, произведен от водораслите, се въвежда в ОВК системата на сградата. В системата редовно се внасят свежи водорасли, а натоварените с въглерод потъват на дъното и се прехвърлят в компонент, който ги превръща в биогориво. Системата е адаптирана и разработена за търговска употреба.

Тези няколко примера рисуват изчерпателна картина за това как може да изглежда индустрията за устойчиви строителни материали. Необходими са още изследвания, за да се оценят въпроси като безопасността и био замърсяването. Освен това тези нови материали ще трябва да спечелят общественото мнение, което обикновено се отнася с неохота към света на бактериите. Областта на живите материали все още е в ранните си дни и предстои да извърви дълъг път от лабораторните изследвания до търговската жизнеспособност. Тези изследвания обаче отварят възможности за нов материален свят и ново ниво на устойчивост в архитектурата.

Снимки: Assia Stefanova

Строители Бг

Строители Бг е електронно издание, специализирано в областта на строителството. Специализираните статии разглеждат всички етапи от строителния процес и активните участници в него. Цел на изданието е да запознае читателите със спецификите на отделните процеси и да ги улесни в тяхната дейност. Предлагаме набор от професионални статии, категоризирани по раздели, където можете да прочетете за спецификите на отделните продукти и системи, представени в тях от водещите фирми в бранша.

Прочетете също: