Новый архитектурный материал в манипуляциях с деревом

Новый архитектурный материал в манипуляциях с деревом

Последние годы индустрия проектно-конструкторских работ, планировки и строительства получала заслуженное признание за использование древесины в массовом строительстве. Между тем относительно легкие, содержащие углерод материалы также вдохновляют новаторов и ученых, заставляют экспериментировать с новыми подходами. Учитывая появление современных легкодоступных коммерческих продуктов, относящихся к высоко-модифицированным изделиям, архитекторские группы предлагают обратить внимание на инновационные примеры технологий и материалов из древесины.

Технологии доступные на текущий момент

Для строительства интерьеров итальянцами разработаны, так называемые «Fold Panels» складывающиеся панели — многомерная система триангулированных деревянных модулей под вертикальный и горизонтальный монтаж:

  • на стенах,
  • на потолках,
  • на перилах и т.п.

Поставляемые плоские трехмерные панели конструктивно поддерживаются алюминиевой рамой и оснащены покрытием в различных вариантах, включая звукопоглощающий войлок и пробку.

Триангулированный деревянный модуль
Триангулированный деревянный модуль представляет собой интересную разработку с точки зрения архитектурных декораций. Этот материал позволяет создавать необычные геометрические формы

Компания также предлагает «Mesh Sheets» — ячеистые листы, аналогичный продукт, но обладающий более широким спектром геометрических узоров и поверхностных материалов.

Разделенные на меньшие автомодельные единицы, ячеистые листы «Mesh Sheets» условно занимают место где-то между жесткими панелями и гибким текстилем.

Этот новый материал позволяет создавать архитектурные мембраны с функциональными свойствами и внешним видом макро-тканей.

Американские архитектурные декорации

Американская компания «Plyboo» также разработала новые декоративные стеновые панели под названием «Fractal».

Треугольные модули этого продукта имеют размерную плоскость, но при этом визуализируют интерес с помощью маршрутизированных пазов в параллельных линиях.

Равнобедренные треугольники изготовлены из бамбука «Moso», имеют различные цвета и масштабы линейных узоров. Модули могут быть ориентированы для создания оптических иллюзий глубины и движения.

Декоративные настенные панели Fractal
Декоративные настенные панели Fractal в интерьере одного из популярных ресторанов. Необычный яркий образ, сочетается с футуристической моделью

На сайте компании есть специальный пользовательский инструмент «Fractal design», благодаря которому дизайнеры разного уровня профессионализма имеют возможность моделировать пользовательские шаблоны в различных конфигурациях помещений.

Технологии экспериментального режима

Достижение более высокого уровня обработки достигается сочетанием древесины с другими материалами. Так создаются новые гибридные материалы.

Так, например, компания «Lignacite» (Великобритания), производит бетонные кладочные блоки: Состав блоков «Lignacite»:

  • переработанная древесная стружка,
  • речной песок,
  • гравий строительный.

Компания отмечает: мощные углеродистые блоки «Carbon Buster» характеризуются отрицательной эмиссией углерода и потребляют больше углекислого газа, чем способны выделять.

В дополнение к обогащенной углеродом древесной стружке, углеродистый блок состоит из гранул «Carbon8», представляющих комбинацию углекислого газа, цемента, песка и воды.

Карбон бустер блок
Карбон бустер блок — инновационный материал в образе кладочного кирпича, содержащего древесную фактуру. По качеству состав строительных блоков не уступает традиционным кирпичам и блокам

Согласно исследованиям «Инвентаризации углерода и энергии», полученным на базе Университета Бата, каменная кладка «Лигнацит» сравнима с типичными бетонными кирпичными блоками или традиционными строительными кирпичами.

Бетонно-древесный композит

Исследователи из Университета Британской Колумбии также изготовили бетон на основе древесины. Вместо создания блоков каменной кладки, ученые создали неструктурные панели, предназначенные для замены стеновых панелей, столешниц или напольных покрытий.

Древесина «UBC» готовится из сырья местных деревьев, опустошенных лубоедом сосны горной. Как правило, цемент отталкивает органические материалы, подобные дереву. Но по какой-то причине цемент липнет к широко-хвойной скрученной сосне.

Неструктурные панели UBC
Примерно таким может выглядеть архитектурный объект, оформленный неструктурными панелями, разработанными по технологии UBC

Необычная совместимость двух разных материалов выражается еще сильнее на древесине, повреждённой лубоедом. В отличие от продукта «Лигнацит», бетон с древесиной, опустошённой лубоедом, содержит древесную щепу вместо гравия.

Материал:

  • легко модифицируется типичными инструментами деревообработки,
  • позволяет вбивать гвозди без предварительного сверления,
  • является водостойким.

Материал также предоставляет пути для коммерциализации древесины, опустошённой лубоедом, которую лесопильные компании разного уровня пытаются обрабатывать обычными способами.

Технологии на уровне умозрительной практики

В Университете штата Мэриленд инженеры разработали процесс изготовления древесины, которая в 12 раз сильнее и в 10 раз жестче традиционны материалов.

По словам ведущего исследователя, модифицированный материал может стать конкурентом стали или даже титановых сплавов, настолько он прочен и долговечен.

Инновационный древесный массив сопоставим с углеродным волокном, но в цене существенно дешевле карбона. Разработанная технология включает удаление лигнина, межклеточного древесного клея с последующим сжатием древесины при низкой температуре.

Древесина силой стали
Структура модифицированной древесины, крепче обычной на порядок по многим эксплуатационным параметрам. Изобретатели сравнивают своё детище с титаном

Полученный в результате материал уменьшается на 20% от первоначальной толщины, а внутренние волокна удерживаются сильными водородными связями.

Новую технологию находят очень перспективной в плане дизайна легких, высокопроизводительных конструкционных материалов. Здесь видится огромный потенциал для широкого спектра применений:

  • высокая прочность,
  • большая ударная вязкость,
  • превосходная баллистическая сопротивляемость.

Исследователи ожидают, что этот процесс приведет к замене лиственных пород в производстве мебели и других продуктов.

Оптическая прозрачность дерева

Ученые Королевского технологического института Стокгольма провели аналогичные эксперименты по удалению лигнина на древесине, но с другими результатами.

Вместо того чтобы добиваться свойств усиления структуры, исследователи сделали упор на оптическую прозрачность. Лигнин также отвечает за окраску древесины, и как только этот компонент удаляется, материал приобретает белую окраску.

Оптически прозрачная древесина
Оптически прозрачная древесина — это нечто реально инновационное в истории обработки древесного сырья. Изобретатели прогнозируют совсем скоро появление стекол на основе этого материала

Чтобы усилить возможности передачи света вещества, команда экспериментаторов решила пропитать пористый материал прозрачным полимером. В результате получился тонкий субстрат, напоминающий плексиглас.

Этот субстрат, по мнению исследователей, может стать устойчивой альтернативой оконному остеклению и стеклянной поверхности фотогальванических панелей.

Прозрачная древесина — хороший материал для солнечных элементов, поскольку это недорогой, легкодоступный и возобновляемый ресурс.

Следует подчеркнуть: никто ранее не рассматривал возможность создания более крупных прозрачных структур для использования в качестве солнечных элементов и в конструкциях зданий.

Предостережения относительно инновационных технологий

Несмотря на множество впечатляющих инноваций в области обработки древесных материалов, остаются актуальными предостережения. Потребуется улучшить мониторинг цепочки поставок древесины, чтобы избежать уничтожения лесов.

Утрата биологического разнообразия и другие экологические нарушения неизбежны в результате неправильного пользования лесными ресурсами.

Обязательное сохранение лесов
Обязательное сохранение лесов — эта задача становится не менее актуальной с развитием инновационных технологий. Восстановить природу так же сложно, как сделать новый материал

Конечно, новые гибриды (такие как древесный бетон), особенно изготовленные на основе древесных волокон, сопровождаются убедительными аргументами в плане обеспечения устойчивости материалов.

Тем не менее, всегда следует проявлять осторожность при создании композитов, в которых исходные ингредиенты не могут быть легко извлечены с целью утилизации. Особенно если компоненты поступают как из биологических, так и технических ресурсов.

Например, лигнин — активный поглотитель углерода с энергетическим содержанием, эквивалентным энергетическому содержанию каменного угля. Но манипуляция клетчаткой способна оказывать влияние на этот потенциал накопления углерода.

В контексте ответственной природоохранной практики, древесина несёт новые возможности, которые обещают массу позитивных преобразований в нынешней и будущей строительной среде.

Поскольку индустрия проектно-конструкторских работ, планировки и строительства становится все более устойчивой к углеродной опасности, изделия из древесины могут мотивировать существенное преображение — вытеснение многих невозобновляемых энергоемких веществ возобновляемой биомассой, содержащей углеродный след.

Учение о композитных материалах

Написано с помощью материалов: Architectmagazine


Добавить комментарий

Внимание: Спам не пройдёт. Работает фильтрация комментариев. *