Innowacyjne, zrównoważone materiały budowlane i produkcyjne

Podstawą każdego budynku jest jego konstrukcja, która stanowi jeden z najważniejszych czynników decydujących o ogólnej trwałości obiektu.

Nowoczesne budownictwo w coraz większym stopniu koncentruje się na stosowaniu materiałów budowlanych, które oferują niższy ślad węglowy, lepszą efektywność energetyczną i mniejszą ilość odpadów. Zmiana ta jest odpowiedzią na rosnące zapotrzebowanie na trwałe, opłacalne i przyjazne dla środowiska budynki, które przynoszą korzyści zarówno użytkownikom, jak i naszej planecie. Jest to również zgodne z przepisami dotyczącymi ochrony środowiska. Zrównoważony rozwój jest wyznacznikiem dla przyszłych projektów, dlatego poszukiwanie najlepszych zrównoważonych materiałów budowlanych staje się kluczowym aspektem procesu projektowania.

Obok szeroko rozpowszechnionych materiałów (bambus, korek i plastik) na rynku dostępnych coraz więcej innowacyjnych materiałów budowlanych, takich jak grzybnia, czy beton drukowany w 3D, które przyczyniają się do rozwoju gospodarki o obiegu zamkniętym.

Wpływ budownictwa na środowisko

Branża budowlana to ogromny sektor, który znacząco przyczynia się do globalnej emisji dwutlenku węgla i zużycia zasobów naturalnych. Według Światowego Forum Ekonomicznego budynki generują 39% światowej emisji dwutlenku węgla związanej z energią: 28% z ich eksploatacji i 11% z materiałów i konstrukcji. 

Stosując zrównoważone materiały budowlane, które wymagają mniej energii do produkcji i konserwacji, można zrównoważyć negatywny wpływ budynków na środowisko i obniżyć ich całkowity ślad węglowy. Materiały podlegające minimalnej obróbce, takie jak bambus i korek, są pozyskiwane ze źródeł odnawialnych, co pozwala oszczędzać energię i zmniejszać ilość odpadów. 

Zrównoważone materiały

Zielone materiały budowlane, dzięki możliwości ich ponownego wykorzystania, stają się kluczem do zminimalizowania negatywnego wpływu budownictwa na środowisko naturalne. Ich dodatkową zaletą jest trwałość. Ponadto, dzięki wykorzystaniu lokalnych źródeł i zasobów naturalnych, materiały te przyczyniają się do zrównoważonego rozwoju środowiska. Obok korzyści dla środowiska, materiały te oferują też bezpieczniejsze sposoby budowy i zapewniają długoterminową oszczędność kosztów.

Kluczowymi cechami zrównoważonego budownictwa są odporność, możliwość recyklingu i lokalne pozyskiwanie materiałów budowlanych. Dzięki trwałości materiały te są w stanie wytrzymać różne warunki atmosferyczne, zachowując swój pierwotny stan, przez co wymagają mniejszej liczby napraw. Z kolei możliwość recyklingu wspiera gospodarkę o obiegu zamkniętym, umożliwiając ponowne wykorzystanie materiałów po zakończeniu ich cyklu życia. Materiały produkowane lokalnie wzmacniają ponadto lokalną gospodarkę i ograniczają emisję dwutlenku węgla związaną z ich transportem. 

Najczęściej stosowane zrównoważone materiały

Bambus

Bambus jest niezwykle wytrzymałą i szybko rosnącą rośliną, dzięki czemu jest wyjątkowo zrównoważonym materiałem budowlanych. W ciągu doby może urosnąć na wysokość 30 centymetrów, co czyni go jedną z najszybciej rosnących roślin na świecie, a swoją dojrzałość osiąga w zaledwie kilka miesięcy.

Ze względu na szybkość wzrostu i niskie zapotrzebowanie na pestycydy, w porównaniu z konwencjonalnymi materiałami budowlanymi, bambus ma znacznie mniejszy wpływ na środowisko. Możliwości jego wykorzystania są liczne i obejmują filary, belki, a nawet konstrukcje betonowe, gdzie w razie potrzeby zastępuje stalowe pręty jako element wzmocnienia budowli. Bambus jest popularny na obszarach narażonych na trzęsienia ziemi i burze, takich jak Chiny czy Filipiny, ze względu na jego niezwykłą wytrzymałość na rozciąganie, dorównującą stali.

Korek

Korek to materiał odnawialny o niskim wpływie na środowisko, co czyni go wyjątkowo zrównoważonym materiałem budowlanym. Wykonywany z kory dębu korkowego zbieranej co 9-12 lat bez szkody dla drzew, korek jest surowcem odnawialnym. Dzięki tej zrównoważonej metodzie zbioru dęby korkowe mogą nieprzerwanie pochłaniać CO₂, wspomagając sekwestrację dwutlenku węgla i przyczyniając się do zwiększenia bioróżnorodności.

Z uwagi na swoje właściwości, korek jest doskonałym materiałem podłogowym, wygłuszającym i izolacyjnym. Zapewnia dobrą izolację zarówno termiczną, jak i akustyczną, a przy tym jest wytrzymały i lekki. Co więcej, korek jest również odporny na ogień, wilgoć i szkodniki, co zmniejsza potrzebę stosowania środków chemicznych.

Tworzywo sztuczne z recyklingu

Tworzywa sztuczne pochodzące z recyklingu zyskują coraz większe uznanie w branży budowlanej ze względu na swoją wytrzymałość, niską wagę i łatwość adaptacji w projektowaniu. Wykorzystanie plastiku uzyskanego z recyklingu pozwala zmniejszyć ilość odpadów trafiających na wysypiska śmieci i chronić zasoby naturalne, takie jak ropa naftowa, która jest powszechnie wykorzystywana do produkcji nowego plastiku. Z tworzyw sztucznych pochodzących z recyklingu wytwarzane są na przykład cegły. Rozwiązanie to pozwala nie tylko na ponowne wykorzystanie plastiku, ale również na ograniczenie ilości odpadów i stworzenie nowych miejsc pracy. Obejrzyj film przygotowany przez Business Insider, aby dowiedzieć się więcej.

Tworzywa sztuczne z recyklingu z powodzeniem stosowane są w budownictwie do tworzenia wysokowydajnych materiałów budowlanych o wyjątkowej efektywności cieplnej i energetycznej, takich jak panele izolacyjne i elementy konstrukcyjne. Plastik zużywa mniej energii do ogrzewania i chłodzenia budynków, więc jego cykl życia znacząco obniża emisję CO₂. Uniwersalność tworzyw sztucznych pochodzących z recyklingu daje także możliwość kreatywnych zastosowań architektonicznych, które poprawiają funkcjonalność i estetykę budynku.

Drewno klejone krzyżowo

Drewno klejone krzyżowo, czyli CLT, to przełomowe rozwiązanie stosowane w zrównoważonym budownictwie. Drewno CLT powstaje poprzez naprzemienne nakładanie i klejenie warstw pod kątem prostym. To sprawia, że materiał ten jest wyjątkowo wytrzymały i stabilny. Przez cały okres eksploatacji magazynuje węgiel, dzięki czemu jest nie tylko bardziej przyjazny dla środowiska w porównaniu do stali i betonu, ale jest również lżejszy. 

Odporność na ogień i wytrzymałość strukturalna w ekstremalnych temperaturach sprawiają, że płyty CLT są bezpiecznym materiałem budowlanym. Płyty CLT są prefabrykowane, dlatego ich montaż jest szybki, co skraca czas budowy i zmniejsza szkodliwy wpływ na środowisko, typowy dla tradycyjnych technik budowlanych. CLT ma szansę stać się kluczowym elementem zrównoważonego budownictwa, potencjalnie zmniejszając wpływ na globalne ocieplenie nawet o 26% w porównaniu z tradycyjnymi materiałami budowlanymi.

Kamień

Ze względu na swój trwały charakter i niskie zapotrzebowanie na obróbkę, kamień jest od tysięcy lat wykorzystywany jako podstawowy materiał budowlany. Ponieważ jest to surowiec naturalny, może być wykorzystywany do produkcji bez użycia dodatkowych zasobów, a po zakończeniu eksploatacji może zostać poddany całkowitemu recyklingowi. Kamień jest wykorzystywany w budownictwie ze względu na jego długą żywotność i odporność na degradację w różnych warunkach klimatycznych, co sprzyja zrównoważonemu rozwojowi. 

To wszechstronny i szeroko dostępny surowiec, który może być pozyskiwany lokalnie, co dodatkowo zmniejsza emisję dwutlenku węgla związaną z transportem, a jego walory estetyczne zwiększają atrakcyjność architektoniczną budynków.

Innowacyjne i nowo powstające zrównoważone materiały

Grzybnia

Grzybnia okazała się przełomowym materiałem w dziedzinie zrównoważonego budownictwa, zapewniając szereg korzyści strukturalnych i środowiskowych. Ta substancja organiczna, pochodząca ze struktury korzeni grzyba, jest ceniona za niskie zużycie energii i niewielką emisję dwutlenku węgla. Do hodowli grzybni wykorzystuje się odpady rolnicze, które stanowią bogate w składniki odżywcze podłoże, umożliwiające grzybom wzrost. Grzybnia wykorzystywana jest do produkcji cegieł mocniejszych od betonu. Obejrzyj wideo poniżej i dowiedz się więcej o tej rewolucyjnej technologii.

Obecnie prowadzone są również badania nad wykorzystaniem grzybni do produkcji ekologicznych, odpornych na ogień i przenikanie ciepła okładzin, które stanowiłyby bezpieczną alternatywę dla tradycyjnych materiałów. To innowacyjne zastosowanie grzybów nie tylko wspiera gospodarkę o obiegu zamkniętym, ale także wpisuje się w starania mające na celu zmniejszenie wpływu materiałów budowlanych na środowisko.

Cegły pochłaniające zanieczyszczenia

„Breathe bricks”, czyli cegły pochłaniające zanieczyszczenia, to rewolucyjne rozwiązanie, które poprawia jakość powietrza w budynkach. Dzięki zintegrowanemu filtrowi cyklonowemu cegły te służą jako pasywne urządzenia filtrujące powietrze, zbierając kurz i zanieczyszczenia. Centralny element systemu – wykonany z tworzywa sztucznego pochodzącego z recyklingu element łączący cegły – kieruje przepływem powietrza i odfiltrowuje zanieczyszczenia, co zapewnia lepsze powietrze w pomieszczeniach bez konieczności stosowania części mechanicznych.

Cegły te okazały się szczególnie przydatne w obszarach rozwijających się, gdzie jakość powietrza stanowi poważny problem. Są one nie tylko ekonomiczne i przyjazne dla środowiska, ale także skuteczne w filtrowaniu drobnych cząstek. Ze względu na rosnącą liczbę programów rządowych promujących ekologiczne praktyki budowlane i zwiększoną świadomość w zakresie zrównoważonego rozwoju środowiska, globalny rynek cegieł pochłaniających zanieczyszczenia stale rośnie. 

Beton drukowany w 3D

Druk 3D to jedna z najbardziej interesujących i wszechstronnych technologii. Technologia ta ma potencjał, by zmienić niemal każdą branżę – od elektroniki po domy drukowane w 3D, środki transportu, a nawet biodruk 3D, który umożliwia drukowanie biologicznych tkanek i narządów. 

Znaczącym postępem w budownictwie jest druk 3D betonu – technologia określana skrótem 3DCP, która ogranicza marnotrawstwo materiałów i zwiększa możliwości adaptacyjne projektów. Mniejsza emisja dwutlenku węgla i niższe zużycie materiałów sprawiają, że niskoemisyjny beton staje się coraz bardziej popularnym materiałem do druku 3D. Metoda ta eliminuje potrzebę stosowania tradycyjnych szalunków, co zmniejsza jej negatywny wpływ na środowisko, umożliwiając jednocześnie tworzenie złożonych struktur. Jednak ze względu na duże ilości używanej zaprawy i wykorzystanie pierwotnych surowców, zrównoważony aspekt 3DCP stanowi kwestię sporną. Trwają prace nad udoskonaleniem tej metody poprzez wykorzystanie surowców wtórnych i zastąpienie zwykłego cementu portlandzkiego (OPC) geopolimerami.

Korzyści z wykorzystania zrównoważonych materiałów w budownictwie

Korzyści środowiskowe

Zrównoważone materiały pozwalają zmniejszyć wpływ budownictwa na środowisko poprzez ochronę zasobów, minimalizację ilości odpadów i obniżenie emisji dwutlenku węgla. Zastosowanie w budownictwie materiałów pochodzących z recyklingu lub surowców odnawialnych zmniejsza wpływ branży na środowisko i zapobiega niszczeniu siedlisk oraz degradacji gleby i ekosystemów spowodowanych wydobyciem tradycyjnych materiałów. Do produkcji i transportu takich materiałów zużywa się mniej energii, co dodatkowo zmniejsza emisję dwutlenku węgla.

Korzyści ekonomiczne

Zrównoważone materiały oferują większe korzyści ekonomiczne w dłuższej perspektywie i mają pozytywny wpływ na środowisko. Ich zastosowanie pozwala zwiększyć wartość nieruchomości o 8-12% i często łączy się z zachętami ze strony organów regulacyjnych, a także niższymi kosztami konserwacji i napraw. Materiały zrównoważone pozwalają ponadto obniżyć koszty projektu i zwiększyć jego rentowność dzięki mniejszemu ogólnemu zużyciu zasobów i ograniczeniu ilości odpadów.

Korzyści zdrowotne

Ekologiczne rozwiązania budowlane nie zawierają niebezpiecznych chemikaliów zawartych w tradycyjnych materiałach, dzięki czemu sprzyjają zdrowszemu środowisku wewnętrznemu. Nietoksyczne materiały, takie jak glina i drewno, poprawiają jakość powietrza w pomieszczeniach, ponieważ nie zawierają lotnych związków organicznych (LZO). Budynki wykonane z tych materiałów zapewniają naturalne światło, komfort termiczny i akustyczny, a tym samym sprzyjają dobremu samopoczuciu i obniżają ryzyko wystąpienia chorób przewlekłych. 

Podsumowanie

Nowoczesne materiały, stanowiące zrównoważone substytuty konwencjonalnych materiałów, takie jak grzybnia, cegły pochłaniające zanieczyszczenia i beton drukowany w 3D, przyczyniają się do transformacji branży budowlanej. Postępy te świadczą o zaangażowaniu branży w zrównoważony rozwój i innowacje, zachęcając do stosowania ekologicznych technik budowlanych i harmonizując je zarówno z celami środowiskowymi, jak i finansowymi.

Wraz z rozwojem technologii konieczne jest, aby branża budowlana nadal przyjmowała i inwestowała w te zrównoważone rozwiązania. W ten sposób możliwe jest tworzenie konstrukcji, które są nie tylko trwałe i opłacalne, ale także przyjazne dla środowiska. Przyszłość budownictwa zależy od innowacyjności w zakresie zrównoważonego rozwoju. Budynki, które powstają dziś, przyczynią się do stworzenia zdrowszego i bardziej odpornego świata dla przyszłych pokoleń.

Najczęściej zadawane pytania