مصالح نوین که قوانین ساخت و ساز را عوض خواهند کرد

پوسته های حسگر در برابر زلزله

این نمونه ای از مصالح نوین است که احتمالا شما در فیلم Heist دیده اید. یک پوسته حساس برای تشخیص آسیب در ساختارهای بتنی ساخته شده است. این پوسته حساس تولید شده شامل یک لایه نازک از رنگ مایع رسانا الکتریکی است که به سطح بتن اعمال می شود.

ترک خوردن بستر بتن موجب پارگی پوسته می شود. محققان روش کار این فناوری را اینطور توضیح می دهند که ابتدا الکترود ها در اطراف ساختمان قرار می گیرند. سپس رنگ رسانا روی آنها قرار گرفته و پس از آن یک جریان از طریق الکترود ها در ترکیب های مختلف اجرا می شود. آن یک الگوریتم پیچیده می تواند تعیین کند که آیا پتانسیل الکتریکی تغییر کرده است یا خیر. محققان از آن به عنوان یک سیستم هشدار دهنده برای ساختارهای بتنی استفاده می کنند. زیرا می تواند به سرعت ترک و آسیب در سازه های بتنی را تشخیص دهد. حتی طول و شکل ترک را نیز مشخص می کند.

محققان مجموعه ای از الگوریتم هایی را ایجاد کرده اند که به آنها اجازه می دهد هر دو مورد میزان آسیب و جایی که آسیب دیده را شناسایی کنند. این سیستم می تواند برای خانه های تاریخی و فرسوده و ساختمان های مناطق زلزله خیز و همچنین نیروگاه های هسته ای مورد استفاده قرار گیرد.

ترک خوردن بستر بتن

طناب فیبر کربنی برای ساختمان های 1000 متری

یکی از مهمترین دلایلی که مانع ساخت ساختمان هایی با ارتفاع زیاد می شود کمبود تکنولوژی های بالابر است. در ساخت و سازها برای انتقال به ارتفاعات زیاد مقدار فولاد مورد نیاز بسیار زیاد بوده و آسانسورهای جداگانه ای با سرعت های بالا لازم است.
به همین دلیل یک شرکت فنلاندی به نام kone یک تکنولوژی برای این کار ساخته و پیشنهاد می کند. یک طناب با هسته فیبر کربنی و یک ماده شیمیایی با خاصیت اصطکاکی مخصوص که با حرارت و نیروی باور نکردنی کار می کند. این طناب که Ultrarope نامیده می شود. این طناب 90 درصد سبک تر از فولاد می باشد. این طناب می تواند آسانسور را تا دو برابرارتفاع، بیش تراز بلندترین آسانسورها پشتیبانی کند.

این شرکت اعلام کرده برنامه خود را برای ساخت 65 آسانسور در برج جده که بلندترین برج جهان شناخته می شود در دست اقدام دارد. برج جده که قبلاً با نام برج المملکه نیز شناخته می‌شد. این برج ، آسمان‌خراش ۱۶۷ طبقه به ارتفاع ۱٫۰۰۰ متر، با کاربری اداری،تجاری، هتل و مسکونی است. این برج در شهر جده در عربستان سعودی ساخته می‌شود. پروژه ساخت این آسمان‌خراش ماه آوریل ۲۰۱۳ آغاز گردید و در سال ۲۰۲۰ تکمیل و افتتاح خواهد شد. جده در سال ۲۰۲۰ تکمیل می‌شود، که با ارتفاع معادل یک کیلومتر، به عنوان بلندترین سازه وساختمان جهان شناخته خواهد شد. این برج در حدود ۲۰۰ متر از برج خلیفه امارات (بلندترین سازه کنونی) نیز بلندتر خواهد بود.

چاله آسانسور

ساخت آسانسور در برجی با ارتفاع بیش از یک کیلومتر به تکنیک های مهندسی ساخت پیشرفته نیاز دارد.

این تکنولوژی فوق العاده است زیرا انرژی کمتری برای بالا بردن ساختمان یک کیلومتری مصرف می شود.

سرپرست شرکت Kone  می گوید یک کابل فولادی 400 متری 18.650 کیلو گرم وزن دارد ولی کابل UltraRope1170کیلو گرم وزن دار و این یعنی یک سبک سازی فوق العاده!.

پلاستیکی که با وزش باد روشن می شود

این فناوری که Mechanoluminescence نامیده می شود. پدیده ای است که در آن یک ماده خاص وجود دارد. به طوری که وقتی تحت جریان هوا، باد یا یک استرس فیزیکی قرار می گیرد طی یک فرایند شیمیایی روشن می شود. گروهی از موسسه علم و فناوری Daegu Gyeongbuk از کره جنوبی روی این مواد کار می کنند.  «یکی از راه های ایجاد چنین موادی این است که آنها را الاستیک بسازند. این کاری است که تیم کره ای انجام داده است. آنها فسفرهای رنگی را که از سولفید روی متالوژن مس ساخته شده است مخلوط کرده و نتایج را در یک کامپوزیت پلاستیکی قرار داده اند. نتیجه یک ماده elasto-mehanoluminescent است که نور سفید را از سایر مواد شیمیایی منتشر می کند».

محققان به منظور استفاده از انرژی باد، پلاستیک را به لوله تبدیل می کنند. وقتی که باد می وزد آن ها مانند چمن یا درختان خم می شوند و نور ظاهر می شود. تیم تحقیقاتی برای آزمایش، تعدادی از لوله را در یک پایه روشن و مرتب به عنوان حروف نصب کرد. زمانی که باد مصنوعی وزیده شد حروف پایه نشانه مشخص شده را روشن کرد. از موارد استفاده آن، این است که می توان براساس برنامه های کاربردی در فضای باز مانند روشنایی خیابان استفاده کرد. البته در سطحی گسترده تر می تواند راه را برای چراغ های جدید سازگار با محیط زیست هموار سازد.این امر باعث کاهش هدررفت انرژی و افزایش پایداری می شود.

elasto-mehanoluminescent

سلول های خورشیدی کاملا نامرئی

ایده یک پانل خورشیدی کاملا شفاف همیشه یک رویا بوده است. اگر شما تا به حال در داخل اتاقی که دارای پانل های فتوولتائیک در پنجره است نشسته باشید می دانید که چگونه از سلول های خورشیدی می توان برای ذخیره انرژی استفاده کرد. محققان در ایالت میشیگان یک نوع کاملا متفاوتی از تکنولوژی ذخیره انرژی خورشیدی را درست کرده اند که می تواند بر روی هر لایه پنجره استفاده شود.

این تکنولوژی انقلابی به این معنی است که ما می توانیم پنجره ها را به ژنراتورهای برق تبدیل کنیم و تلفن را با صفحه نمایش خودش شارژ کنیم. این مواد از طول موج های نامرئی نور، اشعه ماوراء بنفش و مادون قرمز استفاده می کنند.  سلول های خورشیدی که در لبه های پانل قرار دارند می توانند انرژی را از نور خورشید گرفته و ذخیره کنند. این صفحات می توانند روی گوشی ها، در و پنجره ها قرار گیرند. حتی کسانی که از شارژر سیمی برای گوشی خود خسته شده اند می توانند گوشی خود را به این شکل شارژ کنند. این اتفاق خیلی نزدیکتر از آن است که ما فکر می کنیم.

سلول های خورشیدی کاملا نامرئی

بامبو که می تواند به فولاد و بتن متصل شود

چوب بامبو به دلیل مقاومت بالا، رشد سریع و در دسترس بودن آن در چین و هند و برزیل به عنوان یک مصالح ساختمانی شناخته شده است. محققانMIT در حال تحقیق در مورد چگونگی استفاده بیشتر آن در ساخت و ساز هستند. آنها با استفاده از آن جهت ایجاد یک مصالح نوین ساختمانی جایگزین مانند تخته سه لا، برای ساخت خانه ها و ساختمان های قوی تر، ارزان تر و بهتر از نظر محیط زیستی در نظر می گیرند. شما احتمالا این چوب را برای ساختمان های بلند نمی تواند استفاده کنید. اما برای ساخت خانه های کوچک و کم ارتفاع علاوه بر کاربرد آن زیبایی خاصی نیز دارد.

سازه با بامبو

آجر هوشمند در دسته بندی مصالح نوین که مانند لگو عمل می کند

لگو در کنار تقسیم بندی و تنوعی جالب دارد، راه حلی عالی برای معماری پیش ساخته است. به همین دلیل یک شرکت با نام Kite Bricks قصد دارد از Lego به عنوان پایه ای برای یک مصالح ساختمانی در دنیای واقعی به نام آجرهای هوشمند استفاده کند. درست مانند اسباب بازی می توان از این آجرهای لگو یک خانه ساده ساخت که به سرعت در داخل هم چفت می شوند و حفره ها و فضاهای خالی بین آن ها نیز برای سیم کشی، لوله کشی، عایق بندی، میلگرد و تقویت سازه می توان استفاده کرد.

تولید انرژی از صدا احتمالا شما می دانید که صدا می تواند انرژی را انتقال دهد. اما یک شرکت جدید به نام uBeam می خواهد این تکنولوژی را به یک محصول ساختمان تبدیل کند. در این شیوه یک دستگاه فرستنده انتقال می گیرد و آنرا به صدای اولتراسونیک تبدیل می کند. یک گیرنده در دستگاه بیسیم خود آن صدا را ضبط کرده و آن را به انرژی تبدیل می کند. مثلا در حین راه رفتن در اطراف خانه شما می توانید از هر دستگاهی برای آن استفاده کنید. در حال حاضر، uBeam تمرکز خود را بر استفاده از این تکنولوژی در حوزه ای گسترده تر قرار داده است. وب محیطی از صدای اولتراسونیک که تمام ساختمان ها را شبکه می کند.

آجر هوشمند

مصالح نوین بازیافتی

کاهش، استفاده مجدد، بازیافت و بازیابی اصول ماندگار مدیریت پسماند هستند که نگاه قبلی به زباله را تغییر داده اند. بر همین اساس یک شرکت به نام ETH Zurich در آزمایشگاه خود در مورد شهر های آینده محصولات و مصالحی را ارائه می دهد که از مواد بازیافتی به عنوان منبع تجدیدپذیر برای ساخت و سازها استفاده می کند.

این شرکت از مواد تراکم یافته، بازسازی شده، مبدل شده و بازیافت برای ساخت و طراحی گالری ها، موزه ها و تاسیسات هنری در شهرها استفاده می کند. امروزه طیف گسترده ای از مصالح در ساخت و ساز مورد استفاده قرار می گیرد.این مصالح  با توجه به ظاهر و ویژگی های فیزیکی دسته بندی می شوند. اخیرا استفاده از مصالح بوم آورد مورد توجه بسیاری از طراحان و معماران قرار گرفته است. چرا که مهم ترین ویژگی آن در دسترس بودن متریال بوده است.  هروقت بنا نیاز به بازسازی و تعمیر داشت نگرانی وجود ندارد. همچنین در مقایسه با مصالح فراوری شده، آسیب کمتری به محیط زیست می زنند.

مصالح نوین بازیافتی

استفاده از مصالح و فناوریهای نوین ساختمانی مزایای طبیعی و محیط زیستی دارد که به چند نمونه اشاره میکنیم:

  • کاهش هدر رفت، بهبود کیفیت مصالح و پیشگیری از اتلاف سرمایه .
  • افزایش کیفیت قطعات ساختمان با توجه به استفاده از فناوری های نوین.
  • امکان کنترل و افزایش کیفیت فرآیند تولید در کارخانه و پرهیز از آزمون و خطا.
  • بهبود فرصت های سرمایه گذاری با توجه به گستردگی شبکه صنعتی ساختمان و اثر آن در اقتصاد ملی .
  • افزایش استحکام، مقاومت و عمر مفید ساختمان در مقابل حوادث طبیعی. (با توجه به رعایت کامل استانداردهای طراحی ساخت و اجرا.)
  • کاهش اتلاف و صرفه جویی بالا در مصرف انرژی درازای به کارگیری تکنولوژی های نوین و رعایت استانداردها.
  • امکان اشتغال دائمی نیروی کار در همه فصول با تأکید بر آموزش نیروها.
  • کاهش ضایعات و آلودگی محیط زیست با کاهش و حذف روش سنتی ساخت و ساز .
  • تسریع در عملیات احداث و کاهش دوره ساخت و ساز.
  • سبک سازی ساختمان با به کارگیری فناوریها و مصالح نوین .
  • ارتقای جایگاه نیروی کار، به کارگیری نیروهای آموزش دیده و حرفه ای کردن عملیات ساخت و ساز .
  • کاهش قیمت ساخت و ساز در ازای اجرای دقیق و اصولی صنعتی سازی ساختمان و مسکن.
  • افزایش دامنه انتخاب متقاضیان برحسب نوع سیستم ها و ایجاد بازار رقابت مؤثر.
  • امکان به کارگیری سیستم های ساخت و ساز صنعتی در بافتهای فرسوده و پرهیز از اتلاف منابع و زمان

مهندسان مشاور اروین معماری پارس

حمید رضا نصیری

منبع : https://www.gizmodo.com.au/2014/08/6-supermaterials-that-could-change-how-our-buildings-act/

[pvc_stats postid=”” increase=”1″ show_views_today=”0″]

بازدیدها: 1