Nové materiály a technologie se dnes objevují téměř každý den. Někteří způsobují pouze úsměv a někteří jsou schopni změnit svět. V tomto článku jsme shromáždili 10 vývojů posledních let, které nám jasně dokázaly, že nemožné je možné.
Samoopravný beton
Beton je materiál, bez kterého se neobejde snad žádné staveniště. Má obrovskou sílu a schopnost odolat obrovské zátěži. Ale pod vlivem vlhkosti, větru a dalších vnějších faktorů se monolit postupně zhroutí. Zdálo by se nemožné tento problém vyřešit. Specialisté z Holandska však vyvinuli úžasnou technologii, která umožňuje obnovu betonu bez lidského zásahu. Doslova se obnovuje.
Jak to funguje? Laktát vápenatý je zaveden do složení betonu a poté je osazen živými bakteriemi, které se živí touto přísadou. Zpracováním na vápenec tyto mikroorganismy uzavírají trhliny a dutiny. Zatím se tento vývoj ještě nerozšířil, ale možná v budoucnu přinese revoluci ve stavebnictví a umožní upustit od oprav.
skleněná dlaždice
Produkt vyrobený švýcarskou společností SolTech Energy dokáže překvapit i toho nejnáročnějšího architekta. Skleněné dlaždice budou nádhernou ozdobou vašeho domova, ale jejich použití má skutečné výhody. Tento materiál je schopen akumulovat sluneční energii, díky čemuž zůstává povrch střechy teplý i v noci. To znamená, že se na něm nehromadí sníh. Zda je takové řešení vhodné pro severní regiony, je kontroverzní otázkou. Ale v zemích s mírným klimatem jsou skleněné dlaždice nejlepší.
Pevnost skleněných dlaždic není nižší než keramických dlaždic. A dobře se s ním kombinuje, jelikož se hodí velikostí, tloušťkou i tvarem.
Při pokládce se pod dlaždice položí černý nylonový plech. Když slunce ohřívá povrch skla, ohřívá se i vzduch pod ním. A tuto energii lze využít nejen pro vytápění střechy, ale i pro jiné potřeby. Pokud tedy položíte potrubí pod střechu a propustíte jimi vodu, systém se stane dalším zdrojem tepla pro podkroví.
chytré sklo
V návaznosti na téma “sklo” si povíme o vývoji, který umožňuje udělat z průhledného materiálu neprůhledný jedním dotykem ruky. Tohoto magického efektu je dosaženo zcela jednoduše. Mezi dva skleněné panely je umístěn film z tekutých krystalů a prochází přes něj elektřina. Při použití energie mění krystaly svůj pohyb, seřazují se kolmo k povrchu skla a sklo se stává průhledným. Ale jakmile se proud vypne, částice obnoví svůj Brownův pohyb a materiál se zakalí a stane se pro oko neproniknutelným.
I přes přítomnost vodivé vrstvy lze „chytré“ sklo použít v místnostech s vysokým stupněm vlhkosti.
vodivý beton
Pokusy učinit beton vodivým byly prováděny již dlouhou dobu, ale pozoruhodného úspěchu v této oblasti bylo dosaženo teprve nedávno. Unikátní vývoj s názvem Shotcrete patří vědcům z University of Nebraska. Pomocí speciálního minerálu (magnetitu) a přísad z kovového a uhlíkového prachu dali odborníci betonu nové užitečné vlastnosti. Nyní dokáže nejen odrážet, ale i pohlcovat elektromagnetické záření.
Nový materiál je určen především pro stavbu silnic, chodníků a ranvejí, které nebudou pokryty ledem ani v největších mrazech. Ve skutečnosti mluvíme o “teplých podlahách” neomezené plochy.
průsvitný beton
Průsvitný beton zní jako něco, co se vzájemně vylučuje. Ale překvapivě takový produkt existuje. Materiál je prošpikovaný vlákny z optických vláken, která dokážou propouštět světlo a zároveň odolávat poměrně velkému zatížení.
Vývojáři tvrdí, že průsvitný beton lze použít v nejrůznějších oblastech – při stavbě podsvícených stěn, stavbě bazénů a tvorbě krajinných kompozic. Materiál se vyznačuje vysokou pevností v tlaku – od 70 MPa a jeho nasákavost nepřesahuje 1%.
Dnes je průsvitný beton poměrně drahý – deska 2 m² o tloušťce 2 m bude stát 15 000 rublů. Do budoucna se ale plánuje snížení cen.
Flexibilní keramické dlaždice
Další kontroverzní frází je flexibilní keramická dlažba. Řeč je o kompozitním produktu s názvem Flexi Clay. Vyrábí se z tradiční hlíny, do které je zahněteno změkčovadlo, které dodává výrobku pružnost. A pro vyztužení je odolný sklolaminát.
Rozměry dlaždic se pohybují od 253×40 do 2400×1200 mm. Tloušťka je 2-4 mm. Zvenčí se materiál neliší od běžného tvrdého opláštění. Nový produkt lze použít pro dekoraci interiéru i exteriéru. Průměrná životnost je 20 let.
Flexibilní dlaždice lze ohýbat do pravého úhlu bez obav z prasknutí. K instalaci je ale potřeba použít extra silné lepidlo
dřevěné hřebíky
Kovový hřebík, který je nám znám od starověku, dokonale zvládne své úkoly. Ale nelze to označit za ideální. Problémy nastávají, když je potřeba rozebrat dřevěnou konstrukci. Musíte strávit spoustu času a úsilí vytahováním upevňovacích prvků, které se často ohýbají a pevně se zasekávají. Je tu ještě jeden problém – železné hřebíky podléhají korozi. Rezavějí, nejen že se samy zhroutí a oslabí spojení, ale také zanechají nedbalé červené skvrny na povrchu desky.
Vynález Beck Fastener Group řeší všechny problémy najednou. Jedná se o nehty z. dřevo, přesněji masivní buk. Při demontáži dřevěné konstrukce je nemusíte vytahovat – můžete je jednoduše rozřezat nebo zlomit. A o nějaké korozi samozřejmě nemůže být ani řeč.
Dřevěné hřebíky se zatloukají pneumatickou pistolí. Není potřeba žádné předvrtání
Spojovací materiál, nazývaný LignoLoc, má průměr 3,7 mm a délku 50 až 65 mm. Stojí za zmínku, že dřevěné hřebíky mají nižší pevnost než kovové. Nelze je použít v investiční výstavbě. Ale jsou skvělé pro dekoraci interiéru a mohou být také užitečné při výrobě nábytku.
Nejteplejší cihla
Zdá se, že je prostě nemožné vylepšit cihlu – trh nabízí mnoho možností pro tento materiál stěny pro všechny příležitosti. Specialisté švýcarského výzkumného ústavu Empa nás ale dokázali překvapit spojením keramiky a tepelné izolace v jednom produktu. Tak se ukázalo nejteplejší cihla na světě – “Aerobriks”. Jeho dutiny jsou vyplněny tzv. aerogelem – syntetickou látkou podobnou lehké pěně.
Díky této inovaci odolává cihla chladu 8x lépe než běžná cihla stejné velikosti. Navíc dostatečně odolává zahřátí až na 300 °C. Bohužel v současné době se Aerobriks nepoužívá ve velkém množství – je to příliš drahé. Jeden metr čtvereční stěny stojí asi 30 000 rublů. Postupem času ale technologie zlevní a stane se dostupnější.
Jehličnaté panely
Tento materiál vzešel z trendu používání produktů šetrných k životnímu prostředí. Surovinou pro něj je lisované smrkové jehličí. Lepicí pryskyřice obsažená v jehlách působí jako pojivo. Při výrobě se nepoužívají žádné jiné chemikálie. Výsledkem je plošný materiál, který se používá jako podklad pro laminátové a parketové desky.
Velikost jehličnatých panelů je 590 × 850 mm, přičemž tloušťka může být 3-7 mm. Pokládají se na podlahu diagonálně, od konce ke konci, a fixují se lepicí páskou, aby se zabránilo šíření.
Jehličnatý aglomerát dobře udržuje teplo, ale není příliš odolný. Ve vlhkém prostředí navíc může plesnivět.
flexibilní strom
Tuto větu nelze brát doslova. Dosud nebylo možné vyrobit dřevěné pole skutečně flexibilní. Podařilo se jim ale najít elegantní kompromisní řešení nalepením trojúhelníkových dřevěných prken na polymerovou síť. V důsledku toho byl získán druh tapety, který lze použít k ozdobení zakřivených povrchů – výklenků, sloupů, oblouků atd.
Povrchová úprava Wood-Skin je k dispozici v panelech o rozměrech 2500 x 1250 cm a 3050 × 1525 cm.Tloušťka se pohybuje od 3 do 30 mm. Přední plocha dlaždice může být vyrobena z různých druhů dýhy, ale i keramiky, kovu, plastů a dokonce i kamene. Nejoblíbenější je ale samozřejmě stromeček.
Panely z „flexibilního dřeva“ umožňují použití bodového osvětlení. Instalace materiálu se provádí pomocí vestavěných háků a napínacích kabelů
Materiály a technologie se spojují v nových prostorech a zkušenostech. Při hledání inovací v nejmodernějším stavebnictví Institut pro výpočetní navrhování (ICD) a Institut pro stavební inženýrství a stavební inženýrství (ITKE) spolu se studenty z univerzity ve Stuttgartu vybudovaly řadu experimentálních pavilonů nad let. Tyto rámce vyprávějí příběh počítačového navrhování a automatizovaných výrobních procesů pro pokročilé návrhy.
Cílem MKN je připravit studenty na další rozvoj výpočetních procesů v architektuře, protože integrují oblasti inženýrství, designu, plánování a konstrukce. Vztah je odhalen jak technicky, tak koncepčně pomocí parametrických a algoritmických návrhových strategií. Poskytuje platformu pro další zkoumání integrativního využití výpočetních procesů v architektonickém návrhu, se zvláštním zaměřením na integrativní metody pro generování, modelování a vyhodnocování komplexních informací a modelů založených na výkonu.
ICD má dvě hlavní oblasti výzkumu: teoretický a praktický vývoj generativních výpočetních návrhových procesů a integrované využití počítačem řízených výrobních procesů se zvláštním zaměřením na výrobu robotů. Tato témata kombinují technologický pokrok ve výrobě k výrobě výkonných materiálů a stavebních systémů.
Podobně Institut pro pozemní stavitelství a pozemní stavitelství (ITKE) na univerzitě ve Stuttgartu soustřeďuje své aktivity na stavební inženýrství jako základní aspekt architektury. Cílem ITKE je posouvat hranice inženýrského designu a materiálové vědy k novým a inovativním aplikacím v oblasti architektury. Dvě hlavní výzkumné oblasti ústavu souvisejí s vědou o materiálech pro výrobu vysoce výkonných materiálů a jejich aplikacemi spolu se strukturní morfologií a studiem inovativních konstrukčních systémů.
Následující pavilony představují inovace v materiálech a pokročilých designech jako základní aspekty výzkumných aktivit v ITKE a ICD a každý je prozkoumán prostřednictvím výroby procesů a vývoje prototypů v plném měřítku.
2011 Výzkumný pavilon ICD/ITKE
V létě 2011 vytvořily Institut pro výpočetní navrhování (ICD) a Institut stavebního inženýrství a pozemního stavitelství (ITKE) spolu se studenty Univerzity ve Stuttgartu dočasný bionický výzkumný pavilon na křižovatce výuky a výzkumu. . Projekt zkoumá architektonický přenos biologických principů kosterní morfologie desky mořského ježka pomocí nových počítačově podporovaných technik navrhování a modelování spolu s počítačovými výrobními metodami pro její konstrukci. Specifická inovace spočívá ve schopnosti efektivně rozšířit uznávané principy bioniky a související charakteristiky na řadu různých geometrií pomocí výpočetních procesů, což dokazuje skutečnost, že komplexní morfologii pavilonu lze postavit pouze z extrémně tenkých překližkových desek. . (6,5 mm).
2012 Výzkumný pavilon ICD/ITKE
V listopadu 2012 dokončily Institut pro výpočetní design (ICD) a Institut pro navrhování a konstrukci budov (ITKE) na univerzitě ve Stuttgartu plně robotický výzkumný pavilon vyrobený z uhlíkových a sklolaminátových kompozitů. Tento interdisciplinární projekt realizovaný architektonickými a inženýrskými výzkumníky z obou ústavů společně se studenty fakulty a ve spolupráci s biology z univerzity v Tübingenu zkoumá možný vztah mezi strategiemi biomimetického designu a novými výrobními procesy robotů. Studie se zaměřila na materiálové a morfologické principy exoskeletonů členovců jako zdroj výzkumu nového paradigmatu kompozitní konstrukce v architektuře.
2013 Výzkumný pavilon ICD/ITKE
Institut pro výpočetní design (ICD) a Institut pro navrhování a konstrukci budov (ITKE) na univerzitě ve Stuttgartu postavily další bionický výzkumný pavilon. Projekt je součástí úspěšné série výzkumných pavilonů, které demonstrují potenciál nových procesů navrhování, modelování a výroby v architektuře. Projekt plánovali a budovali v průběhu roku a půl studenti a výzkumníci jako součást multidisciplinárního týmu biologů, paleontologů, architektů a inženýrů.
2014 Výzkumný pavilon ICD/ITKE
Výzkumný pavilon ICD/ITKE 2014-15 představuje architektonický potenciál nové stavební metody inspirované vytvořením podvodního hnízda pavouků. Prostřednictvím nového výrobního procesu robotů se původně flexibilní pneumatické bednění postupně zpevňuje tím, že je zevnitř vyztuženo uhlíkovými vlákny. Výsledný lehký vláknitý kompozitní plášť tvoří pavilon s jedinečnými architektonickými kvalitami a zároveň je vysoce efektivní konstrukcí.
2015 Výzkumný pavilon ICD/ITKE
Institut pro výpočetní design (ICD) a Institut pro navrhování a konstrukci budov (ITKE) na Univerzitě ve Stuttgartu dokončily výstavbu nového výzkumného pavilonu demonstrujícího robotické technologie výroby textilií pro segmentované dřevěné skořepiny. Pavilon je první svého druhu industriální krejčovství dřevěných prvků v architektonickém měřítku. Je součástí úspěšné řady výzkumných pavilonů, které demonstrují potenciál výpočetního designu, simulace a výrobních procesů v architektuře. Projekt navrhli a realizovali studenti a výzkumníci jako součást mezioborového týmu architektů, inženýrů, biologů a paleontologů.
Pavilon na závitech / ICD / ITKE
V rámci výstavy „Ahoj, robote. Design mezi člověkem a strojem“ Vitra Design Museum představuje velkou výstavu věnovanou současnému boomu robotiky. Mimo muzeum tuto výstavu doplňuje Pavilon nití. Bionic Canopy je působivým příkladem rostoucího vlivu robotiky na architekturu. Jeho jednotlivé moduly byly definovány algoritmem a následně vyrobeny robotem implementovaným týmem z univerzity ve Stuttgartu. Po premiéře ve Victoria and Albert Museum v Londýně se nyní nachází v kampusu Vitra.
2017 Výzkumný pavilon ICD/ITKE
Institut pro výpočetní design a konstrukci (ICD) a Institut pro navrhování a konstrukci budov (ITKE) na univerzitě ve Stuttgartu dokončily nový výzkumný pavilon, který zkoumá stavební konstrukce vyrobené z kompozitů vyztužených sklem a uhlíkovými vlákny. Nový proces je založen na jedinečných schopnostech a vlastnostech designu vláken. Protože jsou tyto materiály lehké a mají vysokou pevnost v tahu, je možný radikálně odlišný výrobní přístup, který kombinuje lehké stroje a stroje s dlouhým dosahem, jako jsou bezpilotní letadla (UAV) se silnými, přesnými průmyslovými roboty s omezeným dosahem. Tento společný koncept poskytuje škálovatelné výrobní nastavení pro kompozitní konstrukci s dlouhými vlákny.
BUGA Fiber Pavilion / ICD / ITKE
Pavilon vláken BUGA, který se nachází ve zvlněné krajině areálu Bundesgartenschau, nabízí návštěvníkům ohromující architektonický zážitek a pohled do budoucnosti stavebnictví. Vychází z let biomimetického výzkumu v architektuře v Institutu pro výpočetní navrhování a konstrukci (ICD) a Institutu pro stavební inženýrství a stavební inženýrství (ITKE) na Univerzitě ve Stuttgartu. Pavilon ukazuje, jak kombinace pokročilých výpočetních technologií s principy návrhu, které jsou vlastní přírodě, umožňuje vývoj skutečně nového a skutečně digitálního systému budov. Nosná konstrukce pavilonu je roboticky vyrobena pouze z moderních vláknových kompozitů.
Věž Urbach / ICD / ITKE
Věž Urbach je unikátní dřevěná stavba. Design věže vychází z nového samotvarovacího procesu zakřivených dřevěných komponentů. Tento převratný vývoj představuje posun paradigmatu ve výrobě dřeva od složitých a energeticky náročných procesů mechanického tvarování, které vyžadují těžké strojírenství, k procesu, při kterém se materiál tvaruje zcela sám. Tato změna tvaru je způsobena pouze smršťováním dřeva při snižování obsahu vlhkosti. Komponenty pro 14m věž jsou navrženy a vyrobeny v plochém stavu a jsou autonomně převedeny do svých konečných předvídatelných zakřivených tvarů standardním průmyslovým sušením. To otevírá nové a neočekávané architektonické možnosti pro dřevěné konstrukce využívající udržitelné, obnovitelné a místní stavební materiály.
