Yeni İnşaat Malzemeleri İnsan Güvenliğini ve Refahını Nasıl Önceliklendiriyor?
2050 yılına kadar hammaddelerin hızla tükenmesi ve dünyada beton inşa etmek için yeterli kum ve çelik olmaması bekleniyor. Öte yandan, inşaat maliyeti geçen yıla göre %5 ile %11 arasında bir oranla artmaya devam ediyor. Çevre üzerindeki etkisine gelince, inşaat sektörü hala hava kirliliğinin %23'ünden, iklim değişikliğinin %50'sinden, su kirliliğinin %40'ından ve çöp sahası atıklarının %50'sinden sorumludur. Açıkçası, inşaat sektörü, çevre ve insan ırkı birbirinden etkilenen çeşitli zorluklarla karşı karşıyadır, ancak bu konuda en büyük dezavantaja sahip olan insandır.
İklim değişikliği, ayrımcılık ve fiziksel kırılganlık gibi küresel zorluklara yanıt olarak, dünyanın dört bir yanından tasarımcılar ve mühendisler, kentsel, mimari ve iç mekân projelerinde insan refahını ilk sıraya koyan yenilikçi inşaat malzemeleri geliştirdiler.
Tasarımın, malzeme geliştirmenin bilimsel süreçlerine önemli bir katkı sağlaması şaşırtıcı değil. İnsanlığın başlangıcından bu yana malzemeler insanlığı şekillendiriyor, insan ırkının sosyal, ekonomik ve sivil yapılarını geliştiren araçları ortaya çıkarıyorlar. Modern zamanlara ve gelişen ihtiyaçlara hızlı ilerleme, yenilikçi tasarımlar, son teknoloji malzemeler ve teknolojilerle birlikte endüstrileri, ekonomileri ve nihayetinde geleceği şekillendiriyor. Bununla birlikte, geçtiğimiz on yılda, yeni materyallerin geliştirilmesi için bir başlangıç noktası haline geldi. İster fiziksel ister duygusal veya zihinsel olsun, insan refahına eşi görülmemiş bir şekilde odaklanıldı.
Işık Yayan Çimento
Işık yayan çimento / beton, son on yılda en kapsamlı inşaat malzemelerinden biri olmuştur. Geceleri elektrik kullanmadan otoyolları, yolları ve bisiklet şeritlerini aydınlatarak yaya güvenliğini sağlama yeteneğinin yanı sıra yenilikçi malzeme, malzemenin zayıf çevresel performansını da dengeleyebiliyor. Son zamanlarda, Kahire'deki Amerikan Üniversitesi'ndeki mühendislik lisans öğrencileri, Biyolüminesans benzeri bir güneş ışığını emen beton tasarladılar. Bu beton enerjisini geceleri ışık ışınları olarak yayarak otoyolları aydınlatmak ve güvenli yolculuklar için gerekli sokak tabelalarını aydınlatmak için kullanılan büyük miktarda enerjiyi azaltmak için kullanıyor. Karanlıkta parlayan beton, inşaat sektörünün iklim krizi üzerindeki etkisi için uzun zamandır önemli bir çözüm olarak görülüyor. İlk olarak Meksika'daki Hidalgo'daki Michoacan Üniversitesi'nden Dr. Jose Carlos Rubio tarafından geliştirilen yenilik, kristalleri ortadan kaldırmak için çimentonun mikro yapısını değiştiriyor, böylece suyla birleştiğinde jel formuna dönüşüyor, güneş enerjisini emiyor ve ışık şeklinde serbest bırakıyor.
Her malzemenin kendi ömrü olmasına rağmen çoğu inşaat malzemesi, özellikle kompozitler, birkaç yıllık yük taşıma ve dış etkenlere maruz kaldıktan sonra bozulma eğilimindedir. Malzemeler genellikle çatlaklar yoluyla bu bozulmayı gösterir, ancak bazı durumlarda hasarlar tespit edilmeme eğilimindedir ve bu yüzeyleri sürekli kullanan insanlar için fiziksel bir risk oluşturur. Bu ikilemle mücadele eden ETH Zürih araştırmacıları, Fribourg Üniversitesi'nden araştırmacılarla iş birliği içinde, malzeme deforme olur olmaz renk değiştiren yeni bir laminat türü geliştirdiler. Belirli malzemelerdeki hasarın veya olası arızanın erken tespiti için yeni teknikler geliştirme amacıyla hafif kompozit laminat, plastik polimer ve yapay sedeften oluşan alternatif katmanlardan oluşur. Sedef, Karmaşık Malzemeler Laboratuvarı tarafından özel olarak geliştiriliyor ve midye kabuğu üzerinde modelleniyor. Sonra araya birkaç cam trombosit sıkıştırılıyor ve paralel olarak düzenleniyor. Bu da betonu son derece sert ve kırılmaya karşı dayanıklı hale getiriyor. İkinci katman, ek bir indikatör molekülü olan bir polimerden oluşuyor. Bu molekül, polimer floresansını değiştirerek germe kuvvetlerine maruz kaldığı anda aktive oluyor. Malzeme ne kadar gerilirse, bu moleküllerin çoğu o kadar aktif hale geliyor ve bu da daha yoğun bir floresansa yol açıyor.
Depremlere çok açık bir ülke olan Japonya , yakın zamanda binalarının dış cephelerinde CABKOMA şerit çubukları kullanmaya başladı. Kengo Kuma'nın Komatsu Seiren'in Genel Müdürlüğü'nde görüldüğü gibi, bu termoplastik karbon fiber kompozit, yapıları depremlerden koruyarak özellikle esneklik amacıyla kullanılıyor. Estetik özelliklerinin yanı sıra yüksek çekme dayanımı ile dünyanın en hafif deprem donatısıdır.
Mikro mobilite şirketi Lime, kullanıcıların kaldırımda ne zaman araba kullandığını tespit etmek için kendi kamera tabanlı kaldırım algılama teknolojisini geliştirdi. Projede sürücüleri sesli olarak uyarmak, aslında yavaşlatmak veya her ikisini birden yapmak arasında seçim yapmak şehirlere bağlı olsa da, her iki işlev de mevcuttur. Şehirler uzun süredir mikro mobilite şirketlerini ve scooter sürücülerini kaldırımda sürüş için suçluyor, ancak nadiren düzgün şekilde korunan bisiklet şeritlerine yatırım yapma girişiminde bulunuyorlar. Bu, birkaç büyük operatörün geçtiğimiz yıllarda bir tür scooter gelişmiş sürücü yardım sistemi (ARAS) uygulamasına neden oldu.
Mevcut iklim krizine yanıt olarak, özellikle inşaat sektörünün hava kirliliğinin %23'üne katkıda bulunduğunu gören mimarlar ve tasarımcılar, inşaat sırasında ve sonrasında karbon ayak izini azaltmak için büyük önlemler aldılar. “Breathe Bricks” veya kirlilik emici tuğlalar, Ar tarafından geliştirilen geleneksel tuğlalara etkili bir alternatiftir.” -Cal Poly San Luis Obispo Mimarlık Okulu'nda yardımcı doçent olan Carmen Trudell.
Elektrikli süpürgelerdeki “siklon filtrelemeden” ilham alan bu tuğlalar, dışarıdaki havayı filtreleyerek hava filtreleme ilkesini takip eder. Kirleticileri ve tozu ayırarak, daha sonra yapının iç kısmına transfer eder. Tuğlalar, iç şaftlara sahip gözenekli bir beton blok olarak şekillendirilmiştir ve ünite içindeki hava akışını yönlendirmek için yönlü bir tasarıma sahiptir.
Pandemiden sonra hemen hemen her endüstri kendi "antibakteriyel" ürününü piyasaya sürdü ve iç tasarım endüstrisi de bir istisna değildi. Birkaç boya şirketi, birkaç saniye içinde yüzeyine bulaşan belirli bakterilerin (staph, E. coli, MRSA ve VRE) yüzde 99'unu öldürdüğü iddia edilen patentli sanitasyon teknolojilerine sahip duvarlar ve mobilya yüzeyleri için iç boyalar geliştirdi. Aslında, antimikrobiyal boyalar ve kaplamalar pazar büyüklüğünün 2020'de 3,7 Milyar ABD dolarından 2029'a kadar 9,54 Milyar ABD dolarına çıkması ve bunun kullanıcılar üzerindeki olumlu etkisini göstermesi bekleniyor.