Именитые писатели-фантасты прошлого пророчили человечеству куда более высокие темпы развития. Мы уже должны были освоить и глубины космоса, и порталы, и массу других, недостижимых технологий. Но прогресс все же есть и особенно заметен в сфере строительных инноваций. Так куда же мы идем, давайте разбираться.
Любая стройка – процесс долгий, сложный и поэтому затратный. Новые технологии смогут это изменить и уже меняют! Наступает время, когда города будут расти не вширь, а ввысь, трещины в бетоне начнут затягиваться сами по себе, а в любой ситуации, требующей оказания неотложной строительной помощи, на выручку придут роботы-термиты.
«Вертикальный» город
Концепцию Arcology (слово составлено и «архитектура» и «археология») архитектор Паоло Солери предложил в 1969 году, и до последнего времени она реализовывалась больше в фантастической литературе, нежели в строительстве. Она предполагает высокие, не менее 300 метров, здания, которые не просто не вредят экологии, но и сами дают людям все, что нужно для жизни. Кроме уже традиционных для современных комплексов жилья, офисов и общественных пространств, в таких домах будут фермы, обеспечивающие едой всех жильцов дома – несколько тысяч человек.
При необходимости сооружение сможет расти ввысь (технология напоминает игру в Tetris). В итоге мегаполисы будут расти во все стороны гораздо медленнее, чем сейчас, не отнимая площадей у природных зон и сельхозземель.
Самовосстанавливающийся бетон
Ученые Мичиганского университета разработали формулу бетона, на конструкциях из которого трещины будут затягиваться без участия человека. Весь фокус в улучшенной структуре бетона: этот материал даже под сильной нагрузкой образует только мелкие и узенькие трещинки. Профессор Виктор Ли, автор композитного бетона, объясняет: «Если вы слегка поцарапаете руку, царапина заживет сама. А если у вас большая рана, придется наложить швы. Мы создали материал, на котором образуются именно мелкие царапины, заживающие сами». Исследования показали: если ширина бетонной трещины не более 50 микрометров, она затягивается полностью, без следа.
Новый бетон укреплен специальными волокнами, он гибкий и в отношении перегрузок ведет себя как металл. Средняя ширина трещин, которые в нем образуются – 60 микрометров, они вдвое тоньше волоса с человеческой головы. Как происходит регенерация: бактерии из присадок могут годами жить в сухом цементе «в режиме ожидания», а в трещине вступают в реакцию с водой и углекислым газом, и начинают продуцировать прочнейший карбонат кальция, который без следа затягивает нарушенную структуру.
Куда может привести это изобретение строительную отрасль? Звучит фантастически, но ожидается, что с новым бетоном отпадет надобность в арматуре: ширина трещин в конструкциях все равно будет минимальной.
«Умный» кирпич
Израильская компания разработала модульные бетонные блоки, которые похожи на детали конструктора Lego. Из них можно быстро собирать разнообразные сложные конструкции. Эти «умные» кирпичи – отличные теплоизоляторы, плюс в их внутренние воздушные полости можно дополнительно монтировать утеплитель. Также в каждом блоке сделаны пазы для прокладки электрического кабеля, водопроводных и канализационных труб и т.п.
Прочные и теплые блоки с пазами для коммуникаций – неуникальная вещь на строительном рынке. Интерес к этим блокам вызван именно их «легообразностью»: вверху на блоках есть кнопки, внизу пазы, так они и соединяются друг с другом, а потом дополнительно скрепляются двухсторонней сверхстойкой лентой. Если технология приживется, она постепенно вытеснит раствор или клей из процесса кладки. Еще: оказалось, что у строительных роботов, которые не справляются с возведением домов из обычных блоков и кирпичей, строить из этих «кубиков» получается очень хорошо.
Термокерамика
Термокерамику изобрели ученые Уханьского технологического университета. Многие специалисты считают, что в строительстве она будет иметь такое же значение, как алюминий в промышленности. Материал производится из натуральных компонентов: полевого шпата, глины и перлитов – их измельчают в мелкодисперсную пыль, добавляют немного воды и запекают при огромных температурах в тоннельных печах. В процессе происходит вспучивание с образованием множества закрытых пор.
Термокерамика обладает свойствами, которые раньше считались взаимоисключающими: она лёгкая, прочная, негорючая, с низкой теплопроводностью, устойчивая к старению, ко всем атмосферным и биологическим воздействиям. Как натуральный материал, абсолютно безопасна для окружающей среды, а как любая керамика, может служить веками.
В нашей стране этот материал только появился, а за рубежом его применяют в строительстве с 2008 года. Как термокерамика изменит строительную отрасль? Из-за своей универсальности она, скорее всего, заменит многие другие фасадные материалы.
Роботы-термиты
Роботы TERMES, созданные учеными из Гарвардской школы машиностроения и прикладных наук, способны создавать сложные конструкции, не понимая задачи, но подчиняясь заданному алгоритму. Они действуют по тому же принципу, что и термиты в своих колониях: каждое насекомое выполняет свою функцию, никто не в курсе общего замысла, но в итоге получается огромное и сложное сооружение.
У роботов-строителей примитивный набор чувств: они могут «видеть» только строительные блоки и других роботов. Но, как настоящие термиты, они эффективно работают без руководителя, подчиняясь алгоритму, который содержит общие приемы строительства и правила передвижения в пространстве.
Работа над проектом не остановится, даже если из строя выйдет большая часть роботов; стройка будет продолжаться до последнего термита. Как эта технология повлияет на строительную отрасль? В недалеком будущем именно роботы-термиты будут строить дамбы при наводнениях, восстанавливать дома после землетрясений и вообще – работать там, где людям нужна скорая строительная помощь.