10 úžasných stavebních technologií, které by mohly změnit svět

Účinky lidí na Zemi jsou stále hlubší každý den. Naše spotřeba energie je vyšší než kdy jindy a jen se zhoršuje. Populace také roste, což výrazně zatěžuje základní zdroje, jako je vesmír, voda a jídlo. Nakonec se životní prostředí rychle mění, což vedlo k extrémnímu počasí, které mělo obrovský dopad na města po celém světě.

Abychom řešili některé z těchto problémů, dělají se inovativní změny starých stavebních technologií, aby byla budoucnost krásná, čistá a (především) životaschopná.

10 bambusových měst

Většina lidí na Západě považuje bambus za dekorativní materiál. Ale je to skutečně neuvěřitelný stavební zdroj. Bambus je rychle rostoucí, silnější než ocel a pružnější než cement. To je důvod, proč Penda, architektonické studio v Pekingu v Číně, chce použít bambus jako hlavní zdroj budování celého města.

Město bude udržitelné, ekologické a levné. Budovy by byly postaveny tak, že by se bambusové tyče staly dohromady, aby se vytvořil X-kloub a pak se spojí s lanem. Pomocí této techniky Penda myslí, že by mohli stavět město, které by do roku 2023 mělo bydlet 200 000 lidí.

Jakmile je konstrukce dokončena, doplňky lze snadno instalovat jak horizontálně, tak vertikálně. Také může být prostor nebo dokonce celá konstrukce rozebrána bez velkého úsilí, a protože to jsou jen bambusové tyče a lano, může být znovu použita.

9 Diamond Nanothreads

Pokud víme, diamanty jsou nejtěžší minerály, které se na Zemi vyskytují přirozeně. Ve správné podobě tato síla činí diamanty výborným stavebním materiálem.

Na univerzitě Penn State vědci vytvořili inovativní diamantové nanočástice, které jsou 20 000krát tenčí než vlákno lidských vlasů. Přesto jsou diamantové nanočástice považovány za nejsilnější materiál na Zemi (a možná ve vesmíru). Kromě toho, že jsou tenké a silné, jsou neuvěřitelně světlé.

Vědci byli schopni vytvořit tyto řetězce ultratenkých diamantů použitím střídavých cyklů tlaku na izolované molekuly benzenu, které byly v kapalném stavu. Tím vznikly kruhy atomů uhlíku, které se shromáždily v řádném řetězci.

Tyto nanotrubičky se nesmějí používat v každodenní výstavbě, ale mohly by být použity v ambiciózních projektech, jako je kabel pro prostorový výtah, který by mohl vést k levnějšímu vesmírnému cestovnímu ruchu.

8 Airgel Insulation

Airgel není nový materiál. Ve skutečnosti to bylo zkoumáno ve dvacátých létech s nálezy na materiálu publikoval v roce 1932. Je vytvořen odstraněním kapaliny z gelu a nahrazení kapaliny plynem. Tímto způsobem se látka stává ultralehkou, protože je 90 procent vzduchu. Když je vyroben do deky, je to skvělé pro izolaci. Airgel byl používán k izolaci potrubí v průmyslových oblastech, a to bylo dokonce použito na Marse roveru.

Jedna společnost, která chce použít vzduchotechniku ​​pro domácí izolaci, je Aspen Aerogels. Vytvořili produkt s názvem Spaceloft deky, s nimiž lze snadno pracovat, protože jsou tak lehké a tenké. Navzdory jejich nízké hmotnosti mají přikrývky dvě až čtyřnásobek izolační hodnoty na palec v porovnání s tradiční izolací skelných vláken nebo pěny.

Vesmírné přikrývky také umožňují průchod vodní páry a možná i nejpůsobivější, jsou odolné proti ohni. Přestože domy zabalené do airgelových přikrývek nebudou ohnivzdorné, protože domy v Fahrenheit 451, tento typ izolace by určitě snížil počet požárů na bydlení.

Problémem je, že vzduch je mnohem dražší než tradiční izolace, ačkoli v dlouhodobém horizontu ušetří peníze na účty za energii. Také ne všechny domy mohou být snadno dodatečně s materiálem. Přikrývky fungují nejlépe ve starších domácnostech nebo s novými domky, které jsou speciálně navrženy tak, aby byly izolovány vzduchem.

7 Silniční tiskárna

https://www.youtube.com/watch?v=ifdA0kxP7lM

Trvá dlouhá doba, než se připraví cesta. Pracovník může v průměru 100 metrů čtverečních (1100 stop) denně tradičním způsobem. Při pohledu na zkrácení tohoto procesu se jedná o silniční tiskárny, jako je dlaždicový stroj Tiger Stone, který může "vytisknout" 300 metrů čtverečních dlažební kámen za den.

Další je RPS RoadPrinter, který může dělat 500 metrů čtverečních (5.300 ft) za den. Jeden až tři operátoři přivádějí do stroje volné cihly. Pak pusher třídí cihly do vzoru jako koberec. V tom okamžiku přebírá gravitace a stroj opouští cihlovou cestu. Poté paroplavec zatlačí cihly na své místo.

Tiskárny jsou napájeny elektricky a nemají mnoho pohyblivých částí, což usnadňuje jejich používání a údržbu. Také nezpůsobují mnoho hluku, zvláště ve srovnání s tradičními metodami dlažby.

Samozřejmě, hlavní rozdíl mezi většinou silnic a strojem vytištěnými je, že stroje místo cihly položí cihly. Nicméně cihlově silnice jsou také lepší než asfalt, protože filtrují vodu, expandují, když jsou zmrazené a vydrží déle.

6 Bezkabelové vícesměrové výtahy

Velkým problémem s obrovskými infrastrukturami je, jak se v nich efektivně dostat. Lidé mohou chodit tak rychle a tak daleko. Každá výtahová šachta má také pouze jeden výtahový vůz. Pokud jste někdy museli použít výtah v rozsáhlé budově, víte, že často může trvat dlouho, než se dostanete do auta.

Německá výtahová společnost ThyssenKrupp se snaží odstranit tyto problémy. Namísto použití kabelů by navrhovaný výtah používal technologii magnetického levitace. To jim umožní cestovat jak vertikálně, tak horizontálně. Také by umožnilo více než jedno auto na hřídel, což by omezilo dobu čekání. Takže by bylo méně potřeba více dveří výtahů.

Konečně, magnetické výtahy by používaly mnohem méně energie, čímž by byly lepší pro životní prostředí. V roce 2016 plánuje ThyssenKrupp testovat nový výtahový systém v budově na svém výzkumném areálu.

5 Solární barva

Jedna z největších stížností na solární panely je, že jsou velké, neohrabané oči, které nejsou dostatečně silné. Aby to bylo možné změnit, několik výzkumných pracovníků vyrábí solární články, které jsou tak malé a pružné, že mohou být natřeny na povrchy. Ve skutečnosti tým výzkumníků na univerzitě v Albertě vytvořil postřikovací solární článek s nanočásticemi zinku a fosforu.

Pokud každý majitel domu namaloval svou střechu tímto typem sluneční barvy, mohl by pro dům generovat více než dost energie a snížit naši závislost na fosilních palivech. Není třeba dodatečné vybavení, které by minimalizovalo stavební práce. Také solární barva je mnohem levnější než tradiční solární panely. Solární články používané v barvě zatím nejsou účinné, ale vědci se snaží tento problém vyřešit.

4 vertikální města

Podle odhadů Organizace spojených národů bude na světě do roku 2050 více než 9,6 miliard lidí. To je o 2,3 miliardy lidí více než dnes. Také se odhaduje, že 75 procent světové populace bude žít ve městech, což nám pomůže s nedostatkem prostoru v našich městech.

Jedním ze způsobů, jak tento problém překonat, je postavit vertikální města. V Sahaře, ve Spojených arabských emirátech (SAE) a v Číně je již několik navržených vertikálních měst.

Tato vertikální města by byla obří budovy, které by poskytovaly bydlení, pracoviště a nakupování. Například italská firma Luca Curci Architects bude postavit budovu ve Spojených arabských emirátech, která má 189 úrovní. V domě bude 25 000 lidí, obchodů a podniků. Protože by lidé nemuseli opouštět budovu, řešili by to problém vesmíru a snížili uhlíkové stopy obyvatel.

Megastruktury by byly samozásobující a zelené. Vzhledem k tomu, že jsou tak velké, mohou být solární panely umístěny v celém objektu. Mohly by také využívat geotermální energii a sbírat dešťovou vodu.

3 inteligentní beton

https://www.youtube.com/watch?v=-iJP7DFt6AU

Když se oblast začne zaplavovat, nedostatek míst pro vypouštění vody. To se zhoršuje v městských oblastech, protože je méně vody absorbováno. Aby společnost omezila záplavy, společnost britské společnosti Tarmac vytvořila asfaltový produkt s názvem Topmix Permeable.

Většina betonů umožňuje, aby se voda ponořila do země, ale jen asi 300 milimetrů vody prochází za hodinu. Topmix může umožňovat průchod 36 000 milimetrů vody za hodinu, což je přibližně 3300 litrů za minutu.

Namísto použití písku jako většina betonu vyrábí Topmix svůj výrobek kusy drcené žuly, které jsou baleny dohromady. Voda proudí přes tyto žuly, kde může být absorbována do země, vedena do kanalizačního systému nebo shromážděna ve vodní rezervě. Kromě toho, že Topmix snižuje šance na zaplavení, udržuje ulice v suchu, což je činí bezpečnějšími. Také může být voda směrována do zásobníku pro opakované použití v mnoha ohledech.

Problém s propustným betonem spočívá v tom, že může být použit pouze v oblastech, kde není příliš studený. Studené počasí by způsobilo, že by se beton rozšířil, což by ho zničilo. Je také mnohem nákladnější instalovat než tradiční beton, ale města mohou ušetřit peníze v dlouhodobém horizontu, pokud produkt snižuje záplavy.

2 inteligentní cihly

Stačí se podívat na inteligentní cihly vyvinuté Kite Bricks, můžete vidět, že byly inspirovány Lego. Tyto stavební bloky mají nahoře knoflíky a spojují se přesně jako kusy Lego. Inteligentní cihly jsou drženy na místě pomocí prutu, s kusy různých tvarů navrstvených.

Namísto použití cementu jsou cihly drženy spolu se silným oboustranným lepidlem. Ve vnitřku budovy lze na cihly připevnit vyměnitelné panely se vzory. Tyto panely by odstranily potřebu sádrokartonu a malování. Tam jsou také kusy stavět podlahy a stropy. Centra bloků jsou prázdné, zanechávají prostor pro izolaci, vodovodní potrubí a elektrické vodiče.

Cihly by vedly k lepší regulaci tepelné energie, větší univerzálnosti ve stavebnictví a nižším nákladům na výstavbu asi o 50 procent.

1 stavba robotů

K rozvoji inovativních metod ve stavebním světě se výzkumníci Harvardové obrátili k přírodě pro inspiraci, konkrétně termity. Termity mohou vytvářet velké konstrukce, přestože nemají centrální dohled. To znamená, že termiti přinesou na první staveniště špínu. Pokud je toto místo odebráno, prostě se přesune na další místo.

Projekt TERMES používá stejnou myšlenku konstrukce rojů, ale používají malé roboty. Tyto jednoduché, levné jezdce staví struktury podle počátečního návrhu a uvedení bloku do dalšího volného prostoru, dokud není dokončena konstrukce. To znamená, že roj potřebuje malý zásah od lidí po počátečním návrhu.

Rasy by byly ideální pro stavbu budov na nebezpečných místech, jako jsou vesmírné nebo podmořské stavby. Mohly by také dělat hloupou práci, která by byla ztrátou lidského času. Jelikož jsou řízeni samostatně, mohou budovat struktury efektivněji a účinněji než lidé.