Увеличение населения планеты вынуждает градостроителей находить новые способы осуществления высотной застройки. Компании, занимающиеся строительством, начинают использовать новые подходы для реализации, казалось бы, фантастических задумок. Небоскребы в будущем будут выглядеть еще эффектнее, чем сейчас за счет нестандартных подходов к процессу строительства. Амбициозные проекты можно будет успешно воплощать в жизнь за счет применения инновационных материалов. О некоторых из них известно уже сейчас.
Преимущества алюминия при возведении небоскребов
Представители крупных строительных компаний считают, что доля использования алюминия в строительстве небоскребов в ближайшие годы будет увеличиваться. Алюминий уже сейчас используют в качестве строительного материала, поскольку он позволяет уменьшать массу строений, благодаря чему сокращаются требования к фундаменту дома и к технике, применяемой при монтаже. Также существенно уменьшаются затраты на перевозку различных элементов конструкции к месту застройки.
Благодаря экструзии алюминий способен соответствовать разным формам для большинства вариантов дизайна фасадов. Металлу не страшна нагрузка любых внутренних структурных элементов.
Алюминий сохраняет свои первоначальные характеристики под влиянием внешних воздействии, в том числе быстро меняющейся температуры воздуха. Он способен обеспечить высокую сейсмическую стойкость, необходимую для предотвращения разрушений небоскребов во время землетрясений.
Углеродное волокно, как альтернатива строительным материалам
Инновационный легковесный материал, который называется углеродным волокном, планируется использовать для возведения небоскребов будущего. Основной особенностью является структура волокна, состоящая из длинных тонких нитей, переплетенных между собой. Углеродное волокно намного прочнее стали, поэтому нет необходимости доказывать целесообразность его применения при строительстве зданий с большим количеством этажей.
Материал хорошо выдерживает воздействие высоких ударных нагрузок. Углеродные волокна уже применяются при изготовлении сборных железобетонных элементов высоток. Заменяя традиционную стальную сетку углеродным волокном, можно добиться существенного уменьшения веса любого элемента. Облегченные блоки проще поднимать к месту закрепления, поэтому риски нарушения структурной целостности минимизируются.
«Умные» кирпичи
В Америке планируют строить небоскребы по принципу популярного конструктора Lego. Основным строительным материалом будут «умные» кирпичи, представляющие собой блоки разного размера, изготовленные из бетона высокой прочности. Внутри каждого бетонного элемента будет пространство, предназначенное для размещения проводов и труб.
Преимуществами «умных» кирпичей будут следующие характеристики:
- Способность выдерживать сильные подземные толчки, неблагоприятные метеоусловия.
- Небольшая стоимость строительных материалов.
- Минимальный расход электроэнергии на охлаждение, отопление помещений, объясняющийся улучшенными теплоизоляционными качествами блоков.
- Отсутствие отходов.
Изготовление планируется осуществлять по заранее известным размерам, сразу с готовой облицовкой наружной поверхности. Внутренняя часть кирпичей также будет иметь декор, что позволит отказаться от любых отделочных работ. Благодаря этому скорость строительства существенно увеличится.
Применение титана
Титановые изделия отличаются высокой устойчивостью к развитию коррозионных очагов. Металл характеризуется высокой прочностью, легкостью, способностью длительное время выдерживать серьезные нагрузки. Использование его при строительстве небоскребов позволяет воплотить в жизнь проекты, которые невозможно выполнить, используя нержавейку или алюминий.
Строительство высотных зданий на основе титана уже сейчас осуществляется некоторыми крупными компаниями. Данный металл способен заменить другие материалы, ранее использовавшиеся для реализации строительных, инженерных и архитектурных решений. Возведение небоскребов сопровождается использованием титановых уголков, плит, профилей.
Титановые кровли, крепежи, каркасы прекрасно выдерживают температурные перепады, химические воздействия, вибрации. Титан допускается применять при строительстве высоких зданий, если место застройки находится там, где наблюдается высокая геотермальная активность.
Инициаторами использования титана для строительства были японцы. Они занимались поиском надежного, прочного, химически инертного материала. Итогом выбора стали титановые сплавы. Япония сумела продемонстрировать большое количество архитектурных решений, обеспечивающих масштабное потребление титана. Металл прекрасно выдерживает воздействие соленых вод, обладает коррозионной устойчивостью, обходя даже нержавеющую сталь. Скоро титан, вероятно, вытеснит многие другие металлы, используемые при многоэтажном строительстве.
Альтернативные стройматериалы
Важной задачей многих ученых является поиск материала, который способен стать лучшей альтернативой обычному цементу. В рамках некоторых исследований предлагается проанализировать возможность применения золы, способной стать основой нового вида цемента.
Перспективным инновационным материалом считается биопласт, называющийся также гибким пластиком, на 80% состоящим из различных растительных масел. Технология производства биопласта считается очень перспективной, но высокая стоимость готового продукта пока не позволяет применять его повсеместно.
Небоскребы из стекла выглядят очень впечатляюще. Китайские ученые пытаются доказать, что обычному стеклу можно найти улучшенную замену. Они долгое время работают над уникальным видом остекления. Основными его характеристиками считаются:
- возможность самоочищения;
- энергосбережение;
- противотуманные свойства.
Компонентами инновационного стекла являются двуокись ванадия, диоксид титана.
Будущее бетона
Бетон считается самым востребованным строительным материалом. Технология его изготовления остается неизменной несколько сотен лет. Востребованность бетона объясняется долговечностью, прочностью, низкой стоимостью. Представители некоторых крупных строительных компаний считают, что необходимо заняться поиском новых альтернатив бетону, чтобы снизить количество выбросов CO2, источником которых является данный материал.
Некоторые ученые изучают уникальные биобетоны, способные устранять возникшие трещины благодаря внедрению известняковых бактерий. Успешные инновационные разработки биобетонов позволят продлить срок службы бетонных конструкций до двухсот лет.
Возведение небоскребов считается перспективным направлением в строительстве. Здания будут становиться все выше, поэтому инновационные материалы являются важной необходимостью. Они позволят воплотить в жизнь мечты самых смелых архитекторов.