Materiały przyszłości

Jak bardzo materiały przyszłości zmienią architekturę budynków?

Trwałe, użyteczne i estetyczne to właściwości, jakie powinny mieć wznoszone budynki. Jednak do ich charakterystyki dołącza współcześnie jeszcze jeden istotny aspekt – obecnie konstruowane budowle muszą spełniać oczekiwania otoczenia, współgrać z nim, stanowić integralną część ekosystemu. Budynki projektuje się więc, wznosi i użytkuje z poszanowaniem dla środowiska.

Nowoczesne materiały budowlane mają lepsze parametry, ale tworzone są także z myślą o możliwości ich ponownego wykorzystania czy wytworzenia z nich produktu o równie dobrych parametrach.

Nowe technologie modelowania, projektowania i wytwarzania, druk 3D, robotyka, wykorzystanie rzeczywistości wirtualnej, rozszerzonej wykorzystywane w projektowaniu i wznoszeniu budynków umożliwią większą elastyczność oraz personalizację rozwiązań.

Materiały przyszłości

Nowoczesne materiały wzorowane są na strukturach i mechanizmach występujących w przyrodzie, potrafią aktywnie reagować na bodźce, dokonywać samonaprawy bez udziału człowieka.

Poznaj inteligentne materiały oraz materiały bioniczne, wykorzystywane w branży budowlanej.

Materiały smart

Inteligentne materiały (smart) to nowoczesne rozwiązania, które dynamicznie reagują na zmiany warunków otoczenia, takie jak temperatura, wilgotność, światło czy obciążenie. Wspierają one efektywność energetyczną, komfort użytkowania oraz zwiększają trwałość budynków.

Smart materiały budowlane to przyszłość architektury i inżynierii – pozwalają tworzyć budynki, które "myślą", "czują" i reagują na zmiany w swoim otoczeniu.

Posiadają zdolność samoregulacji, samonaprawy lub aktywnej reakcji na bodźce zewnętrzne. Ich zadaniem jest zwiększenie funkcjonalności budynku bez udziału człowieka lub systemów mechanicznych.

Przykładem smart materiałów może być:

• inteligentne szkło stosowane w oknach energooszczędnych, biurowcach i fasadach, które zmienia swoje właściwości optyczne w zależności od światła lub napięcia elektrycznego (np. przyciemnia się w upale)
• samonaprawiający się beton posiadający w swojej strukturze bakterie czy związki chemiczne, które w reakcji z wodą aktywują proces "gojenia" pęknięć
• materiały zmiennofazowe utrzymują stałą temperaturę wewnątrz budynku bez użycia energii elektrycznej
• farby termo- i fotochromowe zmieniają kolor pod wpływem temperatury lub światła, mogą być wykorzystywane np. do monitorowania przegrzewania dachów czy elewacji
• panele fotowoltaiczne zintegrowane z materiałami budowlanymi łączą funkcje konstrukcyjne z produkcją energii, moduły fotowoltaiczne wbudowane są w elewacje, dachy, szyby, ogrodzenia.

Materiały budowlane naśladujące przyrodę

Materiały budowlane naśladujące przyrodę (materiały bioniczne) to nowoczesne rozwiązania inspirowane strukturami, mechanizmami i właściwościami występującymi w naturze. W architekturze i inżynierii czerpią one z rozwiązań wypracowanych przez miliony lat ewolucji – łącząc efektywność, trwałość i ekologię.

Przykłady materiałów inspirowanych naturą:

• samoczyszczące powłoki (np. dachówki, elewacje) inspirowane liściem lotosu, który dzięki powierzchni pokrytej maleńkimi, woskowymi kopcami odpycha wodę i brud
• beton inspirowany koralowcem to materiał opracowany do regeneracji i wzmacniania konstrukcji w środowiskach morskich, wspiera bioróżnorodność i umożliwia rozwój organizmów morskich na jego powierzchni
• materiały termoizolacyjne inspirowane futrem niedźwiedzi to mikroskopijne struktury przypominające włókna sierści zatrzymują ciepło, stosowane jako energooszczędne izolacje dachowe i ścienne
• struktury wentylacyjne wzorowane na termitierach umożliwiają pasywne chłodzenie i wentylację bez użycia energii, to rozwiązanie inspirowane naturalną klimatyzacją w kopcach termitów

• powierzchnie antybakteryjne inspirowane skrzydłami ważki zawierają mikrostruktury niszczące bakterie mechanicznie – bez użycia chemii, rozwiązanie do wykorzystania w szpitalach, łazienkach, kuchniach, przestrzeniach publicznych
• barwniki strukturalne (np. farby bez pigmentów) inspirowane skrzydłami motyla lub piórami ptaków – kolor uzyskiwany jest dzięki strukturze, nie barwnikowi, to rozwiązanie trwałe, odporne na blaknięcie.

Innowacyjne materiały budowlane rewolucjonizują branżę, ukierunkowując ją na bardziej ekologiczne, trwałe i energooszczędne rozwiązania. Ich zastosowanie umożliwia wznoszenie zrównoważonych budynków, które są nie tylko przyjazne dla środowiska, ale również korzystne ekonomicznie dla użytkowników.

Wraz z dynamicznym rozwojem technologii i inżynierii możemy spodziewać się pojawienia się jeszcze bardziej zaawansowanych materiałów, które zdefiniują przyszłość nowoczesnego budownictwa.

Fot. Freepik