Дом будущего. Часть 1. Материалы

Дома ближайшего будущего. За последние годы чуть ли не каждая крупная корпорация, не говоря уже об архитектурных и дизайнерских ателье, посчитала своим долгом представить миру свое виденье следующей ступени эволюционного развития наших жилищ. Плавающие дома. Дома из вторсырья. Под завязку напичканные электроникой. Использующие энергию из возобновляемых источников. Чего мы только не видывали. А с развитием технологий, еще полвека назад считавшихся научной фантастикой, эти смелые идеи из стадии красивых картинок имеют все шансы стать реальностью. Так давай же попытаемся хоть как-то систематизировать эти разрозненные обрывки информации. А начнем мы, как и водится, с фундамента – с материалов нового поколения.

Бетон, арматура, кирпич всех сортов и размеров, натуральный и искусственный камень, стекло, металл, пластик и керамика – на этом список ключевых строительных материалов дня сегодняшнего можно считать исчерпанным. Однако мир меняется с ураганной скоростью. И то, что еще вчера было вполне экономически целесообразным и эффективным решением, уже завтра будет казаться каменным веком. Наш уже не слишком зеленый, но местами все еще синий шарик уже давно перешагнул черту перенаселенности. Во всех географических регионах наблюдается все возрастающая тенденция к урбанизации. А значит, задача максимально эффективного, комфортного, соответствующего всем санитарным и экологическим нормам расселения десятков миллионов человек на компактной территории уже очень скоро станет доминантой мировой архитектуры. В мире, где современные многоэтажные жилищные комплексы на тысячу и более квартир будут казаться карликами, а многоквартирные дома будут скорее напоминать города средних размеров с максимально автономной инфраструктурой, потребуются абсолютно иные материалы. Легкие. Очень прочные. Эластичные и устойчивые к физическим повреждениям. Способные работать как теплоизоляторы. Долговечные и дешевые в производстве. Такими будут строительные материалы завтрашнего дня. Так давай же познакомимся с некоторыми из них!

Самовосстанавливающийся бетон

Землетрясения, усадка почвы, ураганы – все эти и многие другие как природные, так и техногенные явления могут привести к утрате несущими бетонными конструкциями своей целостности. Трещины – враг любого здания. А что если вместо дорогостоящего капитального ремонта с частичной заменой поврежденных блоков научить бетонные балки и стены восстанавливаться самостоятельно? Именно эту идею удалось впервые реализовать на практике ученому-микробиологу Хэнку Джонкерсу (Henk Jonkers).

Суть метода заключается в максимально равномерном распределении внутри бетонных конструкций специальных капсул-гранул с находящимися в спячке специальными бактериями. Трещины разрушают оболочку капсул и дают доступ воде к их содержимому. Как только бактерии попадают в питательную среду, они “просыпаются” и начинают вырабатывать карбонат кальция. Спустя некоторое время нужно лишь высушить такую трещину – и ремонт окончен! Дополнительным преимуществом такого биобетона является отсутствие необходимости вносить какие-либо существенные и дорогостоящие изменения в производственные линии существующих заводов для его производства.

Аэрогель

Уникальный материал, в котором место жидкости в обычном геле занял газ. В нашем случае – воздух. Такой материал производится путем вспенивания полимера при его заступании. Получающаяся в результате пористая, напоминающая губку структура обладает рядом уникальных свойств. Из-за того что 98% объема и ~80% веса такого материала приходится на воздух, блоки аэрогеля очень легкие. А его вариация на основе графена вообще является самым легким материалом в мире. Помимо минимального веса аэрогель обладает просто фантастической прочностью. Такой материал может выдержать вес, превышающий его собственный в ~2000 раз, не теряя структурную целостность. Сюда же можно добавить эластичность.

В результате получаем легкий, прочный и гибкий материал. Однако и на этом чудеса не заканчиваются. Благодаря пористой структуре аэрогель является практически идеальным теплоизолятором. Он способен почти полностью исключить теплообмен между объектами, находящимися по разные стороны сравнительно тонкого его слоя. Эти свойства уже сегодня применяются NASA при разработке космических скафандров нового поколения. А так же фирмами, производящими снаряжение для экстремальных условий. Вулканологи, альпинисты и многие другие уже успели оценить все преимущества одежды со слоем аэрогеля. Довершает и без того фантастическую картину способность аэрогеля к гидроабсорбации, доведенная до совершенства. Материал способен поглощать жидкость, вес которой в 900 раз превышает его собственный! После этого аэрогель достаточно просто выжать, как обычную губку. И он снова готов к применению.

Что же мы получаем в итоге? Универсальный, устойчивый практически ко всем проявлениям стихии и последствиям техногенных катастроф материал. Его можно применять и в качестве тепло/гидроизолятора, и как непосредственно строительный материал для изготовления структурных блоков зданий. Единственным недостатком аэрогеля на данный момент является относительная сложность и дороговизна производства. Но со временем и эти показатели будут доведены до приемлемого в массовом производстве уровня.

Умное стекло

Стекло, прозрачностью которого можно управлять. Первые образцы такого материала вышли на рынок еще в конце 80-х годов прошлого века. Применялись они в американской автомобильной промышленности в качестве остекления новых моделей авто представительского класса. Однако до недавнего времени широкое распространение этой технологии было ограничено слишком высокой стоимостью.

Ситуация начала постепенно меняться к лучшему пару лет назад. Работа над дешевыми и более функциональными альтернативами существующему техпроцессу ведется полным ходом. Это дает надежду на то, что в будущем мы спокойно сможем обойтись без занавесок, жалюзи и любопытных глаз.

Силицен

Впервые синтезированная в 2012 году в Германии кремниевая вариация того самого графена. Прочный, токопроводящий, эластичный материал сразу же заинтересовал производителей портативной электроники в качестве основы для построения компактных, максимально тонких и гибких электроцепей.

Но смартфонами, планшетами и ПК дело не ограничивается. Слой силицена в будущем будет способен заменить проводку в стенах дома, избавив нас от мороки с проводами. А также, благодаря своей одноатомной толщине, силицен может превратить в прозрачную, незаметную вооруженным взглядом электрическую схему поверхность любого объекта.

Вот и всё на сегодня. Множество перспективных и заслуживающих звание высокотехнологичных материалов не попало в наш сегодняшний список. Но рассмотренные варианты как нельзя лучше иллюстрируют главные направления развития строительства будущего – дешевизна, безопасность, легкость, прочность, универсальность. А в следующей части цикла мы рассмотрим ключевые методы строительства завтрашнего дня. Обязательно напиши в комментариях о том, какими ты видишь материалы домов будущего!