Beton biologiczny – ekologiczny budynek przyszłości

[ratings]

Grupa Technologii Strukturalnych na Politechnice Katalońskiej w Barcelonie opracowała i opatentowała rodzaj betonu biologicznego, który wspiera naturalny, przyspieszony wzrost organizmów żywych. Materiał, który został zaprojektowany, ma pokrywać fasady budynków lub innych konstrukcji, przede wszystkim w klimacie śródziemnomorskim. Oferuje on korzyści środowiskowe, termiczne i estetyczne w porównaniu z innymi podobnymi rozwiązaniami konstrukcyjnymi. Materiał poprawia komfort cieplny w budynkach i pomaga obniżyć poziom CO2 w atmosferze.

Beton biologiczny

Badając ten beton, badacze skupili się na dwóch materiałach na bazie cementu. Pierwszym z nich jest konwencjonalny gazowany beton (na bazie cementu portlandzkiego), za pomocą którego można uzyskać materiał o pH około 8. Drugi materiał jest wytwarzany z cementu fosforanu magnezu (MPC), którego pH jest lekko kwaśne.

Ze względu na swoje właściwości szybkiego wiązania cement fosforanowo-magnezowy był w przeszłości stosowany jako materiał naprawczy. Został również wykorzystany jako biocement w dziedzinie medycyny i stomatologii, nie ma negatywnego wpływu na środowisko.

Nowatorską cechą tego nowego (pionowego wielowarstwowego) betonu jest to, że działa on jako naturalne wsparcie biologiczne dla wzrostu i rozwoju niektórych organizmów biologicznych, a konkretnie niektórych rodzin mikroalg, grzybów, porostów i mchów.

Po opatentowaniu pomysłu zespół zbada najlepszy sposób na przyspieszenie wzrostu tego rodzaju organizmów na betonie. Celem badań jest przyspieszenie naturalnego procesu kolonizacji, dzięki czemu powierzchnia nabierze atrakcyjnego wyglądu w niecały rok. Wygląd elewacji wykonanych z nowego materiału powinien ewoluować w czasie, ukazując zmiany koloru w zależności od pory roku i dominujących rodzin organizmów. Na tego typu budynkach zapobiega się pojawianiu się innych rodzajów roślinności, aby ich korzenie nie uszkodziły elementów konstrukcyjnych.

Jak uzyskano beton biologiczny?

Aby uzyskać beton biologiczny, oprócz pH, zmodyfikowano inne parametry, które wpływają na bioreceptancję materiału, takie jak porowatość i chropowatość powierzchni. Uzyskany wynik jest wielowarstwowym elementem w postaci panelu, który oprócz warstwy strukturalnej składa się z trzech innych warstw: pierwsza z nich to warstwa hydroizolacyjna umieszczona na wierzchu warstwy strukturalnej, chroniąca ją przed możliwym uszkodzeniem spowodowane przez przenikającą wodę.

Kolejna warstwa to warstwa biologiczna, która wspiera kolonizację i pozwala na gromadzenie się w niej wody. Działa jako wewnętrzna mikrostruktura, wspomagając zatrzymywanie i wydalanie wilgoci, ponieważ ma zdolność do wychwytywania i przechowywania wody deszczowej, warstwa ta ułatwia rozwój organizmów biologicznych.

Ostatnia warstwa to nieciągła warstwa powlekająca z funkcją odwrotnej hydroizolacji. Ta warstwa pozwala na wnikanie wody deszczowej i zapobiega jej ucieczce. W ten sposób odpływ wody jest kierowany do miejsca, w którym ma on na celu uzyskanie wzrostu biologicznego.

Wpływ betonu biologicznego na środowisko – redukcja CO2

Według badaczy, nowy materiał, który ma różne zastosowania, oferuje korzyści środowiskowe, termiczne i estetyczne. Z punktu widzenia ochrony środowiska nowy beton pochłania, a tym samym redukuje CO2 w atmosferze, dzięki swojej biologicznej powłoce.

Jednocześnie ma zdolność do wychwytywania promieniowania słonecznego, co umożliwia regulację przewodności cieplnej wewnątrz budynków w zależności od osiągniętej temperatury. Beton biologiczny działa nie tylko jako materiał izolacyjny i regulator termiczny, ale także jako ozdobna alternatywa, ponieważ może być stosowany do dekoracji fasady budynków lub powierzchni konstrukcji o różnych wykończeniach i odcieniach koloru. Dzięki niemu potrafi powstać coś na wzór patyny w postaci biologicznego pokrycia lub „żywego” obrazu.

Zielone, ekologiczne budynki w architekturze

Materiał nadaje się do nowej koncepcji pionowego ogrodu, nie tylko do nowo budowanych konstrukcji, ale także do renowacji istniejących budynków. W przeciwieństwie do obecnych fasad roślinnych i pionowych systemów ogrodowych, nowy materiał wspiera wzrost biologiczny, dlatego nie są wymagane złożone konstrukcje nośne i można wybrać obszar fasady, na który ma zostać zastosowany biologiczny beton.

Roślinne fasady i pionowe ogrody na budynkach wykorzystują specjalnie stworzone podłoże lub wykorzystują np. kultury hydroponiczne. Wymagają jednak złożonych systemów przymocowanych do samej konstrukcji (warstw materiału), a nawet sąsiednich konstrukcji wykonanych z metalu lub tworzywa sztucznego. Może to prowadzić do komplikacji związanych z dodatkowymi obciążeniami, redukcją światła lub zmniejszeniem przestrzeni wokół budynku. Dzięki nowemu „zielonemu” betonowi organizmy mogą rosnąć bezpośrednio na wielowarstwowym materiale.