Команда ученых HiLO из проекта NEST создала прототип сверхлегкого пола с использованием переработанного бетона. Пол создается при помощи пресс-форм, напечатанных 3D-принтером, с использованием эффективной гибридной системы охлаждения и вентиляции.
HiLo – это научно-исследовательское подразделение NEST в области сверхлегкого строительства и интеллектуальных и адаптивных систем зданий. NEST – флагманский проект Empa и Eawag. Пилотный проект сверхлегкого перекрытия реализуется на базе исследовательской платформы для передовых и инновационных технологий строительства в кампусе Empa-Eawag в швейцарском Дюбендорфе.
NEST позволяет тестировать, демонстрировать и разрабатывать новые материалы и компоненты, а также инновационные системы в реальных условиях. Разработка перекрытия – это совместный проект HiLo и Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich).
К 2050-му году быстрое истощение запасов сырья оставит мир без достаточного количества песка и стали для строительства бетона. Новая конструкция перекрытия демонстрирует, как умное применение геометрических конструкций и новых технологий может привести к облегчению строительства и значительной экономии сырья.
Команда исследователей ETH Zurich разрабатывает интегрированную систему пола для решения проблемы значительного вклада строительной отрасли в глобальные выбросы парниковых газов и быстрое истощение природных ресурсов. Элементы конструкции многоэтажного здания требуют для своего изготовления до 50% всей использованной энергии. В зданиях с 10 и более этажами до 80% веса этой конструкции содержится в плитах пола, чаще всего строящихся из железобетона. За счет внедрения новых материалов можно уменьшить вес здания.
Группа ETH Zurich разрабатывает усиленные ребрами полы, которые представляют собой дважды изогнутые оболочки. Они эффективно выдерживают нагрузки при сжатии и поглощают натяжение снаружи в стяжках. Это позволяет значительно снизить количество используемого бетона — более чем на 70%. Кроме того, схема расположения рёбер существенно снижает внутренние напряжения, даже в очень тонких сечениях, что позволяет использовать более слабые материалы, такие как переработанный бетон. В новой конструкции перекрытия трубы, провода и механические системы могут быть проложены в тех местах, которые ранее были недоступны.
В сотрудничестве с кафедрой архитектуры и строительных систем ETH Zurich исследуются строительные энергетические и климатические системы и их интеграция в структурные элементы с целью повышения эффективности и сокращения площади и затрат. Синергия с дизайном достигается за счет использования полостей и геометрических свойств пола для эффективной циркуляции воздуха и воды, для передачи тепла и подачи воздуха. Такая конструкция стала возможной благодаря гибкости 3D-печати.
Изготовление полов из бетона обычно приводит к расточительным и дорогостоящим решениям для опалубки и, кроме того, к сложным работам по сборке и демонтажу. Новые эффективные опалубочные решения, основанные на современных технологиях 3D-печати, помогут решить многие проблемы.
