Điểm danh 5 Vật liệu tiên tiến trong xây dựng kiến trúc

Gạch hấp thụ ô nhiễm (Pollution absorbing bricks)

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu đang là mối đe dọa hiện hữu, các kiến trúc sư đứng trước thách thức giảm thiểu lượng khí thải carbon từ các công trình. Một giải pháp sáng tạo mới được phát triển có thể giúp giải quyết vấn đề này: gạch Breathe Brick.

Được thai nghệ bởi Carmen Trudell - giáo sư trợ lý tại trường Kiến trúc và Thiết kế Môi trường Cal Poly, gạch Breathe Brick mang trong mình khả năng độc đáo: hấp thụ và làm sạch không khí ô nhiễm. Sản phẩm này không chỉ là vật liệu xây dựng thông thường mà còn là một hệ thống lọc không khí tiên tiến, được thiết kế để trở thành một phần không thể thiếu trong hệ thống thông gió của tòa nhà.

Trái tim của gạch là một hệ thống lọc lốc xoáy tinh vi. Nguyên lý hoạt động của nó khá đơn giản nhưng hiệu quả: sử dụng nguyên lý lực ly tâm để tách các hạt bụi nặng khỏi không khí, sau đó thu gom chúng vào một phễu có thể tháo rời. Về bản chất, nó hoạt động như một chiếc máy hút bụi được tích hợp trực tiếp vào kết cấu kiến trúc.

Tính linh hoạt của gạch Breathe Brick là điểm nhấn đáng chú ý. Nó có thể dễ dàng được lắp đặt cạnh cửa sổ hoặc như một phần của hệ thống làm mát, cho phép tích hợp vào các công trình xây dựng hiện hữu mà không cần thay đổi lớn về cấu trúc.

Với khả năng loại bỏ các chất ô nhiễm và giải phóng không khí đã được làm sạch, gạch Breathe Brick là một minh chứng cho sự kết hợp sáng tạo giữa công nghệ, kiến trúc và bảo vệ môi trường.

Gạch làm mát (Cooling bricks)

Ngoài gạch hấp thụ ô nhiễm, một vật liệu tiên tiến khác cũng có dạng gạch là gạch làm mát được tạo ra bởi các sinh viên tại Viện Kiến trúc Tiên tiến Catalonia. Sự kết hợp độc đáo giữa đất sét và hydrogel mang đến hiệu ứng làm mát cho các công trình nội thất được xây dựng từ Hydroceramics.

Hydrogel trong gạch làm mát có khả năng hấp thụ nước lên đến 500 lần trọng lượng của nó. Sau đó, nước được giải phóng để giảm nhiệt độ của bề mặt và cấu trúc vào những ngày đặc biệt nóng bức. Các thử nghiệm ban đầu đã tiết lộ rằng Hydroceramics có thể giảm nhiệt độ bên trong tòa nhà tới 6 độ C.

Hydroceramics có thể dễ dàng và hiệu quả được tích hợp vào hệ thống làm mát của các công trình xây dựng hiện tại, và có thể cách mạng hóa việc xây dựng ở những vùng khí hậu ấm áp. Trên thực tế, với sự tiến bộ và phát triển hơn nữa, chúng có khả năng khiến máy điều hòa không khí trong gia đình trở nên lỗi thời.

vật liệu tiên tiến: gạch làm mát

Bê tông tự phục hồi (Self-healing concrete)

Bê tông được truyền vi khuẩn thực sự có thể tự phục hồi.

Kỹ sư xây dựng dân dụng người Hà Lan, Tiến sĩ Schlangen thuộc Đại học Delft đã tạo ra kế hoạch cho một loại bê tông tự phục hồi. Quá trình này liên quan đến việc nung nóng bê tông để làm tan chảy vật liệu và định hình lại khi nó nguội đi.

Mặc dù bê tông tự phục hồi mang lại những lợi ích đáng kể, nhưng hiệu quả của nó sẽ bị hạn chế bởi khả năng áp dụng nhiệt cho nó. Tiến sĩ Schlangen đã đề xuất một phương tiện truyền các cuộn cảm ứng lên các con đường được xây dựng từ bê tông tự phục hồi của ông như một cách để khắc phục hạn chế này, có khả năng tiết kiệm cho đất nước khoảng 90 triệu đô la mỗi năm.

Một giải pháp thay thế tương tự, được tạo ra bởi nhà vi sinh vật học Hendrick Jonkers là bê tông sinh học tự tái tạo. Được truyền vi khuẩn, bê tông sinh học có khả năng lấp đầy mọi vết nứt trong cấu trúc của nó bằng đá vôi, về cơ bản cho phép nó tự phục hồi. Vi khuẩn Bacillus, một chủng phát triển mạnh trong môi trường kiềm như bê tông, sẽ được đặt trong các viên nang phân hủy sinh học, cũng như canxi lactat, nguồn thức ăn của vi khuẩn. Khi bê tông nứt, nước sẽ xâm nhập vào các viên nang và làm vỡ chúng, cho phép vi khuẩn ăn lactat và bắt đầu hình thành đá vôi để hàn gắn vết nứt.

Gỗ trong mờ (Translucent wood)

Vật liệu tiên tiến này được phát triển tại Viện Công nghệ Hoàng gia KTH Stockholm, nơi Giáo sư Lars Berglund tuyên bố rằng gỗ trong mờ có thể được sử dụng làm tài nguyên tái tạo, sẵn có và giá thành thấp cho ngành xây dựng.

Lý tưởng nhất là được sử dụng để tạo cửa sổ và tấm pin mặt trời, gỗ trong mờ được tạo ra bằng cách loại bỏ lớp lót trong lớp gỗ veneer. Sau đó, gỗ được đưa qua quá trình thu nhỏ quy mô nano tạo ra hiệu ứng trong mờ.

Gỗ trong mờ có khả năng được sản xuất hàng loạt, cung cấp một nguồn tài nguyên thương mại giá thấp.

Gỗ trong mờ - vật liệu tiên tiến

Kính phát điện (Power-generating glass)

Kính quang điện tạo ra năng lượng sạch với chi phí tương tự như kính thông thường.

Một bước phát triển lớn trong việc tạo ra vật liệu xây dựng thân thiện với môi trường là sự đổi mới của kính quang điện. Kính tích hợp quang điện (BIPV) có thể giúp các tòa nhà tự tạo ra điện bằng cách biến toàn bộ tòa nhà thành một tấm pin mặt trời lớn.

Các công ty như Onyx Solar và Polysolar đã phát triển một số loại kính quang điện, hai loại chính là kính silicon vô định hình và kính silicon kết tinh.

Cả hai loại kính quang điện đều tạo ra năng lượng sạch, nhưng phù hợp với các điều kiện và vị trí khác nhau trên các tòa nhà. Kính silicon vô định hình là loại kính tương tự nhất với kính kiến trúc, với một số lớp phủ và hệ thống dây điện có thể nhìn thấy. Khoảng 30% ánh sáng được chiếu vào và hoạt động tốt nhất trong điều kiện ánh sáng khuếch tán hoặc ánh sáng u ám.

Ngược lại, kính silicon kết tinh có khả năng tạo ra gấp đôi lượng điện và được định vị tốt hơn dưới ánh sáng mặt trời trực tiếp. Điều này làm cho nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho các cấu trúc hướng về phía mặt trời vì các ô vuông quang điện tối màu của nó ngăn cản nhiều ánh sáng chiếu qua.

Vật liệu tiên tiến - Kính quang điện

Áp dụng vật liệu tiên tiến vào kiến trúc

Quá trình kết hợp các vật liệu mới này và các vật liệu khác không đơn giản như chúng ta mong muốn. Mỗi quốc gia, mỗi công ty và mỗi dự án đều khác nhau, với bộ quy tắc, giao thức và yêu cầu riêng. Sẽ mất thời gian, nhưng những đổi mới trong xây dựng liên tục được thúc đẩy bởi việc phát minh ra những vật liệu mới đáng kinh ngạc như thế này, cũng như các thiết kế và khái niệm kiến trúc sáng tạo tập trung vào một tương lai sạch hơn, an toàn hơn và bền vững hơn cho ngành.

Ngoài ra, nếu bạn đang tìm kiếm một đơn vị chuyên nghiệp để hoàn thiện không gian sống của mình với những yếu tố phong thủy được tính toán tỉ mỉ, hãy đến với Kiểm Thành Group. Với nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực thiết kế và thi công nội thất, chúng tôi tự hào là sự lựa chọn hàng đầu của nhiều khách hàng. Chúng tôi cam kết cung cấp cho bạn những giải pháp thiết kế tối ưu, phù hợp với nhu cầu và mong muốn của bạn, giúp tạo ra tổ ấm lý tưởng cho gia đình.

Xây Dựng Kiểm Thành